PWM逆變器_修訂版課件

1、脈寬調(diào)制型（脈寬調(diào)制型（PWM）逆變器）逆變器Pulse Width ModulationPulse Width Modulation講課目錄講課目錄邱邱 浩：帶電流滯環(huán)跟蹤的逆變器控制浩：帶電流滯環(huán)跟蹤的逆變器控制曾曾 快：快：SPWM單雙極性調(diào)制單雙極性調(diào)制李李 杰：杰：SPWM波的調(diào)制條件和同步、異步、分段調(diào)制比較波的調(diào)制條件和同步、異步、分段調(diào)制比較沈子乂：基礎(chǔ)概念準(zhǔn)備沈子乂：基礎(chǔ)概念準(zhǔn)備回回 璇：璇：PWM調(diào)制在交調(diào)制在交-直直-交系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)交系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)趙曉陽(yáng)：電壓型和電流型趙曉陽(yáng)：電壓型和電流型PWM調(diào)制比較調(diào)制比較卿卿 怡：怡：SPWM波的計(jì)算法波的計(jì)算法梁梁 達(dá)：三相橋式達(dá)

2、：三相橋式PWM調(diào)制調(diào)制 基礎(chǔ)概念準(zhǔn)備基礎(chǔ)概念準(zhǔn)備（）（）PWM的定義：的定義：用直流斬波的方法，將逆變器的輸出相電壓調(diào)制成幅值用直流斬波的方法，將逆變器的輸出相電壓調(diào)制成幅值相等的若干個(gè)矩形電壓脈沖，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比改變脈沖寬度，即可改變輸出相等的若干個(gè)矩形電壓脈沖，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比改變脈沖寬度，即可改變輸出電壓的大小，而調(diào)節(jié)一個(gè)周期的循環(huán)開斷時(shí)間可改變輸出電壓的頻率，從而電壓的大小，而調(diào)節(jié)一個(gè)周期的循環(huán)開斷時(shí)間可改變輸出電壓的頻率，從而在逆變器上實(shí)現(xiàn)在逆變器上實(shí)現(xiàn)VVVFVVVF的綜合控制。的綜合控制。（）核心依據(jù)：（）核心依據(jù)：在具有慣性環(huán)節(jié)（電容、電感儲(chǔ)能元件）的電路中，能用等在具有慣性環(huán)

3、節(jié)（電容、電感儲(chǔ)能元件）的電路中，能用等面積的等幅不等寬的脈沖序列等效正弦波。面積的等幅不等寬的脈沖序列等效正弦波。（3 3）脈沖序列：）脈沖序列：用來(lái)用來(lái)控制逆變器控制逆變器功率功率開關(guān)元件的開關(guān)元件的通斷，以使逆變器輸出電壓波。（通斷，以使逆變器輸出電壓波。（通過(guò)通過(guò)載波、調(diào)制波、比較器獲得）載波、調(diào)制波、比較器獲得） 基礎(chǔ)概念準(zhǔn)備基礎(chǔ)概念準(zhǔn)備（4 4）全控器件的等效電路）全控器件的等效電路與與開關(guān)特性開關(guān)特性IGBT的等效電路如的等效電路如左左圖所示。由圖圖所示。由圖可知可知,若在若在IGBT的柵極的柵極（G）和發(fā)射極和發(fā)射極(E)之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓,則則MOSFET導(dǎo)

4、通導(dǎo)通,這這樣樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若若IGBT的柵極和的柵極和發(fā)射極之間電壓為發(fā)射極之間電壓為0V或負(fù)電壓或負(fù)電壓,則則MOSFET截止截止,切斷切斷PNP晶體管基極電流晶體管基極電流的供給的供給,使得晶體管截止。使得晶體管截止。SPWM單極性和雙極性調(diào)制單極性和雙極性調(diào)制以等腰三角形載波以等腰三角形載波ut和參考正弦波和參考正弦波ur的相交關(guān)系，可以產(chǎn)生的相交關(guān)系，可以產(chǎn)生SPWM調(diào)制波。調(diào)制波。truu 當(dāng)參考電壓當(dāng)參考電壓ur在正半波時(shí)，若在正半波時(shí)，若truu ，則調(diào)制波，則調(diào)制波up=0;若若，

