變流技術培訓_第1頁
變流技術培訓_第2頁
變流技術培訓_第3頁
變流技術培訓_第4頁
變流技術培訓_第5頁
已閱讀5頁,還剩133頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

變流技術(整流逆變)緒論:電力機車的發(fā)展半導體元件的發(fā)展基礎知識:三相異步電動機半導體元件電力電子器件交直交機車基本原理無源逆變原理控制方式冷卻原理緒論第一節(jié)電力機車的發(fā)展1、我國機車的發(fā)展2、電力機車的發(fā)展3、我國交流傳動機車的發(fā)展1、我國電力機車的發(fā)展蒸汽機車內(nèi)燃機車:電傳動液力傳動電力機車:直流電力機車交直傳動機車(直流牽引電機)交流傳動機車(交流牽引電機)2、電力機車的發(fā)展1879年5月31日,直流電力機車1904年瑞士開始采用單相交流制電力牽引1932年匈牙利試驗成功了單相工頻交流電力機車1950年法國試制了引燃管整流電力機車1960年西德制成半導體整流器式電力機車晶閘管(可控硅)80年代初西德研制了采用異步電動機驅(qū)動的交—直—交電力機車我國電力機車我國電氣化鐵路自1958年開始籌建,采用單相工頻交流供電制,接觸網(wǎng)電壓為25KV。1958年試制成功韶山1(6Y1)型引燃管整流器式電力機車,1961年8月15日寶雞—鳳州段91KM電氣化鐵路通車,這是我國第一條電氣化鐵路。SS1SS2SS3SS4SS5SS6SS7SS8

3、交流傳動機車的發(fā)展

1996年,AC4000型交流傳動電力機車成為中國第一臺交流傳動電力機車。功率為4,000kW,最高時速120km/h。

DJ型交流傳動高速客運電力機車用于干線客運,軸式Bo-Bo,功率為4800kW,最高時速220km/h。烏茲別克斯坦機車,軸式B0-B0-B0

,持續(xù)制功率:6000kW,最高運行速度120km/h。中華之星該電動車組將成為我國京一沈快速客運通道的主型車。列車最高運營速度可達270km/h?!爸性恰眲榆嚱M為動力分散型、交流傳動電動車組,首列動車組于2001年10月生產(chǎn)下線。于鄭武線上運營。持續(xù)制牽引功率:6400kW,最高運營速度:160km/h。中國第一臺正式進入高速領域的DJ1型200km/h高速動車組,是我們強大機車家族的又一精心完美之作。城際客運,B0-B0,200km/h?!八{箭”電動旅客列車組是為滿足廣深線“小編組、高密度、高速度”的公交化客運要求,由株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所、長春客車廠和廣鐵集團于2000年共同研制的新一代交傳高速電動旅客列車組。持續(xù)制功率:4800kW,最高速度:210km/h。

