直流交流變換電路演示文稿

直流交流變換電路演示文稿本文檔共69頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分優(yōu)選直流交流變換電路本文檔共69頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.1逆變的概念

逆變電路——把直流電逆變成交流電的電路。按負(fù)載性質(zhì)的不同，逆變分為有源逆變和無源逆變。

1）有源逆變——可控整流電路工作在逆變狀態(tài)，把該電路的交流側(cè)接到交流電源上，把直流電逆變成與交流電源同頻率的交流電返送到電源。

2）無源逆變或變頻——可控整流電路的交流側(cè)不與電源聯(lián)接，而直接接到無源負(fù)載。

本文檔共69頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.2有源逆變電路

3.2.1單相雙半波有源逆變電路1、電路結(jié)構(gòu)

圖3-1本文檔共69頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分單相全波變流裝置（a）單相全波整流電路

（b）

單相全波逆變電路

本文檔共69頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

2、工作原理1）整流狀態(tài)（0≤α﹤90°）當(dāng)α等于零時(shí)，輸出電壓瞬時(shí)值ud在整個(gè)周期內(nèi)全部為正；當(dāng)90°>α>0時(shí)，ud在整個(gè)周期內(nèi)有正有負(fù)，但正面積總是大于負(fù)面積，故平均值Ud為正值，其極性是上正下負(fù)，如上圖a。通常Ud略大于E，此時(shí)電流Id從Ud的正端流出，從E的正端流進(jìn)。電機(jī)M吸收電能，作電動運(yùn)行，電路把從交流電網(wǎng)吸收的電能轉(zhuǎn)變成直流電能輸送給電動機(jī)，電路工作在整流狀態(tài)，電機(jī)M工作在電動狀態(tài)。本文檔共69頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分2）逆變狀態(tài)（90°﹤α≤180°）逆變是將電機(jī)吸收的直流電能轉(zhuǎn)變成交流反饋回電網(wǎng)。由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，?fù)載電流Id不能改變方向，只有將E反向，即電機(jī)作發(fā)電運(yùn)行才能回饋電能；為避免Ud與E順接，此時(shí)將Ud的極性也反過來，如上圖b示。要使Ud反向，α應(yīng)該大于90°。當(dāng)α在90°﹤α≤180°間變動時(shí)，輸出電壓瞬時(shí)值ud在整個(gè)周期內(nèi)有正有負(fù)，但負(fù)面積大于正面積，故平均值Ud為負(fù)值，見上圖b所示。此時(shí)E略大于Ud，電流Id的流向是從E的正端流出，從Ud的正端流入，逆變電路吸收從電機(jī)反送來的直流電能，并將其轉(zhuǎn)變成交流電能反饋回電網(wǎng)，這就是該電路的有源逆變狀態(tài)。本文檔共69頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

（a）α=60°的整流狀態(tài)（b）α=120°的逆變狀態(tài)單相雙半波電路α=60°的整流和α=120°的逆變時(shí)的仿真波形本文檔共69頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分要使整流電路工作在逆變狀態(tài)，必須滿足兩個(gè)條件：1）變流器的輸出Ud能夠改變極性（內(nèi)部條件）。由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕娏鱅d不能改變方向，為實(shí)現(xiàn)有源逆變，必須改變Ud的極性。即讓變流器的控制角α＞90°即可。2）須有外接的提供直流電能的電源E。E也要能改變極性，且有（外部條件）。3、逆變角β逆變狀態(tài)時(shí)的控制角稱為逆變角β，規(guī)定以α=π處作為計(jì)量β角的起點(diǎn)，大小由計(jì)量起點(diǎn)向左計(jì)算。滿足如下關(guān)系：本文檔共69頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.2.2逆變失敗與最小逆變角的限制