5、則，則up為寬度為寬度不等的矩形脈沖波，矩形面積所表示的輸出電壓的有效值大小符合正弦分布規(guī)律，不等的矩形脈沖波，矩形面積所表示的輸出電壓的有效值大小符合正弦分布規(guī)律，稱這種脈沖序列為稱這種脈沖序列為SPWM序列。序列。 當(dāng)當(dāng)ur在負(fù)半周期時(shí)，需要把在負(fù)半周期時(shí)，需要把ur正半波的正半波的SPWM序列反響，得到一個(gè)周期的、幅值序列反響，得到一個(gè)周期的、幅值在在0up變化的脈沖序列，稱為單極性變化的脈沖序列，稱為單極性SPWM調(diào)制模式，如下圖所示：調(diào)制模式，如下圖所示：SPWM單極性和雙極性調(diào)制單極性和雙極性調(diào)制 如果在每個(gè)焦點(diǎn)如果在每個(gè)焦點(diǎn)ur=ut處同時(shí)產(chǎn)生正、負(fù)觸發(fā)脈沖，在一個(gè)半周內(nèi)既有處同

6、時(shí)產(chǎn)生正、負(fù)觸發(fā)脈沖，在一個(gè)半周內(nèi)既有up又有又有-up脈沖序列。這種調(diào)制稱為雙極性脈沖序列。這種調(diào)制稱為雙極性SPWM調(diào)制模式，如下圖所示：調(diào)制模式，如下圖所示：SPWM單極性和雙極性調(diào)制單極性和雙極性調(diào)制在兩電平電路中，雙極在兩電平電路中，雙極性控制能夠控制同一個(gè)性控制能夠控制同一個(gè)橋臂上的功率器件互補(bǔ)橋臂上的功率器件互補(bǔ)通斷，前提是遵循先斷通斷，前提是遵循先斷后通原則。雖然矩形脈后通原則。雖然矩形脈沖組成有正有負(fù)，但在沖組成有正有負(fù)，但在逆變器輸出端只能是電逆變器輸出端只能是電壓平均值，顯然在正半壓平均值，顯然在正半周期周期+Ud/2脈沖合成面積脈沖合成面積大于大于-Ud/2的面積，電壓

7、的面積，電壓平均值為正，且電壓脈平均值為正，且電壓脈沖寬度任然符合正弦分沖寬度任然符合正弦分布，因此近似于正弦電布，因此近似于正弦電壓。同理，負(fù)半周期逆壓。同理，負(fù)半周期逆變器輸出負(fù)值正弦。變器輸出負(fù)值正弦。三相橋式三相橋式PWMPWM逆變電路逆變電路 電路用途：電路用途：三相橋式三相橋式PWM變頻電路是變頻電路是PWM變頻電路中使用最多的，它被廣泛變頻電路中使用最多的，它被廣泛應(yīng)用在異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速中應(yīng)用在異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速中，其控制方式為雙極性方式。其控制方式為雙極性方式。 電路組成：電路組成：不控整流環(huán)節(jié)，采用不控整流環(huán)節(jié)，采用6個(gè)二極管個(gè)二極管VD1VD6整流；逆變環(huán)節(jié)，整流；逆

8、變環(huán)節(jié)，6個(gè)個(gè)快快速功率開關(guān)器件速功率開關(guān)器件IGBT和和6個(gè)快速續(xù)流二極管個(gè)快速續(xù)流二極管DF1DF6組成組成;三相對(duì)稱負(fù)載，大多為三相對(duì)稱負(fù)載，大多為感性；調(diào)制電路，用于控制感性；調(diào)制電路，用于控制IGBT通斷。通斷。開關(guān)脈沖的產(chǎn)生開關(guān)脈沖的產(chǎn)生載波信號(hào)載波信號(hào)參考參考信號(hào)信號(hào)參考參考信號(hào)信號(hào)載波信號(hào)載波信號(hào)參考參考信號(hào)信號(hào)載波信號(hào)載波信號(hào) 三相三相參考參考信號(hào)信號(hào)ura、urb、urc分別為三相正弦波信號(hào)，分別為三相正弦波信號(hào)，其其幅幅值和頻率均相等，相位依次差值和頻率均相等，相位依次差120度度。 A、B、C三相的三相的PWM控制共用一個(gè)三角波信號(hào)控制共用一個(gè)三角波信號(hào)ut,其其PWM

