武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书 1 交-交变频调速装置的设计 1 . 概论 大功率交交变频调速是本世纪70-80 年代发展起来的新技术，正在逐步取代传统的大功率直流调速。本设计详细介绍了交交变频调速技术的原理，主电路和控制电路，以及它们的设计计算方法。 本设计先概述交交变频调速的特点、应用范围，然后分别介绍单相交交变频器的电路构成和原理、及控制方法；最后介绍三相交交变频器的组成，接线方式以及输入输出特性。 交流电动机比直流电动机结构简单，成本低，维修方便，但由于变频装置昂贵及交流调速性能差，长期以来在调速领域；里一直是直流传动占统治地位。 近年来，随着电力电子技术的发展，情况有了变化，与直流调速相比，交流调速用变频装置增加的成本已能被采用交流电动机而节约的成本所补偿，采用矢量控制后，交流调速的性能也能做到和直流一样，因此在许多直流调速的领域出现了以交流调速取代直流调速的趋势。 1 .1 交流调速传动的特点 1）交流调速结构简单，因此有可能与机械合为一体，形成机电一体化产品，大大简化机械结构，减小体积和重量，提高可靠性。 2）成本方面，交流调速的功率装置（变频器与电网补偿装置）和控制装置比直流调速的功率装置（整流器与补偿装置）和控制装置贵，但它的电动机便宜。 3）减小维修工作量，减少停机时间，提高产量。 4）减小电机的转动惯量，提高系统动态性能。 5）可以突破直流电动机的功率，速度极限，为设备提供更大的动力，从而提高产量。 6）交流电动机比直流电动机减少损耗和了冷却水约 50%，所以更节能节水。 武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书 2 1.2 交流调速传动的应用范围 交流调速用的变频器种类很多，按使用的电力电子器件及其关断方式分为如下三类： 1）自关断类 使用全控型电力电子器件，例如大功率晶闸管，可关断晶闸管，功率场效应晶体管，绝缘栅双极晶体管等。 2）强制关断类 使用半控型电力电子器件——普通晶闸管，靠换相电容的充放电来关断已导通器件。 3）自然换相类 使用半控型电力电子器件——普通晶闸管，利用电源或负载的交流电压来关断已导通器件。 自关断类受器件限制，目前功率还不能做的太大，强制关断类功率受换相电容的换相能力限制，对于大功率变频器来说，只有自然换相类适用，因为普通晶闸管功率大，价格便宜，自然换相工作可靠。 自然换相的大功率变频器又可分为两类:交交直接变频器和...