DJ2型號交流傳動電力機車是我國第一臺具有自主知識產(chǎn)品的商用型交流傳動電力機車。它具有粘著好、恒功范圍寬、軸功率大、功率因素及效率高、諧波干擾小、維修率低、節(jié)省電能和運營費用等優(yōu)點。Bo-Bo,4800kW,200km/h。第二節(jié)電力機車與半導體元件無整流元件:直流電力機車引燃管整流:交直電力機車6Y16Y2二極管整流:有級調(diào)速SS18G可控硅整流:無級調(diào)速SS3----6K8K可關斷可控硅GTO:交直交傳動機車IGBT:交直交傳動機車第二章基礎知識第一節(jié)三相異步交流電機第二節(jié)半導體元件第一節(jié)三相異步交流電機直流電機:調(diào)速范圍廣,且易于平滑調(diào)節(jié),過載、起動、制動轉(zhuǎn)矩大,易于控制,可靠性高,調(diào)速時能量損耗較小。缺點是換向困難,單機的容量受到限制。而且由于運行時換向器需經(jīng)常維修,壽命也較短。三相異步交流電機的特點有:結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、價格低廉、運行可靠、堅固耐用、運行效率較高、具有適用的工作特點。缺點有功率因數(shù)較差,0.86左右,這需要進行功率補償。同步轉(zhuǎn)速:f:輸入電源頻率;p:繞組極對數(shù)。轉(zhuǎn)差率:n:電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速三相異步電動機在設計時,都給定了額定電壓u,額定電流I,及相應的額定頻率,磁通的數(shù)值都定為接近磁路飽和值,從公式中可見:降低f1,可使電機減速。但從2式中可見:降低f1時,若電壓u1不變,必須增大,但增大是不可能的,因為它己接近飽和值。保持磁通不變,只有降低u1,保持u1/f1=常數(shù)。交流傳動機車的特點1、交流傳動機車功率大、粘著系數(shù)高、恒功區(qū)寬?,F(xiàn)代交流傳動機車最大輪周功率可達1600Kw--1800kW2、節(jié)能效果顯著。交流傳動機車采用四象限變流器,接觸網(wǎng)電流減少20%左右。3、維修保養(yǎng)簡單。4、諧波干擾小。交流傳動機車等效干擾電流Jp值在2A左右,遠遠小于直流傳動機車,可大大減輕對通信信號的干擾。第二節(jié)半導體元件常見的半導體元件有二極管、晶閘管、雙向晶閘管、門極關斷(GTO)晶閘管、雙極型晶體管(BPT或BJT)、電力MOSFET、靜電感應晶體管(SIT)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、MOS控制晶閘管(MCT)、集成門極換向晶閘管(IGCT)、功率集成電路(PIC)。第三章電力電子器件及其應用晶閘管(可控硅)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)第一節(jié)晶閘管晶閘管全稱為晶體閘流管,是一種功率半導體器件。具有容量大、效率高、控制特性好、壽命長、體積小等特點。常用的螺栓式與平板式兩種,有三個引出極:陽極(A)、陰極(K)、門極(G),它安裝在散熱器上,一般電流在200A以上的晶閘管采用平板式結(jié)構(gòu)。晶閘管的導通條件是:加正向電壓、門極加正向電壓。關斷條件是:流過晶閘管的電流小于維持電流。理想狀態(tài)下晶閘管導通后,相當于短路;晶閘管截止時,相當于斷路。常見的單相電路有:半控橋(用于整流,只能輸出正電壓)、全控橋(用于整流和逆變,能輸出正負電壓)。輔助電路:頻率控制范圍:0~50Hz主電路:輸出頻率:0~120Hz晶閘管觸發(fā)電路的作用是為門極提供觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流,保證晶閘管在要求的時刻準確觸發(fā)導通。觸發(fā)電壓可以是交流正半周的一部分,也可用直流,但更常用的是采用脈沖電壓。為保證晶閘管裝置能正??煽抗ぷ?,觸發(fā)電路應滿足以下要求:(1)觸發(fā)脈沖應有足夠的幅度(2)觸發(fā)脈沖應有一定的寬度

(3)觸發(fā)脈沖的前沿要陡(4)觸發(fā)脈沖的輸出功率要足夠(5)觸發(fā)脈沖與主回路電源電壓必須同步(6)觸發(fā)脈沖具有需要的移相范圍第三節(jié)IGBT絕緣柵雙極型晶體管(IGBT),它是按照集成電路的工藝制造出來的,由于IGBT是電壓驅(qū)動且不需要復雜的吸收電路,由它們構(gòu)成的逆變器的成本和體積比同等GTO小50—70%,而且較低的損耗可允許提高開關頻率并減少諧波;此外其電絕緣的封裝,使變流器的組裝更為簡單。