1、逆變失敗

可控整流電路運(yùn)行在逆變狀態(tài)時(shí)，一旦發(fā)生換相失敗，電路又重新工作在整流狀態(tài)，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，使變流器的輸出平均電壓Ud和直流電動勢E變成順向串聯(lián)，由于變流電路的內(nèi)阻很小，將出現(xiàn)很大的短路電流流過晶閘管和負(fù)載，這種情況稱為逆變失敗，或稱為逆變顛覆。本文檔共69頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分造成逆變失敗的原因：（1）觸發(fā)電路工作不可靠。不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配觸發(fā)脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等。（2）晶閘管發(fā)生故障。器件失去阻斷能力，或器件不能導(dǎo)通。（3）交流電源異常。在逆變工作時(shí)，電源發(fā)生缺相或突然消失而造成逆變失敗。（4）換相裕量角不足，引起換相失敗。應(yīng)考慮變壓器漏抗引起的換相重疊角、晶閘管關(guān)斷時(shí)間等因素的影響。

本文檔共69頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分交流側(cè)電抗對逆變換相過程的影響圖3-3本文檔共69頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

2、最小逆變角β確定的方法

最小逆變角β的大小要考慮以下因素：

1）換相重疊角γ。此值與電路形式、工作電流大小、觸發(fā)角大小有關(guān)。即根據(jù)α=π-β，設(shè)β=γ，則：

2）晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq所對應(yīng)的電角度δ。折算后的電角度約4度～5度；

本文檔共69頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

3）安全裕量角θ′?？紤]到脈沖調(diào)整時(shí)不對稱、電網(wǎng)波動、畸變與溫度等影響，還必須留一個(gè)安全裕量角，一般取θ′為10度左右。綜上所述，最小逆變角為：

為了可靠防止β進(jìn)入βmin區(qū)內(nèi)，在要求較高的場合，可在觸發(fā)電路中加一套保護(hù)線路，使β在減小時(shí)不能進(jìn)入βmin區(qū)內(nèi).（或在βmin處設(shè)置產(chǎn)生附加安全脈沖的裝置，萬一當(dāng)工作脈沖進(jìn)入βmin區(qū)內(nèi)時(shí)，由安全脈沖在βmin處觸發(fā)晶閘管），防止逆變失敗。本文檔共69頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分LIU例如圖所示單相橋式變流電路，U2＝220V，E＝120V，R＝2Ω，當(dāng)β＝60°時(shí)能否實(shí)現(xiàn)有源逆變？若能，電動機(jī)的制動電流為多大?解

︱E︱>︱Ud︱，且兩個(gè)電壓同極性相接，方向與晶閘管導(dǎo)通方向一致；滿足外部條件。β＝60°＜90°。滿足內(nèi)部條件。即滿足有源逆變實(shí)現(xiàn)的條件。電動機(jī)的制動電流為：

本文檔共69頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.2.3有源逆變的應(yīng)用——兩組晶閘管反并聯(lián)時(shí)電動機(jī)的可逆運(yùn)行下圖為兩組晶閘管反并聯(lián)電路的框圖。設(shè)P為正組，N為反組，電路有四種工作狀態(tài)。

本文檔共69頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（1）正組整流上左圖為正組整流工作狀態(tài)。設(shè)P在控制角α作用下輸出整流電壓Udα，加于電動機(jī)M使其正轉(zhuǎn)。當(dāng)P組處于整流工作狀態(tài)時(shí)，反組N不能也工作在整流狀態(tài)，否則會使電流Id1不經(jīng)過負(fù)載M，而只在兩組晶閘管之間流通，這種電流稱為環(huán)流，環(huán)流實(shí)質(zhì)上是兩組晶閘管電源之間的短路電流。因此，當(dāng)正組整流時(shí)，反組應(yīng)關(guān)斷或處于待逆變狀態(tài)。所謂待逆變，就是N組由逆變角β控制處于逆變狀態(tài)但無逆變電流。要做到這一點(diǎn)，可使。這樣，正組P的平均電流供電動機(jī)正轉(zhuǎn)，反組N處于待逆變狀態(tài)。由于，故沒有平均電流流過反組，不產(chǎn)生真正的逆變。本文檔共69頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（2）反組逆變當(dāng)要求正向制動時(shí)，流過電動機(jī)M的電流Id必須反向才能得到制動力矩，由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，這只有利用反組N的逆變。為此，只要降低且使，則N組產(chǎn)生逆變，流過電流Id2，電機(jī)電流Id反向，反組有源逆變將電勢能E通過反組N送回電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)回饋制動。（3）反組整流N組整流，使電動機(jī)反轉(zhuǎn)，其過程與正組整流類似。（4）正組逆變P組逆變，產(chǎn)生反向制動轉(zhuǎn)矩，其過程與組反逆變類似。本文檔共69頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分反并聯(lián)可逆電路四象限運(yùn)行LIU

