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第八章交-直-交变换器.ppt


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第5章交-直-交变换器
主要内容:
电压型和电流型变换器原理;
SPWM型变换器。
简介
交-直-交变换器就是把工频交流电先通过整流器整流成直流,而后再通过变换器,把直流电逆变成为频率可调的交流电。
交-直-交变换器可分为电压型和电流型。SPWM型变换器是给逆变器固定的直流电压,通过开关元件有规律的导通和关断,得到由宽度不同的脉冲组成的电压波形,削弱和消除某些高次谐波,得到具有较大基波分量的正弦输出电压。
电压型与电流型变换器
电压型变换器


电压型变换器的特点是直流电源接有很大的滤波电容,从逆变器向直流电源看过去电源内阻为很小的电压源,保证直流电压稳定。
2. 输出电压波形
开关元件每隔60°电角度按标号1、2、3、4、5、6的次序导通,每个元件导通180°就关断,即同一支臂的两个元件一个导通,另一个关断,经过360°完成输出电压波形的一个周期。
图5-3 三相变换器输出电压波形
三相线电压为120°宽交变方波。图5-3(a)、(b)、(c)中电压波形幅值为Ud/2的矩形波。
线电压的有效值:

(5-4)
线电压基波分量有效值:
(5-5)
 
这种变换器向对称的星形连接的负载供电,输出线对中点的电压即相电压波形,在每个周期中有六个不同状态,故称六阶梯波,如图5-4所示。
图5-4 三相变换器相电压波形和在每周期的六个状态
状态1,0°~60°期间,开关元件5、6、1导通,相当于5、6、1开关闭合。输出端U、W接到电源正极,V端接电源负极,线电压UUV=Ud,UVW= -Ud,UWU=0,UUN=UWN=+Ud/3,UVN= -Ud/3。依次类推其他5个状态内UUN。UVN和UWN波形与UUN一样,只是时间上滞后120°和240°。
综上所述,交-直-交变频原理为频率不变的交流电源经整流器变为直流电,再经逆变器,在其开关元件有规律的导通和关断,即每隔60°导通一个,导通180°后关断,一个周期中变换器输出的线电压为方形波,相电压为六阶梯波的交流电。改变元件导通与关断的频率快和慢,就能改变输出交流电频率高和低,改变直流环节电压高和低,就能调节交流输出电压幅值大与小。
3. 输出电流波形
图5-6 三相变换器△接阻抗负载电压电流波形

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