漏極D---C源極S----E柵極(門極)G柵極上加正向偏置并大于開啟電壓時,導通。加反向偏置,截止。IGBT的特點安全工作區(qū)寬電流密度高導通壓降低輸入阻抗高驅(qū)動功率小驅(qū)動電路簡單開關速度快熱穩(wěn)定性好擎住效應在IGBT內(nèi)部,除了作為主開關的PNP晶體管外,還寄生著一個NPN型晶體管。當集電極電流IC大于規(guī)定的臨界電流ICM時,IGBT的柵極失去控制作用,這種失控現(xiàn)象就跟普通晶閘管被觸發(fā)以后,即使撤消觸發(fā)信號,晶閘管仍然維持導通的機理一樣,因此被稱為IGBT的擎住效應。發(fā)生擎住效應后,集電極電流IC增大,造成過高的功耗,最后導致器件損壞。引發(fā)擎住效應的原因,可能是集電極電流過大(靜態(tài)擎住效應),也可能是duCE/dt過大(動態(tài)擎住效應),溫度升高也會加重發(fā)生擎住效應的危險。驅(qū)動電路輸入信號高電平---V1導通---MOSFET截止---VT1導通---G正向偏置電壓輸入信號低電平---V1截止---MOSFET導通---VT2導通---G反向偏置電壓IGBT參數(shù)(1)集射極擊穿電壓UCES集射極擊穿電壓UCES即為IGBT的最高工作電壓,它取決于IGBT內(nèi)部的PNP晶體管所能承受的擊穿電壓的大小。(2)開啟電壓UGE(th)和最大柵極電壓UGEM開啟電壓UGE(th)是IGBT導通所需的最低柵射極電壓,即轉(zhuǎn)移特性與橫坐標的交點。UGE(th)具有負溫度系數(shù)。在25℃時,IGBT的UGE(th)一般為2~6V。由于IGBT的驅(qū)動為MOSFET,應將最大柵射極電壓UGEM限制在20V以內(nèi),其最佳值一般取15V左右。(3)通態(tài)壓降UCE(on)通態(tài)壓降UCE(on)是指IGBT處于導通狀態(tài)時集射極間的導通壓降。它決定了IGBT的通態(tài)損耗,此值越小,器件的功率損耗越小。(4)集電極最大連續(xù)電流IC和峰值電流ICMIGBT集電極允許流過的最大連續(xù)電流IC為IGBT的額定電流。IC的大小主要取決于結(jié)溫的限制。為了防止電流擎住效應的出現(xiàn),IGBT也規(guī)定了最大集電極峰值電流ICM。對IGBT柵控電路的基本要求如下:1、提供適當?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷海笽GBT能可靠地開通和關斷。2、提供足夠大的瞬時功率或瞬時電流,使IGBT能及時迅速建立柵控電場而導通。3、輸入、輸出延遲時間盡可能小,以提高工作頻率。4、輸入、輸出電器隔離性能足夠高,使信號電路與柵極驅(qū)動電路絕緣。5、具有靈敏的過電流保護能力。智能功率模塊(IntelligentPowerModule—IPM)是以IGBT為基本功率開關元件,將功率變換、驅(qū)動及保護電路封裝集成在一起的專用功能模塊,也稱智能IGBT。使用IPM模塊,僅需提供各橋臂對應IGBT的驅(qū)動電源和相應的開關控制信號,因而大大方便了應用和系統(tǒng)的設計,并使可靠性大大提高。IPM在中、大功率變頻電路上已得到廣泛應用,如國產(chǎn)藍箭列車,就是用利用IPM模塊構(gòu)成牽引逆變器。第四章交直交電力機車基本原理概述整流器第一節(jié)概述交直交機車是將恒頻的交流電通過整流電路變換成直流,然后再經(jīng)逆變將直流變換成調(diào)壓調(diào)頻的交流電。這種變頻器雖然多了一個中間直流環(huán)節(jié),但輸出交流電的頻率可高于電網(wǎng)的頻率。變頻器由主回路、控制回路組成。主回路包括整流器、中間直流環(huán)節(jié)、逆變器。一、整流器將單相電經(jīng)過整流變?yōu)橹绷麟?。二、逆變器最常見的結(jié)構(gòu)是利用6個半導體開關元件組成的三相橋式逆變電路,有規(guī)律的控制逆變器中主開關的通與斷,可以得到任意頻率的三相交流電。三、中間直流環(huán)節(jié)由于逆變器的負載為異步(感應)電動機,屬于感性負載。無論電動機處于電動或電制動狀態(tài),其功率因數(shù)不會為1。因此在直流中間環(huán)節(jié)和電動機之間總會有無功功率的交換。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件(電容器或電抗器)來緩沖。所以常稱中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲能環(huán)節(jié)。主變流器特點(l)主變流器輸入端為兩重四象限變流器,通過輸入電纜直接與牽引變壓器牽引繞組輸出端相連:主變流器輸出端為三相逆變器,通過電纜直接連接到牽引電動機的三相輸入接線座上:在四象限變流器和逆變器之間是中間直流環(huán)節(jié),包括支撐電容器、一次諧振電路、過壓斬波電路、高壓安全聯(lián)鎖開關等部件。(2)控制方式。輸入端采用四象限變流控制方式,具有中間直流環(huán)節(jié)電壓穩(wěn)定、功率因數(shù)接近于1.0,能量可再生等優(yōu)點輸出端采用異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制方式,具有動態(tài)響應特性優(yōu)良、控制簡單高效、牽引力變化平穩(wěn)等優(yōu)點。不斷檢測電流,及時對變流器進行控制,使電流與電壓相位相同,從而使得功率因數(shù)提高。參考書電力電子技術黃俊

