主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1、主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方式主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制方式基本構(gòu)成：基本構(gòu)成：四類基本電路四類基本電路 AC/DC整流整流 DC/DC斬波斬波 DC/AC逆變逆變AC/AC周波變換，交流調(diào)壓或調(diào)功控制周波變換，交流調(diào)壓或調(diào)功控制DC/DC：基本直流變換電路：基本直流變換電路：1）Buck（降壓（降壓）：）： Vo DVd這這里里D ton / Ts2）Boost（升壓）（升壓）：Vo Vd /(1 D)3）BuckBoost:4）Cuk：VoDVd1 DVoDVd1 D5）全橋變換器）全橋變換器四象限工作四象限工作6）各各種種 DC-DCDC-DC 變換器的比較變換器的比較功率傳輸功率傳輸Buck,

2、Buck, Boost,Boost, Buck-Boost,Buck-Boost, CkCk 變換器中功率的傳遞方向只能為單向傳輸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)，可以雙向傳輸功率器件的利用率器件的利用率對(duì)對(duì)非非隔隔離離的的 DC-DCDC-DC 變變換換器器, , 從從 提高器件的利用率來(lái)考慮應(yīng)采提高器件的利用率來(lái)考慮應(yīng)采 用簡(jiǎn)單用簡(jiǎn)單的的 BuckBuck 或或 BoostBoost 電電 路路， 有利于降低成本和提高效率有利于降低成本和提高效率帶隔離的變換器帶隔離的變換器要求輸出與輸入隔離或輸

3、出與輸入電壓之比遠(yuǎn)小于或遠(yuǎn)大于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：要求有多個(gè)輸出：1） 正激變換器（正激變換器（Buck電路演變而來(lái)）電路演變而來(lái)）VoVd DVoVdN1 N2 D考慮變壓器磁通復(fù)位的實(shí)際電路：考慮變壓器磁通復(fù)位的實(shí)際電路：BB SB ROH2） 反激變換器（反激變換器（BuckBoost電路演變而來(lái)）電路演變而來(lái)）Vo N2DVdN1 1 DVoDVd1 D3） 半橋變換器半橋變換器4） 全橋變換器全橋變換器VoVdN1 N2 DVoVdN1 2 N2 D5） 推挽變換器推挽變換器VoVdN1 2 N2 DDC/AC：PWM單相（三相）逆變

4、器，方波逆變器單相（三相）逆變器，方波逆變器1） 半橋逆變電路半橋逆變電路2） 全橋逆變電路全橋逆變電路3） 三相逆變電路三相逆變電路控制方式：控制方式：SPWM： 幅值調(diào)制比幅值調(diào)制比tri control amV V頻率調(diào)制比頻率調(diào)制比1fmffsm 1a時(shí)時(shí)2 2aa基波基波：Vo1 k (ma )Vdma /22 0.354mak(ma ) ma 2 0.707ma 3 m 0.612m方波控制：方波控制：ak (m ) 2 / 0.452 2 / 0.96 / 0.7797半橋逆變電路半橋逆變電路全橋逆變電路全橋逆變電路三相逆變電路三相逆變電路半橋逆變電路半橋逆變電路全橋逆變電路全橋

5、逆變電路三相逆變電路三相逆變電路在輸入輸出需要隔離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)需要插入或輸出電壓與輸入電壓相差很大時(shí)需要插入 變壓器：變壓器：?jiǎn)渭?jí)逆變器單級(jí)逆變器內(nèi)高頻環(huán)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)采用較高的工工 作頻率，從而減小變壓器和濾波電感、電容的體積作頻率，從而減小變壓器和濾波電感、電容的體積AC/DC： 1）單）單相或三相全橋相或三相全橋2）帶）帶PFC的高頻整流電路的高頻整流電路 功率因數(shù)：功率因數(shù)：11ss1s1sssSV IIV I cosIPF Pav coss取決于：位移因取決于：位移

6、因數(shù)數(shù)cos1Is1s和諧波含和諧波含量量 I二極管整流電路：二極管整流電路： 位移位移因因數(shù)數(shù)cos1 接近接近1，但輸入電流中諧波分量很大但輸入電流中諧波分量很大Is1I較小較小晶閘管相控整流：晶閘管相控整流：除輸入電流諧波較大外，除輸入電流諧波較大外， 位移因位移因數(shù)數(shù)cos1 cos加入加入 Boost 電路后，電源電路后，電源 us 不不管處于任何相位，只要開(kāi)關(guān)導(dǎo)管處于任何相位，只要開(kāi)關(guān)導(dǎo) 通，交流電源就有電流流過(guò)在通，交流電源就有電流流過(guò)在 電電感感 Ld 上進(jìn)行儲(chǔ)能上進(jìn)行儲(chǔ)能，開(kāi)關(guān)關(guān)斷開(kāi)關(guān)關(guān)斷 后電后電源源us 和電和電感感Ld 中儲(chǔ)存的能中儲(chǔ)存的能 量一起通過(guò)二極管向?yàn)V波電容量

