主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PPT

1、主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方式,基本構(gòu)成： 四類基本電路 AC/DC整流 DC/DC斬波 DC/AC逆變 AC/AC周波變換，交流調(diào)壓或調(diào)功控制,DC/DC： 基本直流變換電路： 1）Buck（降壓）： Vo DVd,這里D ton / Ts,2）Boost（升壓）：Vo Vd /(1 D),3）BuckBoost:,4）Cuk：,Vo D,Vd 1 D,Vo D,Vd 1 D,5）全橋變換器四象限工作,6）各種 DC-DC 變換器的比較,功率傳輸 Buck, Boost, Buck-Boost, Ck 變換器中功率的傳遞方向只能為單向傳輸 全橋變換器功率輸出電壓和電流均正可負(fù)，可以雙向傳輸功率

2、器件的利用率,對(duì)非隔離的 DC-DC 變換器, 從 提高器件的利用率來考慮應(yīng)采 用簡(jiǎn)單的 Buck 或 Boost 電 路，有利于降低成本和提高效率,帶隔離的變換器 要求輸出與輸入隔離或輸出與輸入電壓之比遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于1,要求有多個(gè)輸出：,1） 正激變換器（Buck電路演變而來）,Vo,Vd, D,Vo,Vd N1, N2 D,考慮變壓器磁通復(fù)位的實(shí)際電路： B B S,B R O H,2） 反激變換器（BuckBoost電路演變而來）,Vo N2 D,Vd N1 1 D,Vo D,Vd 1 D,3） 半橋變換器,4） 全橋變換器,Vo,Vd N1, N2 D,Vo,Vd N1, 2 N2 D

3、,5） 推挽變換器,Vo,Vd N1, 2 N2 D,DC/AC：PWM單相（三相）逆變器，方波逆變器 1） 半橋逆變電路,2） 全橋逆變電路,3） 三相逆變電路,控制方式：,SPWM：,幅值調(diào)制比,tri,control,a,m,V, V,頻率調(diào)制比,1,f,m,f, fs,m 1,a 時(shí),2 2,a a,基波：Vo1 k (ma )Vd ma /2 2 0.354ma,k(ma ) ma / 2 0.707ma,3 m 0.612m,方波控制：,a,k (m ) ,2 / 0.45 2 2 / 0.9 6 / 0.7797,半橋逆變電路,全橋逆變電路,三相逆變電路,半橋逆變電路,全橋逆變電

4、路,三相逆變電路,在輸入輸出需要隔離，或輸出電壓與輸入電壓相差很大時(shí)需要插入 變壓器： 單級(jí)逆變器,內(nèi)高頻環(huán)逆變器：采用內(nèi)高頻環(huán)節(jié)可以在內(nèi)高頻環(huán)節(jié)采用較高的工 作頻率，從而減小變壓器和濾波電感、電容的體積,AC/DC： 1）單相或三相全橋,2）帶PFC的高頻整流電路 功率因數(shù)：,1,1,s s1,s1,s s s,S V I,I,V I cos I,PF Pav , cos,s,取決于：位移因數(shù)cos1 Is1,s,和諧波含量 I 二極管整流電路： 位移因數(shù)cos1 接近1， 但輸入電流中諧波分量很大 Is1,I,較小,晶閘管相控整流： 除輸入電流諧波較大外， 位移因數(shù)cos1 cos,加入

5、Boost 電路后，電源 us 不 管處于任何相位，只要開關(guān)導(dǎo) 通，交流電源就有電流流過在 電感 Ld 上進(jìn)行儲(chǔ)能，開關(guān)關(guān)斷 后電源us 和電感Ld 中儲(chǔ)存的能 量一起通過二極管向?yàn)V波電容 充電和負(fù)載提供負(fù)載電流。只 要控制好開關(guān)，可以使電源電 流 is 為正弦且與電源電壓 us 同 相位，基本達(dá)到單位功率因數(shù) 的水平。,3） PWM整流電路 采用SPWM控制，使交流輸出端 形成一個(gè)與us頻率相同的SPWM 波uAB，其相位決定了is的相位， 也決定了該電路的工作象限和應(yīng) 用情況。,PWM整流電路其交、直流側(cè)電壓，網(wǎng)側(cè)電流和功率因數(shù)均可控， 因此其應(yīng)用范圍極為廣闊，該技術(shù)可用于高功率因數(shù)整流器

6、、靜止 無功補(bǔ)償器（SVC）、有源電力濾波器（APF）等領(lǐng)域。,UL,UR a)整流運(yùn)行,UA,Is U s,b)逆變運(yùn)行,Us,UR,UA,I,s,U,L,c)無功補(bǔ)償運(yùn)行,U s,U R,UA,Is,U L,AC/AC：功率控制器，電壓控制器，周波變換器 間接AC/AC變流電路：ACDCAC結(jié)構(gòu) 主要應(yīng)用： VVVF交流變頻調(diào)速器 交流調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高維護(hù)成本低； 控制精度高，響應(yīng)快速。采用變頻調(diào)速方式時(shí)，無論電機(jī)轉(zhuǎn)速高低， 轉(zhuǎn)差功率的消耗基本不變，系統(tǒng)效率是各種交流調(diào)速方式中最高 的，具有顯著的節(jié)能效果，是交流調(diào)速傳動(dòng)應(yīng)用最多的一種方式。,CVCFUPS,市電正

7、常時(shí)，由市電供電，市電經(jīng)整流器整流為直流，再逆變?yōu)?0Hz 恒頻恒壓的交流電向負(fù)載供電。同時(shí)，整流器輸出給蓄電池充電，保證蓄 電池的電量充足。此時(shí)負(fù)載可得到的高質(zhì)量的交流電壓，具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻 性能，也稱為穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。市電異常乃至停電時(shí)，蓄電池的直流電經(jīng)逆 變器變換為恒頻恒壓交流電繼續(xù)向負(fù)載供電，供電時(shí)間取決于蓄電池容量 的大小。,ACDCAC主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 根據(jù)電路工作象限的要求進(jìn)行選擇 不具有電能反饋能力，如果 負(fù)載為電動(dòng)機(jī)會(huì)有電能反饋到 中間電容，使電容電壓升高。 電阻耗能電路，當(dāng)電容電壓升 到一定值，使Vo導(dǎo)通，將反饋能 量消耗在Ro上 整流和逆變均為PWM控制的電 壓型間接交流變流電路。能量可 雙向流動(dòng)。輸入輸出電流均為正 弦波，輸入功率因數(shù)高，且可實(shí) 現(xiàn)電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行。,系統(tǒng)控制方式： 逆變電路的方波控制：自身無調(diào)壓功能，須借助于直流電壓調(diào)整或 移相控制方式進(jìn)行輸出電壓控制 逆變與直流變換器的PWM控制：目前應(yīng)用最多的控制方式，其兼具 輸出電壓和頻率控制的功能，控制的靈敏性得到提高，同時(shí)在輸出 電壓的頻譜特性也大幅提高 可控整流電路的相位控制方式：技術(shù)成熟、價(jià)格低廉且可靠性高， 但其網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低，諧波含量高，對(duì)電網(wǎng)污染較大 PWM整流控制：上述相控