整流逆變逆變整流正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)本文檔共69頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分第一象限：正轉(zhuǎn)，電動機(jī)運(yùn)行，Ⅰ組工作在整流狀態(tài)，αⅠ＜90°，E＜UdⅠ；第二象限：正轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行，Ⅱ組工作在逆變狀態(tài)，βⅡ＜90°，E＞UdⅡ；第三象限：反轉(zhuǎn)，電動機(jī)運(yùn)行，Ⅱ組工作在整流狀態(tài)，αⅡ＜90°，E＜UdⅠ；第四象限：反轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行，Ⅰ組工作在逆變狀態(tài)，βⅠ＜90°，E＞UdⅡ。本文檔共69頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.3無源逆變（變頻）電路

3.3.1變頻器概述

將電網(wǎng)提供的恒壓恒頻CVCF(ConstantVoltageConstantFrequency)交流電變換為變壓變頻VVVF(VariableVoltageVariableFrequency)交流電供給負(fù)載”的過程稱為變頻，實(shí)現(xiàn)變頻的裝置叫變頻器。

變頻器：交-交變頻器

交-直-交變頻器

本文檔共69頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分1)、交-交變頻器(nobook)工頻交流電直接變換成不同頻率交流電，不通過中間直流環(huán)節(jié)，又稱直接變頻器或周波變換器（Cycleconverter）。基本結(jié)構(gòu)和工作原理單相交-交變頻電路由兩組反并聯(lián)的晶閘管整流器構(gòu)成。本文檔共69頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分2)、交-直-交變頻器(nobook)

交-直-交變頻器的主要構(gòu)成環(huán)節(jié)如下圖a示。它先把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)后，再把直流電逆變成變壓變頻的交流電，故又稱為間接變頻器。按照不同的控制方式，間接變頻器又有下圖b、c、d三種情況。本文檔共69頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分(1）用可控整流器調(diào)壓、用逆變器調(diào)頻

輸入：晶閘管可控整流，功率因數(shù)低；

輸出：晶閘管三相六拍逆變器，輸出諧波較大。(2）用不可控整流器整流、斬波器調(diào)壓、再用逆變器調(diào)頻

輸入：不可控整流器，只整流不調(diào)壓，斬波器脈寬調(diào)壓，輸入功率因數(shù)高；

輸出：逆變環(huán)節(jié)諧波較大。(3）用不可控整流器整流、脈寬調(diào)制逆變器調(diào)壓調(diào)頻

輸入：不可控整流器，輸入功率因數(shù)高；

輸出：用PWM逆變，則輸出諧波可以減少。輸出波形非常逼近正弦波。本文檔共69頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分1、電壓型、電流型交-直-交變頻器比較P141

根據(jù)交-直-交變頻器的中間濾波環(huán)節(jié)是采用電容性元件或是電感性元件，可以將交-直-交變頻器分為電壓型變頻器和電流型變頻器兩大類。電壓型變頻器：中間直流環(huán)節(jié)采用電容濾波元件。電流型變頻器：中間直流環(huán)節(jié)采用電感濾波元件。本文檔共69頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（1）交-直-交電壓型變頻器直流環(huán)節(jié)：大電容，輸出電壓波形平直（矩形或階梯波）-----恒壓源性質(zhì)-----電壓型變頻器；采用二極管整流，輸出采用GTR的六拍逆變。圖3-5本文檔共69頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（2）交-直-交電流型變頻器直流環(huán)節(jié)：大電感，輸出電流平直（矩形波或階梯波）-----恒流源性質(zhì)-----電流型變頻器。本文檔共69頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