9、控制規(guī)律相同?？刂埔?guī)律相同。 現(xiàn)在以現(xiàn)在以A相為例，當(dāng)相為例，當(dāng)uraut時(shí)，使時(shí)，使VT1導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT4關(guān)斷；當(dāng)關(guān)斷；當(dāng)uraut時(shí)，使時(shí)，使VT1關(guān)斷，關(guān)斷，VT4導(dǎo)通。導(dǎo)通。VT1、VT4的驅(qū)動(dòng)信號(hào)始終互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)始終互補(bǔ)。 調(diào)制電路內(nèi)部的調(diào)制電路內(nèi)部的本質(zhì)是若干比較電路。本質(zhì)是若干比較電路。將參考信號(hào)和載波信將參考信號(hào)和載波信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)控制號(hào)進(jìn)行比較來(lái)控制IGBT通斷。通斷。此波形可以看作是此波形可以看作是IGBT的的開關(guān)脈沖，正脈沖時(shí)開關(guān)脈沖，正脈沖時(shí)VT1導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT4關(guān)斷；負(fù)脈沖關(guān)斷；負(fù)脈沖時(shí)時(shí)VT4導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT1關(guān)斷。關(guān)斷。三相正弦三相正弦PWM波形波形 由圖可

10、以看出，任何時(shí)刻始終都有兩由圖可以看出，任何時(shí)刻始終都有兩相調(diào)制信號(hào)電壓大于載波信號(hào)電壓，即總相調(diào)制信號(hào)電壓大于載波信號(hào)電壓，即總有兩個(gè)有兩個(gè)IGBT處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以負(fù)載上處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以負(fù)載上的電壓是連續(xù)的正弦波。其余兩相的控制的電壓是連續(xù)的正弦波。其余兩相的控制規(guī)律與規(guī)律與A相相同。相相同。 在雙極性控制方式中，同一相上下兩在雙極性控制方式中，同一相上下兩橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都是互補(bǔ)的。但為了防止橋臂的驅(qū)動(dòng)信號(hào)都是互補(bǔ)的。但為了防止上下兩橋臂直通而造成短路，要遵循上下兩橋臂直通而造成短路，要遵循“先先斷后通斷后通”的原則，在給一個(gè)橋臂加關(guān)斷信的原則，在給一個(gè)橋臂加關(guān)斷信號(hào)后，再延遲一小段時(shí)間

11、，才給另一個(gè)橋號(hào)后，再延遲一小段時(shí)間，才給另一個(gè)橋臂加導(dǎo)通信號(hào)。延遲時(shí)間主要由功率開關(guān)臂加導(dǎo)通信號(hào)。延遲時(shí)間主要由功率開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間決定。的關(guān)斷時(shí)間決定。三相橋式三相橋式PWM變頻器也是靠同時(shí)改變頻器也是靠同時(shí)改變?nèi)鄥⒖夹盘?hào)（調(diào)制信號(hào)）變?nèi)鄥⒖夹盘?hào)（調(diào)制信號(hào)）ura、urb、urc的調(diào)制周期來(lái)改變輸出電壓頻率的，的調(diào)制周期來(lái)改變輸出電壓頻率的，靠改變?nèi)鄥⒖夹盘?hào)的幅度即可改變輸出靠改變?nèi)鄥⒖夹盘?hào)的幅度即可改變輸出電壓的大小。電壓的大小。PWM變頻器用于異步電動(dòng)變頻器用于異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，為了維持電動(dòng)機(jī)氣隙磁通機(jī)變頻調(diào)速時(shí)，為了維持電動(dòng)機(jī)氣隙磁通恒定，輸出頻率和電壓大小必須進(jìn)行協(xié)調(diào)恒定