電力牽引交流傳動與控制黃濟榮機械工業(yè)出版社電力牽引控制系統(tǒng)王書林趙茜中國電力出版社四象限脈沖整流器額定輸入電流883A額定輸入容量1280KVA中間電壓2800V逆變器輸出電流0—520A額定輸出電壓2000V額定輸出電流382A輸出頻率0—120Hz額定輸出頻率35Hz第二節(jié)主變流器一、單相不可控橋式整流電路二、三相不可控橋式整流電路三、全控橋電路四、電壓型四象限脈沖整流器一、單相不可控橋式整流電路二、三相橋式不可控整流電路三、全控橋電路1、電阻性負載2、電感性負載3、電容性負載4、電源性負載變流器向負載輸出能量---整流負載向變流器輸出能量---逆變四、電壓型四象限脈沖整流器一個理想的交直變流器,在直流側(cè)提供平直的直流電流和電壓,而僅從交流電網(wǎng)吸收有功功率。從原理上講,這種裝置可以由一個無儲能部分的變流器和一個分離的儲能部分組成。1、四象限變流器的基本原理整流器的電壓變比為,即電源電壓可得電壓變比為在理想情況下,整流器中既沒有損耗,也沒有儲能,所以輸入功率等于輸出功率。所以電流變比為若供電電網(wǎng)中的變流電流是純正弦波的,且與交流電壓同步,那么交流電流為在理想情況下,其直流功率和交流功率的平均值應當相等且所以所以直流側(cè)電流為由關系式可得到儲能器的電流為因為所以,儲能器接收的電流是正弦波,頻率為供電頻率的2倍,幅值等于直流側(cè)負載電流。另外儲能器上的電壓是一個純直流電壓。所以為了保證加在儲能器上的直流電不引起電流,而流過雙倍網(wǎng)頻的交流電也不會在其端子上引起電壓。解決的辦法就是利用電容器和電抗器串聯(lián)的諧振電路,其諧振頻率必須等于2倍的電網(wǎng)頻率。為了提高輸出電壓的穩(wěn)定性,可以并聯(lián)電容。從以上分析可以看出,如果變流器的電流變比符合的要求,按時間的正弦函數(shù)變化,則既能保證直流側(cè)輸出平整的直流量,又能滿足交流側(cè)畸變無功功率盡可能小的要求。在理想的交直變流器中,可在輸出直流電流的情況下,通過脈寬調(diào)制來保證交流電流為正弦波,并與交流電壓同步。2、電路原理反并聯(lián)IGBT構(gòu)成了開關S,用于控制能量的流動。S斷開時,交流電源的功率送入整流橋,S閉合時,將交流電源短接。通過這種方法,使直流側(cè)的電壓和電流不斷在零和最大值之間變換,實現(xiàn)脈寬調(diào)制,可得到需要的電流變比。由于這種變流器和并聯(lián)儲能元件構(gòu)成,并按PWM方式工作,所以稱為脈沖整流裝置。電壓型脈沖整流器在不保證電源電流發(fā)生畸變并與電源電壓保持同相位的同時,其輸出端提供恒定的平整的直流電壓,而輸出直流電流的大小與負載特性有關。但由于電感的存在,和不可能同相位,因為不可控整流只允許與同極性的電流流過。所以在I和III中的那部分電流,即電流的負值部分,將不能流過不可控整流電路。解決辦法是再插入另外一個開關電路,允許I和III中的電流流過。由于和同相位,所以電感需要的無功功率將由直流側(cè)來提供,即要求變流器必須具有反饋能力。四象限脈沖變流器能執(zhí)行脈寬調(diào)制和能量轉(zhuǎn)換,即可實現(xiàn)整流、反饋的功能。能在輸入電壓和電流平面的所有四個象限工作。工作模式元件