（3）交-直-交電壓型和電流型變頻器比較1）無功能量的緩沖電壓型：電容儲能；電流型：電感儲能。2）調(diào)速時(shí)的動態(tài)響應(yīng)電流型：直流電壓可迅速改變，動態(tài)響應(yīng)比較快；電壓型：直流電壓不可改變，動態(tài)響應(yīng)慢。3）適用范圍電壓型：多電機(jī)同步運(yùn)行，不可快速加減速。電流型：單電機(jī)傳動，可快速起制動和可逆運(yùn)行。本文檔共69頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分4）回饋制動電流型變頻器-----電動：UR整流α<90°、CSI逆變，如圖a所示；回饋制動：UR有源逆變α>90°，Ud反向，CSI整流，電機(jī)發(fā)電，電流Id方向不變。如圖b。電壓型變頻器——電動：與上同；制動：電容電壓極性不能反向，無法回饋制動。只可用能耗制動或反并聯(lián)另一組反向整流器，并使其工作在有源逆變狀態(tài)，以通過反向制動電流，實(shí)現(xiàn)回饋制動。本文檔共69頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分電流型變頻調(diào)速系統(tǒng)的電動和回饋制動兩種運(yùn)行狀態(tài)

本文檔共69頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.3.2無源逆變（變頻）電路的原理1、單相半橋逆變電路

圖3-8本文檔共69頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分2、單相全橋逆變電路

圖3-9本文檔共69頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3、三相橋式逆變電路電壓型三相橋式逆變電路如下圖所示。三相橋式逆變電路：180°導(dǎo)電型交-直-交電壓型

120°導(dǎo)電型交-直-交電流型圖3-10本文檔共69頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.3.3180度導(dǎo)電型的交-直-交電壓型變頻器6個(gè)晶閘管按一定的規(guī)則通斷，將Cd送來的直流電壓Ud逆變成頻率可調(diào)的交流電。調(diào)壓靠前級的可控整流電路完成。1、主電路組成圖3-11本文檔共69頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

主電路=整流器+濾波電容+晶閘管逆變器整流器：單相或三相整流電路。濾波電容：Cd。逆變器：VT1~VT6主晶閘管；VD1~VD6續(xù)流二極管；RU、RV、RW為衰減電阻；L1~L6為換流電感；C1~C6為換流電容；ZU、ZV、

ZW三相對稱負(fù)載。本文檔共69頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分2、晶閘管導(dǎo)通規(guī)則及輸出波形分析逆變器一個(gè)周期中：（1）6個(gè)晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)椋篤T1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1，則各晶閘管的觸發(fā)間隔為60°。（2）每組晶閘管觸發(fā)間隔為120°。每相晶閘管觸發(fā)間隔為180°。（3）按順序，晶閘管觸發(fā)間隔為60°，每個(gè)晶閘管維持導(dǎo)通180°后關(guān)斷(180°導(dǎo)電型)。6個(gè)晶閘管在360°區(qū)間里的導(dǎo)通情況如下表。本文檔共69頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（1）逆變器中晶閘管的導(dǎo)通情況（180°電壓型）晶閘管區(qū)間00~600~1200~1800~2400~3000~3600VT1導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通╳╳╳VT2╳導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通╳╳VT3╳╳導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通╳VT4╳╳╳導(dǎo)通導(dǎo)通導(dǎo)通VT5導(dǎo)通╳╳╳導(dǎo)通導(dǎo)通VT6導(dǎo)通導(dǎo)通╳╳╳導(dǎo)通本文檔共69頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

（2）每個(gè)60°區(qū)間內(nèi)的負(fù)載等效電路

圖3-12本文檔共69頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（4）輸出線電壓（3）輸出相電壓本文檔共69頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（5）60°~120°區(qū)間的相、線電壓值

本文檔共69頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（6）逆變器相電壓和線電壓計(jì)算值（180°電壓型）