12、，輸出頻率和電壓大小必須進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，即改變?nèi)鄥⒖夹盘?hào)調(diào)制周期同時(shí)控制，即改變?nèi)鄥⒖夹盘?hào)調(diào)制周期同時(shí)必須相應(yīng)改變其幅值。必須相應(yīng)改變其幅值。仿真仿真從邏輯的角度講解其原理：從邏輯的角度講解其原理：開關(guān)脈開關(guān)脈沖電路沖電路逆變電路逆變電路負(fù)負(fù)載載仿真仿真脈沖開關(guān)電路脈沖開關(guān)電路仿真仿真逆變電路逆變電路相當(dāng)相當(dāng)于兩于兩個(gè)電個(gè)電容串容串聯(lián)支聯(lián)支路。路。仿真仿真 波的計(jì)算法波的計(jì)算法為簡(jiǎn)化算法難度，常采用對(duì)稱規(guī)則采樣法，原理圖如下：為簡(jiǎn)化算法難度，常采用對(duì)稱規(guī)則采樣法，原理圖如下：由模擬電路過(guò)度道微機(jī)數(shù)字計(jì)算由模擬電路過(guò)度道微機(jī)數(shù)字計(jì)算 在相鄰的兩個(gè)三角波的中點(diǎn)（也即是在相鄰的兩個(gè)三角波的中點(diǎn)（也

13、即是相反三角波的頂點(diǎn)）引一垂線，與參考電相反三角波的頂點(diǎn)）引一垂線，與參考電壓壓ur交于交于E點(diǎn)，該點(diǎn)參考波點(diǎn)，該點(diǎn)參考波ur的相角所對(duì)應(yīng)的相角所對(duì)應(yīng)的時(shí)間的時(shí)間te也即為已知。從交點(diǎn)也即為已知。從交點(diǎn)E作平行直線作平行直線與相鄰的三角波交于與相鄰的三角波交于A、B兩點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔時(shí)間間隔t2便為便為ur在在te時(shí)刻的時(shí)刻的SPWM波的波的脈寬。脈寬。)Tt2sin(UU2T2Trtmrmcc2t由圖解法可推導(dǎo)出：由圖解法可推導(dǎo)出：式中：式中：Tc三角載波周期（三角載波周期（s）；）；Tr正弦參考波周期（正弦參考波周期（s）；）；Urm正弦參考波電壓幅值（正弦參考波電壓幅值

14、（V）；）；Utm三角載波電壓幅值（三角載波電壓幅值（V）。）。 使用規(guī)則采樣法計(jì)算得到的脈寬使用規(guī)則采樣法計(jì)算得到的脈寬t2和準(zhǔn)和準(zhǔn)確值在起始點(diǎn)和終了時(shí)間點(diǎn)上有很小的誤差，確值在起始點(diǎn)和終了時(shí)間點(diǎn)上有很小的誤差，一般對(duì)控制不會(huì)產(chǎn)生影響。一般對(duì)控制不會(huì)產(chǎn)生影響。 波的計(jì)算法波的計(jì)算法不對(duì)稱規(guī)則采樣法：不對(duì)稱規(guī)則采樣法：采用在每個(gè)載波周期采樣兩次，即在三角波的頂點(diǎn)位采用在每個(gè)載波周期采樣兩次，即在三角波的頂點(diǎn)位置采樣，又在三角波的底點(diǎn)位置采樣，這樣形成的階梯波與正弦波的逼近置采樣，又在三角波的底點(diǎn)位置采樣，這樣形成的階梯波與正弦波的逼近程度會(huì)大大提高。不對(duì)稱規(guī)則采樣法生成程度會(huì)大大提高。不對(duì)稱規(guī)

15、則采樣法生成SPWM的原理圖如下所示。的原理圖如下所示。ABTct20tUd1 等效面積法等效面積法:在采樣控制理論有中一個(gè)重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖在采樣控制理論有中一個(gè)重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。正弦脈寬調(diào)加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。沖量即指窄脈沖的面積。正弦脈寬調(diào)制的基本原理就是按面積相等的原則構(gòu)成與正弦等效的一系列等幅不等寬的矩形脈制的基本原理就是按面積相等的原則構(gòu)成與正弦等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波形。等效面積法就是根據(jù)已知數(shù)據(jù)和正弦數(shù)值依次算出每個(gè)脈沖的寬度，通過(guò)沖波形。等效面積法

