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1、 网络教育学院专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目： 交交变频器的研究 学习中心： 福建建瓯奥鹏学习中心18B 层 次： 高中起点专科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2010 年 春 季 学 号： 201003675103 学 生： 赵 洪 超 指导教师： 唐 瑶 完成日期： 2012 年 2 月 日内容摘要 变频器 是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了
2、大部分原先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。在使用上，变频器主要起到软起动、变频调速、提高运转精度、节能、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。 目 录内容摘要1引 言12 毕业大作业的写作规格32.1 毕业大作业装订要求32.2 毕业大作业内容简述4参考文献4引 言 变频器 是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值，因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原
3、先只能用直流电机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发展到新阶段。在使用上，变频器主要起到软起动、变频调速、提高运转精度、节能、改变功率因素、过流/过压/过载保护等功能。 单相交交变频器 1 单相交交变频器 1.1 晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor) 把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路，属于直接变频电路。 广泛用于大功率交流电动机调速传动系统，实际使用的主要是三相输出交交变频电路。 1.1.1 电路构成由P组和N组反并联的晶闸管变流电路构成，和四象限变流电路相同变流器P和N都是相控整流电路单相交交变频电路原理图和输出电压波形 1.1.2
4、 工作原理 1) P组工作时，负载电流io为正N组工作时，io为负两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电2) 改变切换频率，就可改变输出频率wo3) 改变变流电路的控制角a，就可以改变交流输出电压幅值为使uo波形接近正弦，可按正弦规律对a角进行调制在半个周期内让P组a 角按正弦规律从90减到0或某个值，再增加到90，每个控制间隔内的平均输出电压就按正弦规律从零增至最高，再减到零4) uo由若干段电源电压拼接而成，在uo一个周期内，包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。1.1.3 整流与逆变工作状态阻感负载为例，也适用于交流电动机负载。把交交变频电路理想化，忽略变流电路
5、换相时uo的脉动分量，就可把电路等效成图4-19a所示的正弦波交流电源和二极管的串联。 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态1.1.4 工作状态 1） t1t3期间：io正半周，正组工作，反组被封锁。t1 t2： uo和io均为正，正组整流，输出功率为正。t2 t3 ： uo反向， io仍为正，正组逆变，输出功率为负。t3 t5期间： io负半周，反组工作，正组被封锁。t3 t4 ：uo和io均为负，反组整流，输出功率为正。t4 t5 ： uo反向， io仍为负，反组逆变，输出功率为负。 1.1.5 输出正弦波电压的调制方法 介绍最基本的、广泛使用的余弦交点法。 设Ud0为a = 0时整流电
6、路的理想空载电压，则有 每次控制时a角不同， 表示每次控制间隔内uo的平均值 余弦交点法基本公式 余弦交点法图解线电压uab、 uac 、 ubc 、 uba 、 uca和ucb依次用u1 u6表示。相邻两个线电压的交点对应于a =0。u1u6所对应的同步信号分别用us1us6表示 余弦交点法原理us1us6比相应的u1u6超前30，us1us6的最大值和相应线电压a =0的时刻对应。以a =0为零时刻，则us1us6为余弦信号。希望输出电压为uo，则各晶闸管触发时刻由相应的同步电压us1us6的下降段和uo的交点来决定。不同g 时，在uo一周期内， a 随 w ot 变化的情况。图91)，
7、g 较小，即输出电压较低时，a只在离90很近的范围内变化，电路的输入功率因数非常低。 1.1.6 输入输出特性 1.1.6.1 输出上限频率1）输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压段数减少，波形畸变严重。2）电压波形畸变及其导致的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。就输出波形畸变和输出上限频率的关系而言，很难确定一个明确的界限。3） 当采用6脉波三相桥式电路时，输出上限频率不高于电网频率的1/31/2。电网频率为50Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20Hz。1.1.6.2 输入功率因数 1) 输入电流相位滞后于输入电压，需要电网提供无功功率。一周期内， a角以90为
8、中心变化。负载功率因数（超前）负载功率因数（滞后）输入位移因数2) 输出电压比g 越小，半周期内a的平均值越靠近90。3) 负载功率因数越低，输入功率因数也越低。4) 不论负载功率因数是滞后的还是超前的，输入的无功电流总是滞后。 单相交交 变频电路的功率因数1.1.6.3 输出电压谐波1) 输出电压的谐波频谱非常复杂，既和电网频率fi以及变流电路的脉波数有关，也和输出频率fo有关。 2)采用三相桥时，输出电压所含主要谐波的频率为6fifo，6fi3fo，6fi5fo，12fifo，12fi3fo，12fi5fo，3)采用无环流控制方式时，由于电流方向改变时死区的影响，将增加5fo、7fo等次谐波。1.1.6.4 输入电流谐波1) 输入电流波形和可控整流电路的输入波形类似，但其幅值和相位均按正弦规律被调制。交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，使用的是三相交交变频电路。2)采用三相桥式电路的交交 2 三相交交变频电路 交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，使用的是三相交交变频电路。变频电路输入电流谐波频率