本文檔共69頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

（7）180°逆變器輸出的相電壓、線電壓波形圖3-13本文檔共69頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（8）相、線電壓波形的有效值本文檔共69頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（10）180°導(dǎo)電型逆變器工作規(guī)律總結(jié)①每個(gè)脈沖間隔60°區(qū)間內(nèi)有3個(gè)晶閘管導(dǎo)通，它們分屬于逆變橋的共陰極組和共陽極組。②在3個(gè)導(dǎo)通元件中，若屬于同一組的有2個(gè)元件，則元件所對應(yīng)相的相電壓為，另1個(gè)元件所對應(yīng)相的相電壓為。③共陽極組元件所對應(yīng)相的相電壓為正，共陰極組元件所對應(yīng)相的相電壓為負(fù)。④三個(gè)相電壓相位互差120°；相電壓之和為0。⑤線電壓等于相電壓之差；三個(gè)線電壓相位互差120°；線電壓之和為0。⑥線電壓為倍相電壓。本文檔共69頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分、120度導(dǎo)電型的交-直-交電流型變頻器

180°導(dǎo)電型的電壓型逆變器中，晶閘管的換流是在同一相中進(jìn)行的，有可能使直流電源發(fā)生短路。為此，引入120°導(dǎo)電型的電流型逆變器，該逆變器晶閘管的換流是在同一組中進(jìn)行的，不存在電源短路問題。本文檔共69頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分1、主電路的組成輸入端可控整流，濾波電感L將輸出強(qiáng)制變成直流電流Id。逆變器沒有調(diào)壓功能，只將6個(gè)晶閘管按一定的規(guī)則通斷，將電感L送來的恒流Id逆變成頻率可調(diào)的交流電。圖3-15本文檔共69頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分主電路=整流器+濾波電感+晶閘管逆變器整流器：單相或三相整流電路。濾波電感：Ld。逆變器：VT1~VT6主晶閘管；VD1~VD6隔離二極管；C13、C35、C51、C46、C62、C24

為換流電容；電動機(jī)的電感和換流電容組成換流電路。本文檔共69頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分2、晶閘管導(dǎo)通規(guī)則及輸出波形分析1）逆變器中6個(gè)晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)椋?/p>

VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1，各晶閘管的觸發(fā)間隔為60°。

2）每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120°電角度后被關(guān)斷，由同一組的另一個(gè)晶閘管換流導(dǎo)通。

3）按照每個(gè)晶閘管觸發(fā)間隔為60°，觸發(fā)導(dǎo)通后維持120°才被關(guān)斷的特征(120°導(dǎo)電型)，可以得到6個(gè)晶閘管在360°區(qū)間里的導(dǎo)通情況如下表。本文檔共69頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（1）晶閘管的導(dǎo)通情況（120°電流型）

p149晶閘管區(qū)間00~600~1200~1800~2400~3000~3600VT1導(dǎo)通導(dǎo)通╳╳╳╳VT2╳導(dǎo)通導(dǎo)通╳╳╳VT3╳╳導(dǎo)通導(dǎo)通╳╳VT4╳╳╳導(dǎo)通導(dǎo)通╳VT5╳╳╳╳導(dǎo)通導(dǎo)通VT6導(dǎo)通╳╳╳╳導(dǎo)通本文檔共69頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

（2）每個(gè)60°區(qū)間內(nèi)的負(fù)載等效電路

p150圖3-16本文檔共69頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（3）逆變器相電流計(jì)算值（120°電流型）

區(qū)間相、線電流00~600~1200~1800~2400~3000~3600IUNIdId0-Id-Id0IVN-Id0IdId0-IdIWN0-Id-Id0IdId本文檔共69頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（4）120°導(dǎo)電型逆變器輸出的相電流波

圖3-17本文檔共69頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（5）120°導(dǎo)電型導(dǎo)電規(guī)律總結(jié)①每個(gè)脈沖觸發(fā)間隔60°內(nèi)，有2個(gè)晶閘管元件導(dǎo)通，它們分屬于逆變橋的共陰極組和共陽極組。②在2個(gè)導(dǎo)通元件中，每個(gè)元件所對應(yīng)相的相電流為Id。而不導(dǎo)通元件所對應(yīng)相的電流為0。③共陽極組中元件所通過的相電流為正，共陰極組元件所通過的相電流為負(fù)。④每個(gè)脈沖間隔60°內(nèi)的相電流之和為0。本文檔共69頁；當(dāng)前第53頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分交-直-交變頻器(nobook)

交-直-交變頻器的主要構(gòu)成環(huán)節(jié)如下圖a示。它先把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，經(jīng)過中間濾波環(huán)節(jié)后，再把直流電逆變成變壓變頻的交流電，故又稱為間接變頻器。

