交流变频技术和变流器工作原理.pptx

3. PWM逆变器工作原理及控制;动车组牵引传动系统工作过程示意图; 在网压波动时，直流电压保持恒定；在负载突变时，具有快速响应的动态性能，保持良好的稳态运行能力。;牵引系统容量推算关系;;;单相脉冲整流器; 可见，直流电流id将以2倍网频脉动。要得到恒定的输出电压应当在脉冲整流器与负载间接一个由电感电容组成的二次谐波滤波器以平衡以2倍网频脉动的能量，即电路中L2C2支路。;(1)模式1：S1S3导通信号。此时电路方程是：;（2）模式2：S2S4导通信号。此时电路方程是：;（3）模式3：S1S2???通信号。此时电路方程是：;（4）模式4：S3S4导通信号。此时电路方程如下;3. 电路的工作过程 主开关的控制信号如图所示;4. 单相脉冲整流器的控制 ;(1) 间接电流控制（按矢量图示关系控制） 该方案是一种基于工频稳态的控制方法，通过控制脉冲整流器交流侧 输入电压，使其接近正弦波的PWM波形，并和网侧电压保持一定的幅值和相位，从而达到控制网侧电流波形为正弦，且与网侧电压同相位。;;瞬态电流控制;两种控制方案的优缺点： 间接电流控制的主要优点：不需要电流互感器，控制成本低，电路简单，易实现，静态特性好，且控制原理清楚。 主要缺点是： 1）自身无限流功能（无电流环），需加过流保护电路 2）系统从一种稳态向另一稳态过渡时电流中会出现直流分量 3）系统动态响应慢,参数敏感。 ;三电平逆变器;120?方波控制与180?方波控制基波与谐波比较;六阶波逆变器;_;两电平逆变器8种工作状态;PWM逆变器工作原理;为了分析方便，将直流电源Ud看成是由两个1/2Ud电源串联而成。逆变器电路采用双极性调制方式，a、b、c三相的PWM控制共用一个三角形载波uc ，调制信号ura、 urb 、 urc依次相差三分之一周期。三相控制规律相同，以a相为例进行分析： 当 ura > uc时，给上桥臂开关元件T1以导通信号、下桥臂开关元件T4以关断信号，则a相相对于直流电源假想中点N的输出电压为uaN =1/2Ud 。 当 ura < uc 时，给T4以导通信号，给T1以关断信号，则uaN =-1/2Ud 。 T1和T4的驱动信号始终是互补的，当给T1(T4)施加导通信号时，可能是T1(T4)导通，也可能是D1(D4)续流导通，这要由感性负载中电流的方向决定。 在电压型PWM控制的逆变器中，同一相上下两个桥臂的驱动信号都是互补的。但实际上为了防止上下两个桥臂通断切换时留一死区时段，以确保“先断后通”。死区时段的长短主要由开关元件???关断时间来决定。死区时段的存在将会使波形稍微偏离正弦波形，产生一定的谐波。 ;两电平牵引逆变器SPWM控制;两电平牵引逆变器SPWM控制;SPWM控制的基本思想;SPWM控制的基本思想;■计算法 ◆根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，将PWM波形中各脉冲的宽度和间隔准确计算出来，按照计算结果控制逆变电路中各开关器件的通断，就可以得到所需要的PWM波形，这种方法称之为计算法。 ◆计算法是很繁琐的，当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。 ■调制法 ◆把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。 ◆通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波，其中等腰三角波应用最多。 ;■单相桥式PWM逆变电路（调制法） ◆电路工作过程 ?工作时V1和V2通断互补，V3和V4通断也互补，比如在uo正半周，V1导通，V2关断，V3和V4交替通断。 √V1和V4导通时，uo=Ud。 √V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，uo=0。 ?在uo的负半周，让V2保持通态，V1保持断态，V3和V4交替通断，负载电压uo可以得到-Ud和零两种电平。 ;;两电平牵引逆变器SPWM原理;牵引逆变器电压控制波形