變化工作模式能量傳遞++0VD1V3/V2VD4↑短接→工作模式元件

變化工作模式能量傳遞+++VD1VD4↓整流→直流側(cè)工作模式元件

變化工作模式能量傳遞++-V2V3↑反饋

+直流側(cè)→3、儲能器的功能由兩部分組成:相應于2倍電網(wǎng)的串聯(lián)諧振電路(也可以取消)濾波電容器(支撐電容器)支撐電容器1、與脈沖整流器、逆變器交換無功功率和諧波功率。2、與異步電動機交換無功功率。3、它與變壓器漏感交換無功功率。4、支撐中間回路電壓,使其穩(wěn)定。在機車啟動時,中間回路首先經(jīng)過脈沖整流器的二極管充電,為了限制充電電流,在充電回路中臨時接入限流電阻。充電完成后,脈沖整流器投入工作。第五章無源逆變原理交流電---直流電---整流直流電---交流電---逆變逆變電路:有源逆變無源逆變有源逆變電路,是把交流側(cè)接在交流電網(wǎng)上,直流電能經(jīng)過直交變換后,向交流電源反饋能量,相應的裝置也稱為有源逆變器。如再生制動。相控角大于90°的全控整流器為常見的有源逆變器。無源逆變電路,是把直流電能變換為交流電能后,直接向非電源負載供電的電路。無源逆變電路廣泛應用于交流電機的變頻調(diào)速及各種需要嚴格的頻率和波形的負載。第一節(jié)無源逆變的工作原理1、基本原理2、分類按相數(shù):單相三相按直流側(cè)電源:電壓型電流型按電路結(jié)構(gòu)按換流方式3、用途變頻調(diào)速標準50Hz電源不間斷電源(UPS)中頻裝置第二節(jié)電壓型逆變電路1、單相全橋逆變電路它是由兩對橋臂組合而成。VT1和VT4構(gòu)成一對導電臂,VT2和VT3構(gòu)成另一對導電臂,兩對導電臂交替導通180°。下面分析感性負載時的工作過程。t=0時刻以前,VT2、VT3導通,VT1、VT4關斷,電源電壓反向加在負載上,。在t=0時刻,負載電流上升到負的最大值,此時關斷VT2、VT3,同時驅(qū)動VT1、VT4,由于感性負載電流不能立即改變方向,負載電流經(jīng)VD1、VD4續(xù)流,此時,由于VD1、VD4導通,VT1、VT4受反壓而不能開通。負載電壓。到t1時刻,觸發(fā)VT1、VT4在正向電壓作用下開始導通,負載電流正向增大,負載電壓到t2時刻,負載電流上升到正的最大值,此時關斷VT1、VT4,并驅(qū)動VT2、VT3,同樣,由于負載電流不能立即換向,負載電流經(jīng)VD2、VD3續(xù)流,負載電壓t3時刻,負載電流下降到0,VD2、VD3自然關斷,VT2、VT3開通,負載電流反向增大,。到t4時刻,負載電流上升到負的最大值,此時關斷VT2、VT3,同時驅(qū)動VT1、VT4,由于感性負載電流不能立即改變方向,負載電流經(jīng)VD1、VD4續(xù)流,此時,由于VD1、VD4導通,VT1、VT4受反壓而不能開通。負載電壓完成一個工作同期。到t1時刻,負載電流下降到0,VD1、VD4自然關斷,VT1、VT4在正向電壓作用下開始導通,負載電流正向增大,負載電壓。到t2時刻,負載電流上升到正的最大值,此時關斷VT1、VT4,并驅(qū)動VT2、VT3,同樣,由于負載電流不能立即換向,負載電流經(jīng)VD2、VD3續(xù)流,負載電壓t3時刻,負載電流下降到0,VD2、VD3自然關斷,VT2、VT3開通,負載電流反向增大,。到t4時刻,負載電流上升到負的最大值,完成一個工作同期。可見,對于感性負載,VD1~VD4起提供負載電流續(xù)流通道和反饋無功能量的作用。2、電壓型三相橋式逆變器電路由三個半橋組成,開關管采用全控型器件,VD1~VD6為續(xù)流二極管。通常中、大功率的應用均要求采用三相逆變電路,當對波形有較高要求時,則采用此基本線路進行多重疊加或采用PWM控制方法,以抑制高次諧波。根據(jù)各開關管導通時間的長短,該電路可分180°導電型和120°導電型,其中常用的為180°導電型。在180°導電型中,每個開關管的驅(qū)動信號持續(xù)180°,同一相上下兩個開關管交替導通,在任何時刻都有三個開關管導通。在一個周期內(nèi),6個管子觸發(fā)導通的次序為VT1~VT6,依次相隔60°,導通的組合順序為VT1VT2VT3、VT2VT3VT4、VT3VT4VT5、VT4VT5VT6、VT5VT6VT1、VT6VT1VT2,每種組合工作60°電角度。