按照不同的控制方式，間接變頻器又有下圖b、c、d三種情況。3.4正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)變頻器本文檔共69頁；當(dāng)前第54頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分(1）用可控整流器調(diào)壓、用逆變器調(diào)頻

輸入：晶閘管可控整流，功率因數(shù)低；

輸出：晶閘管三相六拍逆變器，輸出諧波較大。(2）用不可控整流器整流、斬波器調(diào)壓、再用逆變器調(diào)頻

輸入：不可控整流器，只整流不調(diào)壓，斬波器脈寬調(diào)壓，輸入功率因數(shù)高；

輸出：逆變環(huán)節(jié)諧波較大。(3）用不可控整流器整流、脈寬調(diào)制逆變器調(diào)壓調(diào)頻

輸入：不可控整流器，輸入功率因數(shù)高；

輸出：用PWM逆變，則輸出諧波可以減少。輸出波形非常逼近正弦波。本文檔共69頁；當(dāng)前第55頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分3.4正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)變頻器脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)——利用全控型器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，把直流電壓變成一定形狀的電壓脈沖序列，實(shí)現(xiàn)變壓、變頻并消除諧波的技術(shù)。正弦PWM（SPWM）——輸出的電壓或電流波形接近于正弦波形。SPWM可分為——電壓SPWM、電流SPWM和磁通SPWM等，其中電壓SPWM和電流SPWM是從電源角度出發(fā)的SPWM，磁通SPWM（電壓空間矢量PWM）是從電機(jī)角度出發(fā)的SPWM方法。PWM型變頻器的主要特點(diǎn)是：1）主電路只有一個(gè)可控功率環(huán)節(jié)，開關(guān)元件少，控制線路結(jié)構(gòu)簡單；2）整流側(cè)使用了不可控整流器，電網(wǎng)功率因數(shù)與逆變器輸出電壓無關(guān)，基本上接近于1；3）VVVF在同一環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)，與中間儲能元件無關(guān)，動態(tài)響應(yīng)快；4）通過對PWM控制方式的控制，能有效地抑制或消除低次諧波，實(shí)現(xiàn)接近正弦形的輸出交流電壓波形。本文檔共69頁；當(dāng)前第56頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分1、電壓正弦脈寬調(diào)制原理（1）正弦脈寬調(diào)制原理

正弦脈寬調(diào)制（SPWM）波是與正弦波等效的一系列等幅不等寬的矩形脈沖波，如下圖a所示。

等效的原則是每一區(qū)間的面積相等。也就是把一個(gè)正弦半波分作n等分，然后把每一等分正弦曲線與橫軸所包圍的面積都用一個(gè)與之面積相等的矩形脈沖來代替，矩形脈沖的幅值不變，各脈沖的中點(diǎn)與正弦波每一等分的中點(diǎn)相重合，見圖b。由n個(gè)等幅不等寬的矩形脈沖所組成的波形就與正弦波的半周波形等效，稱作SPWM波形。本文檔共69頁；當(dāng)前第57頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

電壓正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)波形

圖3-19本文檔共69頁；當(dāng)前第58頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（2）SPWM變壓變頻器主電路原理圖

圖3-20本文檔共69頁；當(dāng)前第59頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（3）單極式SPWM波的形成

圖3-21圖3-22本文檔共69頁；當(dāng)前第60頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分

（4）正弦波與雙極性三角波的調(diào)制

本文檔共69頁；當(dāng)前第61頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（5）三相雙極式正弦脈寬調(diào)制和SPWM波形

圖3-23本文檔共69頁；當(dāng)前第62頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分2、SPWM逆變器的同步調(diào)制和異步調(diào)制SPWM逆變器有一個(gè)重要參數(shù)——載波比N，它被定義為載波頻率fc與調(diào)制波頻率fr之比，用N表示，即

N=視載波比的變化與否，有同步調(diào)制與異步調(diào)制之分。本文檔共69頁；當(dāng)前第63頁；編輯于星期三\13點(diǎn)27分（1）同步調(diào)制在改變fr的同時(shí)成正比地改變fc，使載波比N=常