16、就是根據(jù)已知數(shù)據(jù)和正弦數(shù)值依次算出每個(gè)脈沖的寬度，通過(guò)查表的方式實(shí)時(shí)控制查表的方式實(shí)時(shí)控制。其原理圖如下：。其原理圖如下：Sk10a波的調(diào)制條件波的調(diào)制條件 SPWM波實(shí)質(zhì)上是功率器件的驅(qū)動(dòng)脈沖，所以與電壓型逆變器輸出電波實(shí)質(zhì)上是功率器件的驅(qū)動(dòng)脈沖，所以與電壓型逆變器輸出電壓波形抑制。因此受到對(duì)逆變器的性能要求特別是功率元件允許的工作條件壓波形抑制。因此受到對(duì)逆變器的性能要求特別是功率元件允許的工作條件的限制。的限制。（1）調(diào)制比的限制。調(diào)制比定義為：）調(diào)制比的限制。調(diào)制比定義為：tmmUUM 在雙極性在雙極性SPWM波中，最小脈寬出現(xiàn)在波中，最小脈寬出現(xiàn)在ur接近載波接近載波ut峰值的峰值的

17、兩交點(diǎn)間，此處的最小脈寬時(shí)間必須保證大于功率元件的關(guān)斷時(shí)兩交點(diǎn)間，此處的最小脈寬時(shí)間必須保證大于功率元件的關(guān)斷時(shí)間間toff使其可靠關(guān)斷后，互補(bǔ)元件再導(dǎo)通，因此一般使其可靠關(guān)斷后，互補(bǔ)元件再導(dǎo)通，因此一般M不大于不大于0.9。波的調(diào)制條件波的調(diào)制條件（2）載波比的限制。在波比定義為：）載波比的限制。在波比定義為：rtffN式中：式中：ft表示三角波頻率（表示三角波頻率（Hz）fr表示正弦參考波頻率（表示正弦參考波頻率（Hz） 載波比是一個(gè)周期參考正弦波內(nèi)三角載波的周期數(shù)，在載波比是一個(gè)周期參考正弦波內(nèi)三角載波的周期數(shù)，在fr一定的情一定的情況下，顯然載波比況下，顯然載波比N越大，逆變器輸出電壓

18、波形越接近理想正弦波；越大，逆變器輸出電壓波形越接近理想正弦波；但同時(shí)開關(guān)元件的開、斷頻率也就越高，因此載波比受到元件的開、但同時(shí)開關(guān)元件的開、斷頻率也就越高，因此載波比受到元件的開、斷頻率允許值的限制。斷頻率允許值的限制。同步、異步、分段調(diào)制同步、異步、分段調(diào)制 載波比載波比N=常數(shù)，一個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，當(dāng)逆常數(shù)，一個(gè)周期內(nèi)的脈沖數(shù)是固定的，脈沖相位也是固定的，當(dāng)逆變電路頻率低時(shí)，載波頻率低。當(dāng)其過(guò)低時(shí)，調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除。而過(guò)高時(shí)變電路頻率低時(shí)，載波頻率低。當(dāng)其過(guò)低時(shí)，調(diào)制帶來(lái)的諧波不易濾除。而過(guò)高時(shí)會(huì)使開關(guān)元件難以承受，并且同步比異步復(fù)雜。會(huì)使開關(guān)元件難以

19、承受，并且同步比異步復(fù)雜。 這種方式通常保持載波頻率這種方式通常保持載波頻率fc不變，所以當(dāng)信號(hào)波頻變化時(shí)也會(huì)變化，載波比不變，所以當(dāng)信號(hào)波頻變化時(shí)也會(huì)變化，載波比也會(huì)變化。在信號(hào)波半個(gè)周期內(nèi)脈沖數(shù)、相位是不固定的。當(dāng)頻率較低時(shí)，載波比也會(huì)變化。在信號(hào)波半個(gè)周期內(nèi)脈沖數(shù)、相位是不固定的。當(dāng)頻率較低時(shí)，載波比較大，一個(gè)周期產(chǎn)生的脈沖數(shù)過(guò)多，使較大，一個(gè)周期產(chǎn)生的脈沖數(shù)過(guò)多，使PWM波形更接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻較波形更接近正弦波。而當(dāng)信號(hào)波頻較高時(shí)，高時(shí)，N減小，脈沖數(shù)減小，減小，脈沖數(shù)減小，PWM脈沖不對(duì)稱影響大，信號(hào)波可能隨脈沖不對(duì)稱影響大，信號(hào)波可能隨PWM脈沖跳脈沖跳動(dòng)，這使輸出動(dòng)，這使