120度導通型,在一個周期內(nèi),6個管子觸發(fā)導通的次序為VT1~VT6,依次相隔60°,導通的組合順序為VT6VT1、T1VT2、VT2VT3、VT3VT4、VT4VT5、VT5VT6,每種組合工作60°電角度。0---60°:VT6VT1導通,Uan=0.5UdUbn=-0.5UdUcn=060°---120°:VT1VT2導通,Uan=0.5UdUbn=0Ucn=-0.5Ud120°---180°:VT2VT3導通,Uan=0Ubn=0.5UdUcn=-0.5UdUanUbnUcnUabUbcUca0.5Ud-0.5Ud0Ud-0.5Ud-0.5Ud0.5Ud0-0.5Ud0.5Ud0.5Ud-Ud00.5Ud-0.5Ud-0.5UdUd-0.5Ud-0.5Ud0.5Ud0-Ud0.5Ud0.5Ud-0.5Ud00.5Ud-0.5Ud-0.5UdUd0-0.5Ud0.5Ud0.5Ud-Ud0.5Ud電壓型逆變電路的特點1)直流側(cè)接有大電容,相當于電壓源,直流電壓基本無脈動,直流回路呈現(xiàn)低阻抗。2)由于直流電壓源的箝位作用,交流側(cè)電壓波形為矩形波,與負載阻抗角無關,而交流側(cè)電流波形和相位因負載阻抗角的不同而異,其波形接近三角波或接近正弦波。3)當交流側(cè)為電感性負載時需提供無功功率,直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋能量提供通道,各逆變臂都并聯(lián)了續(xù)流二極管。4)逆變電路從直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動的,因直流電壓無脈動,故功率的脈動是由直流電流的脈動來體現(xiàn)的。5)當用于交-直-交變頻器中且負載為電動機時,如果電動機工作在再生制動狀態(tài),就必須向交流電源反饋能量。因直流側(cè)電壓方向不能改變,所以只能靠改變直流電流的方向來實現(xiàn),這就需要給交-直整流橋再反并聯(lián)一套逆變橋,或在整流側(cè)采用四象限脈沖變流器。第三節(jié)脈寬調(diào)制控制

為了使輸出電壓波形趨于正弦波,可以采用多重逆變或脈沖寬度調(diào)制的方法。脈沖寬度調(diào)制簡稱脈寬調(diào)制(PWM),PWM技術就是在所需的頻率周期內(nèi),將直流電壓調(diào)制成等幅不等寬的系列交流輸出電壓脈沖,以達到控制頻率、電壓、電流和抑制諧波的目的。

沖量(脈沖面積)相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時,其輸出響應基本相同。即是說,對于兩個不同的窄脈沖,如果它們的面積相等,則將它們分別加在相同的慣性環(huán)節(jié)上,如R-L電路,則有相同的輸出波形。我們稱之為面積等效原理。它是PWM控制技術的重要基礎。1、單極性SPWM控制在正半周,讓IGBT管VT1一直保持導通,而讓VT4交替通斷。當uc>ur時,VT1、二極管VD3導通,負載上所加電壓uo=0。當uc<ur時,VT1、VT4導通,負載上所加電壓uo=Ud。在負半周,讓IGBT管VT2一直保持導通,而讓VT3交替通斷。當uc<ur時,VT2、二極管VD4導通,負載上所加電壓uo=0。當uc

>

ur時,VT2、VT3導通,負載上所加電壓uo=-Ud。像這種在ur的半個周期內(nèi)三角波載波只在一個方向變化,所得到的PWM波形也只在一個方向變化的控制方式稱為單極性PWM控制方式。調(diào)節(jié)調(diào)制信號ur的幅值可以使輸出脈沖寬度作相應的變化,這能改變逆變器輸出電壓的基波幅值,從而實現(xiàn)對輸出電壓的平滑調(diào)節(jié);改變調(diào)制信號ur的頻率則可以改變輸出電壓的頻率。