7、一起通過(guò)二極管向?yàn)V波電容 充電和負(fù)載提供負(fù)載電流。只充電和負(fù)載提供負(fù)載電流。只 要控制好開(kāi)關(guān)，可以使電源電要控制好開(kāi)關(guān)，可以使電源電 流流 is 為正弦且與電源電為正弦且與電源電壓壓 us 同同 相位，基本達(dá)到單位功率因數(shù)相位，基本達(dá)到單位功率因數(shù) 的水平。的水平。3） PWM整流電路整流電路采用采用SPWM控制，使交流輸出端控制，使交流輸出端 形成一個(gè)形成一個(gè)與與us頻率相同頻率相同的的SPWM 波波uAB，其相位決定，其相位決定了了is的相位，的相位， 也決定了該電路的工作象限和應(yīng)也決定了該電路的工作象限和應(yīng) 用情況。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，整流電

8、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、靜止因此其應(yīng)用范圍極為廣闊，該技術(shù)可用于高功率因數(shù)整流器、靜止 無(wú)功補(bǔ)償器（無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）、有源電力濾波器（）、有源電力濾波器（APF）等領(lǐng)域。）等領(lǐng)域。ULURa)整流運(yùn)行UAIsU sb)逆變運(yùn)行UsURUAI sULc)無(wú)功補(bǔ)償運(yùn)行U sU RUAIsU LAC/AC：功率控制器，電壓控制器，周波變換器：功率控制器，電壓控制器，周波變換器 間接間接AC/AC變流電變流電路路：ACDCAC結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)主主要應(yīng)用：要應(yīng)用：VVVF交流變頻調(diào)速器交流變頻調(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)

9、簡(jiǎn)單，可靠性高維護(hù)成本低；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； 控制精度高控制精度高， 響應(yīng)快速響應(yīng)快速。 采用變頻調(diào)速方式時(shí)采用變頻調(diào)速方式時(shí)， 無(wú)論電機(jī)轉(zhuǎn)速高低，無(wú)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。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市電正常時(shí)市電正常時(shí)，由市電供電由市電供電，市電經(jīng)整流器整流為直流市電經(jīng)整流器整流為直流，再逆變?yōu)樵倌孀優(yōu)?0Hz 恒頻恒壓的交流電向負(fù)載供電恒頻恒

10、壓的交流電向負(fù)載供電。同時(shí)同時(shí)，整流器輸出給蓄電池充電整流器輸出給蓄電池充電，保證蓄保證蓄 電池的電量充足電池的電量充足。此時(shí)負(fù)載可得到的高質(zhì)量的交流電壓此時(shí)負(fù)載可得到的高質(zhì)量的交流電壓，具有穩(wěn)具有穩(wěn)壓壓、穩(wěn)頻穩(wěn)頻 性能性能，也稱為穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源也稱為穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源。市電異常乃至停電時(shí)市電異常乃至停電時(shí)，蓄電池的蓄電池的直流電經(jīng)逆直流電經(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)間取決供電時(shí)間取決于蓄電池容量于蓄電池容量 的大小。的大小。ACDCAC主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 根據(jù)電路工作象限的要求進(jìn)行選擇根據(jù)電路工作象限的要求進(jìn)行選擇1不具有電

11、能反饋能力，如果不具有電能反饋能力，如果 負(fù)載負(fù)載為電動(dòng)機(jī)會(huì)有電能反饋到為電動(dòng)機(jī)會(huì)有電能反饋到 中間電中間電容，使電容電壓升高。容，使電容電壓升高。2電阻耗能電路，當(dāng)電容電壓升電阻耗能電路，當(dāng)電容電壓升 到到一定值，使一定值，使Vo導(dǎo)通，將反饋能導(dǎo)通，將反饋能 量量消耗在消耗在Ro上上3整流和逆變均為整流和逆變均為PWM控制的電控制的電 壓型間接交流變流電路。能量可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)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?，F(xiàn)電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行。系統(tǒng)控制方式：系統(tǒng)控制方式：逆變電路的方波控制

12、：自身無(wú)調(diào)壓功能，須借助于直流電壓調(diào)整逆變電路的方波控制：自身無(wú)調(diào)壓功能，須借助于直流電壓調(diào)整或或 移相控制方式進(jìn)行輸出電壓控制移相控制方式進(jìn)行輸出電壓控制逆變與直流變換器的逆變與直流變換器的PWM控制：目前應(yīng)用最多的控制方式，其兼控制：目前應(yīng)用最多的控制方式，其兼具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)在輸出出 電壓的頻譜特性也大幅提高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，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