20、輸出PWM波和正弦波差異較大。波和正弦波差異較大。 把逆變電路的輸出頻率分成若干段，每個(gè)頻段的載波比一定，不同頻段采用不把逆變電路的輸出頻率分成若干段，每個(gè)頻段的載波比一定，不同頻段采用不同的載波比。它可以在高頻段采用較低的載波比，使載波比不致于過(guò)高，可限制在同的載波比。它可以在高頻段采用較低的載波比，使載波比不致于過(guò)高，可限制在功率器件允許的范圍內(nèi)。而再低頻段采用較高的載波比，以使載波頻率不至于過(guò)低功率器件允許的范圍內(nèi)。而再低頻段采用較高的載波比，以使載波頻率不至于過(guò)低而對(duì)負(fù)載產(chǎn)生不利影響。而對(duì)負(fù)載產(chǎn)生不利影響。異步調(diào)制：異步調(diào)制：分段同步調(diào)制：分段同步調(diào)制：同步調(diào)制：同步調(diào)制：PWM調(diào)制在

21、交調(diào)制在交-直直-交系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)交系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)變頻器是一種能提供頻率及電壓同時(shí)變化的電力電子裝置。變頻器是一種能提供頻率及電壓同時(shí)變化的電力電子裝置。間接變頻器：（交間接變頻器：（交直直交變頻器）交變頻器） 整流（調(diào)壓）整流（調(diào)壓） 逆變（調(diào)頻）逆變（調(diào)頻） 交流交流 直流直流 交流交流特點(diǎn)：調(diào)頻范圍寬，應(yīng)用廣泛。特點(diǎn)：調(diào)頻范圍寬，應(yīng)用廣泛。直接變頻器：（交直接變頻器：（交交變頻器）交變頻器） （變頻）（變頻） 交流交流 交流交流 特點(diǎn)：一次功率變換控制效率高但是輸出頻率低，最高輸出頻率一般為輸入頻率的特點(diǎn)：一次功率變換控制效率高但是輸出頻率低，最高輸出頻率一般為輸入頻率的1/31/31/21

22、/2，而且控制復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的無(wú)功和諧波污染，通常用于低頻場(chǎng)，而且控制復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較大的無(wú)功和諧波污染，通常用于低頻場(chǎng)合合可控整流器調(diào)壓，逆變器調(diào)頻可控整流器調(diào)壓，逆變器調(diào)頻調(diào)壓和調(diào)頻功能分別在兩個(gè)環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)，有控制電路調(diào)壓和調(diào)頻功能分別在兩個(gè)環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)，有控制電路進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。裝置輸入環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)配合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。裝置輸入環(huán)節(jié)采用可控整流。當(dāng)?shù)皖l低壓運(yùn)行時(shí)，移向觸發(fā)角很大，采用可控整流。當(dāng)?shù)皖l低壓運(yùn)行時(shí)，移向觸發(fā)角很大，致使裝置功率因數(shù)低下，此外逆變器多用晶閘管型逆致使裝置功率因數(shù)低下，此外逆變器多用晶閘管型逆變器，開關(guān)頻率低輸出諧波成分大。變器，開關(guān)頻

23、率低輸出諧波成分大。不控整流器整流，斬波器調(diào)壓，逆變器調(diào)頻不控整流器整流，斬波器調(diào)壓，逆變器調(diào)頻采用二極管整流輸入，功率因數(shù)提高。由于輸出逆變采用二極管整流輸入，功率因數(shù)提高。由于輸出逆變環(huán)節(jié)功率器件采用晶閘管，輸出諧波成分依然較大。環(huán)節(jié)功率器件采用晶閘管，輸出諧波成分依然較大。不控整流器整流，不控整流器整流，PWM逆變器同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓逆變器同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)壓是變頻調(diào)速系統(tǒng)可以只有一個(gè)控制功率級(jí)，從而簡(jiǎn)化了主回是變頻調(diào)速系統(tǒng)可以只有一個(gè)控制功率級(jí)，從而簡(jiǎn)化了主回路，其輸入端可以采用二極管整流，使電網(wǎng)的功率系數(shù)較高，路，其輸入端可以采用二極管整流，使電網(wǎng)的功率系數(shù)較高，系統(tǒng)有較高的效率。系統(tǒng)有較