2、雙極性SPWM控制在雙極性PWM控制方式中,在ur的半個周期內(nèi),三角形載波是在正負兩個方向變化的,所得到的PWM波形也是在兩個方向變化的。在的一周期內(nèi),輸出的PWM波形只有±Ud兩種電平。當ur>uc時,給VT1和VT4以開通信號,給VT2、VT3以關斷信號,輸出電壓uo=Ud;當ur<uc時,給VT2、VT3以開通信號,給VT1、VT4以關斷信號,輸出電壓uo=-Ud。3、三相橋式SPWM控制當ura>uc時,給上橋臂VT1以導通信號,給下橋臂VT4以關斷信號,則a相相對于直流電源假想中點o的輸出電壓。當ura<uc時,給VT4以導通信號,給VT1以關斷信號,則。VT1和VT4的驅(qū)動信號始終是互補的。第六章控制方式標量控制矢量控制直接轉(zhuǎn)矩控制標量控制由感應電機的穩(wěn)態(tài)特性推導出來的恒定壓頻比控制方法和可控轉(zhuǎn)差頻率控制方法,都只是控制變量的幅值,并且給定量和反饋量都是與相應變量成正比的直流量,因此叫標量控制。這種控制動態(tài)性能較差。沒有從根本上解決非線性、多變量的特殊問題。矢量控制又叫磁場定向控制。

把感應電機經(jīng)坐標變換為等效成直流電機,然后再按照直流電機的控制方法,求得直流電動機的控制。再經(jīng)過相應的反變換,就可以控制交流電機。

缺點:電流控制與頻率控制的動態(tài)協(xié)調(diào)問題,矢量控制的磁通矢量如何定向的問題。直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制選擇固定于定子繞組的坐標系,并以空間矢量的概念建立逆變器輸出的電壓與定子磁鏈定向控制、電磁轉(zhuǎn)矩控制的策略。逆變器輸出的電壓空間矢量對定子磁鏈、電磁轉(zhuǎn)矩的作用結(jié)果與電動機的狀態(tài)有關。反之,在己知電動機某時刻狀態(tài)的條件下,根據(jù)電動機定子磁鏈定向的基本要求,總能選擇合適的電壓空間矢量去控制定子磁鏈的幅值、相位和電磁轉(zhuǎn)矩的大小。

基于這種簡單的物理概念,針對高電壓、大功率器件開關頻率有限等因素,選擇定子磁鏈以六邊形軌跡運動,實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的band-band控制---即轉(zhuǎn)矩自控制和磁鏈自控制。

第七章冷卻原理純水冷卻系統(tǒng)由水膨脹箱、水泵、水---空氣熱交換器、離子交換器、被冷卻模塊、管路等組成,冷卻介質(zhì)為乙二醇與高純水混合物。水膨脹箱內(nèi)的冷卻介質(zhì)由水泵泵往主變流器外的熱交換器,經(jīng)由熱交換器冷卻后流回主變流器,流入并聯(lián)連接的8個相構(gòu)件模塊,與功率器件進行熱量交換:然后注入水膨脹箱,再由水膨脹箱泵往熱交換器,如此循環(huán)往復。

為保證冷卻介質(zhì)的絕緣強度,在冷卻回路中并聯(lián)有離子交換器(TW),循環(huán)過程中部分冷卻介質(zhì)流經(jīng)離子交換器去除離子,在一定的時間內(nèi),所有的冷卻介質(zhì)都經(jīng)過去離子處理。囚采用直接冷卻(被冷卻器件和冷卻介質(zhì)之間未用絕緣材料),冷卻效果很好。冷卻系統(tǒng)還安裝有溫度、壓力、水位、電導率等傳感器和保護開關,以確保安全。第八章主變流器保護(1)冷卻系統(tǒng)的保護在冷卻系統(tǒng)中,設定了如下監(jiān)視和保護:①主變流器進口水壓監(jiān)測;②主變流器進口水壓保護(失壓保護);③水電導率監(jiān)視和保護;④進出水溫的監(jiān)視和保護;⑤蓄水箱水位的監(jiān)視和低于最底許用水位保護。(

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論