第4章 电流型变频器的多重化技术.ppt

第4章 电流型变频器的多重化技术 第1节 多重化技术 多重化技术是对6拍1200电流型变频器进行的技术改进. 1)电流型变频器具有很多优点：诸如主回路简单，便于实现再生制动的四象限运行；限流能力强；短路保护可靠性高；快速响应好，使动态特性得到改善；调速范围广；运行效率高等等。因此已成为颇有发展前途的一种变频方式日益引起人们关注。 2)基本型（即一重化）电流型变频器存在的问题：由于它的电流输出波形为矩形波，必然会产生高次谐波（主要是5次和7次谐波）成分所带来的各种影响：产生脉动转矩，引起转速不均，机械震动，产生高次谐波附加损耗。 电流型变频器改善措施 多重化技术：是将多组基本型逆变器并联，在逆变器相互之间，其控制触发脉冲相位错600/n电角度，输出电流叠加成n阶梯形波，从而减少高次谐波成分。 组合方式： 从输出形式分：1）直接输出型； 2）变压器耦合输出型。 从直流电源供电方式分： 1）独立电源供电型； 2）公共电源供电型。 ? 一、? 独立电源供电，直接并联输出型 两组基本变频器的直流输入电压Ed1和Ed2 与异步电动机定子线电压Em之间有下列关系： 两组基本变频器的输入直流电压是不等的，因此两组逆变器的直流电源必须用两组整流器独立的进行控制。同时两组整流器在输出直流Id相等条件下，其直流电源分担的容量是不等的。 二、? 公共直流电源，直接并联输出型  公用电源二重化变频器逆变器触发控制方法 （1） 两组逆变器依然错位θ=600/n=300触发控制。 （2）每组逆变器依然采用每周期6拍触发控制，但每个晶闸管的导通时间由原来的恒1200变为1200+ ?和1200- ?交替进行。（即1500和 900） 三、独立直流电源供电，变压器耦合输出 第3节 谐波分析 一、多重化几种联结方式输出电流谐波分析及存在规律 1、直接输出型多重化逆变器输出电流成分，除含100%基波电流外，还含有（6k±1）f1谐波电流。多重化越高，谐波的幅度越小。但仍保存着基本型输出电流相同的谐波成分。 2、耦合二重化逆变器输出电流成分，除含有100%基波电流外，还含（12k±1）f1谐波电流。 3、耦合三重化逆变器输出电流成分，除含有100%基波电流外，还含（18k±1）f1谐波电流。 4、耦合四重化逆变器输出电流成分，除含有100%基波电流外，还含（24k±1）f1谐波电流。 二、多重化几种联结方式电动机脉振转矩谐波分析及存在规律 电流型变频器给异步电动机供电，异步电动机各相反电动势分别为： 各相电流的富氏级数分别为： 电机输出转矩为： 式中 可见： 电动机多重化逆变器供电时，由于电流谐波成分不同，因而脉振转矩的谐波成分也不同，但有一个规律：第n次脉振转矩是由（n±1）次谐波电流共同产生的。 多重化几种联结方式电动机脉振转矩谐波分析及存在规律 1、直接输出型多重化：脉振转矩谐波成分为6k f1，即6、12、18…。 2、耦合二重化逆变器：脉振转矩谐波成分为12k f1，即12、24、36…。 3、耦合三重化逆变器：脉振转矩谐波成分为18k f1 ：即18、36、54…。 4、耦合四重化逆变器：脉振转矩谐波成分为24k f1：即24、48、72…。 * * 方波逆变器控制技术技术简单、使用可靠,是变频调速发展史上最早投入使用的技术,直到今天,仍然在大功率场合使用。 方波逆变器的主要问题是谐波含量高,功能指标低,解决这个问题有两条路可走： 一条路是在大功率场合，使用多重化(或多电平化)技术，将多路方波逆变器错相复合（串联或者并联）,既获得了大功率,又改善了波形； 另一条路就是脉冲调宽PWM (pulse width modulation)逆变器控制技术，广泛的应用在中小功率场合。 IA1 IA2 IA 300 IA=IA1+IA2 IA1 IA2 IA 200 IA=IA1+ IA2+ IA3 IA1 IA2 IA3 IA 三重化 第2节???? 多重化技术组合方式 显然,如果简单按前述错位300对两组逆变器控制, E1≠E2,,因而在直流侧直流电抗器增加了一倍，以 限制瞬时E1≠E2时在两组逆变器中形成的环流。 1组 2组 公用直流电源供电二重化变频器输出电流波形 Y/Δ Y/Y 设N1/N2=1 耦合二重化电流 耦合三重化电流 耦合四重化电流