24、高的效率。輸出電壓僅由逆變器本身控制，電壓調(diào)節(jié)速度快，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)輸出電壓僅由逆變器本身控制，電壓調(diào)節(jié)速度快，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能好。性能好。采用較高頻率調(diào)制時(shí)可以得到高質(zhì)量的輸出電壓波形，抑制采用較高頻率調(diào)制時(shí)可以得到高質(zhì)量的輸出電壓波形，抑制了較低次數(shù)的高次諧波，降低諧波損耗，擴(kuò)大了調(diào)速范圍。了較低次數(shù)的高次諧波，降低諧波損耗，擴(kuò)大了調(diào)速范圍。電壓型和電流型電壓型和電流型PWM調(diào)制比較調(diào)制比較 逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可以分為兩種，直流側(cè)為電壓源的為逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可以分為兩種，直流側(cè)為電壓源的為電壓型電壓型逆變電路逆變電路，直流側(cè)為電流源的為，直流側(cè)為電流源的為電流型逆變電路

25、電流型逆變電路。 直流側(cè)接有大電容，相當(dāng)于電壓源，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗；直流側(cè)接有大電容，相當(dāng)于電壓源，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗； 由于直流電壓源的箝位作用，逆變交流輸出的電壓波形為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)，由于直流電壓源的箝位作用，逆變交流輸出的電壓波形為矩形波，與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)，而交流側(cè)的電流波形和相位因負(fù)載的阻抗角不同而不同，其波形接近三角波或正弦波。而交流側(cè)的電流波形和相位因負(fù)載的阻抗角不同而不同，其波形接近三角波或正弦波。 當(dāng)交流側(cè)位感性負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用，為給交當(dāng)交流側(cè)位感性負(fù)載時(shí)需提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功

26、能量的作用，為給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的能量提供通道，各橋臂都反并聯(lián)了二極管，逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)向直流側(cè)反饋的能量提供通道，各橋臂都反并聯(lián)了二極管，逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，因直流電壓無(wú)脈動(dòng)，故傳送功率的脈動(dòng)是由直流電流的脈動(dòng)流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，因直流電壓無(wú)脈動(dòng)，故傳送功率的脈動(dòng)是由直流電流的脈動(dòng)體現(xiàn)出來(lái)的，電壓型逆變器不能進(jìn)行四象限運(yùn)行，當(dāng)負(fù)載電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，需要另行體現(xiàn)出來(lái)的，電壓型逆變器不能進(jìn)行四象限運(yùn)行，當(dāng)負(fù)載電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，需要另行安裝制動(dòng)系統(tǒng)。安裝制動(dòng)系統(tǒng)。電電壓壓型逆變器的主要特點(diǎn)：型逆變器的主要特點(diǎn)：電壓型和電流型電壓型和電流型PWM調(diào)制比較調(diào)制比較

27、電流型逆變器的主要特點(diǎn)：電流型逆變器的主要特點(diǎn)： 直流側(cè)接有大電感，相當(dāng)于電流源，直流電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗，直流側(cè)接有大電感，相當(dāng)于電流源，直流電流基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)高阻抗，因?yàn)楦鏖_關(guān)器件主要起改交直流電流流通路徑的作用因?yàn)楦鏖_關(guān)器件主要起改交直流電流流通路徑的作用。 交流側(cè)電流為矩形波，與負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，而交流側(cè)的電壓波形和相位因負(fù)載的阻抗交流側(cè)電流為矩形波，與負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，而交流側(cè)的電壓波形和相位因負(fù)載的阻抗角不同而不同，其波形接近三角波或正弦波角不同而不同，其波形接近三角波或正弦波。 直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，因電流不能反向，故可控器件不必反并聯(lián)二直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，因電流不能反向，故可控器件不必反并聯(lián)二極管；逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，因直流電流無(wú)脈動(dòng)，故傳極管；逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的，因直流電流無(wú)脈動(dòng)，故傳送功率的的脈動(dòng)是由直流電壓的脈動(dòng)體現(xiàn)出來(lái)的。送功率的的脈動(dòng)是由直流電壓的脈動(dòng)體現(xiàn)出來(lái)的。 變頻器的設(shè)計(jì)根據(jù)配套系統(tǒng)容量的大小以及一些具體的要求變頻器的設(shè)計(jì)根據(jù)配套系統(tǒng)容量的大小以及一些具體的要求來(lái)選擇適當(dāng)?shù)闹麟娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)于電流型變頻器來(lái)說(shuō)，其