交流电机变频调速讲座(陈伯时)第二讲VIP专享

1交流电机变频调速讲座Lectures on Variable Frequency Speed Control of ACMachines上海大学陈伯时第二讲静止式变压变频器（-2）Static VVVF Converters为了实现异步电动机的变压变频调速，必须具备能够同时控制电压幅值和频率的交流电源，而电网提供的是恒压恒频的电源，因此应该配置变压变频器，又称VVVF（VariableVoltage Variable Frequency）装置。最早的VVVF 装置是旋转变频机组，即由直流电动机拖动交流同步发电机构成的机组，调节直流电动机的转速就能控制交流发电机输出的电压和频率。自从电力电子器件获得广泛应用以后，旋转变频机组便逐渐被淘汰，并形成了一系列通用型的静止式变压变频装置。2.1静止式变压变频器的主要类型2.1.1交-直-交和交-交变压变频器从整体结构上看，静止式的电力电子变压变频器可分为交-直-交和交-交两大类。(1) 交-直-交变压变频器交-直-交变压变频器先将工频交流电源通过整流器变换成直流(可控电压或恒压)，再通过逆变器变换成可控的交流(只控制频率或同时控制频率和电压)，如图2-1 所示。图 2-1交-直-交（间接）变压变频器由于这类变压变频器在恒频交流电源和变频交流输出之间有一个“中间直流环节”，所以又称间接式的变压变频器。具体的整流和逆变电路种类很多，当前应用最广的是由二极管组成不控整流器和由全控型功率开关器件(P-MOSFET，IGBT等)组成的脉宽调制(PWM)逆变器，简称PWM 变压变频器，如图2-2所示。图 2-2交-直-交PWM 变压变频器2C——滤波电容PWM 变压变频器的应用之所以如此广泛，是由于它具有如下的一系列优点：1) 在主电路整流和逆变两个变流单元中，只有逆变单元是可控的，采用全控型的功率开关器件，通过驱动电压脉冲进行控制，可同时调节变频器的输出电压和频率，结构简单，效率高。2) 输出电压波形虽然是一系列的脉冲波，但由于采用了恰当的PWM 控制技术，正弦基波的比重较大，影响电动机运行的低次谐波受到很大的抑制，因而转矩脉动小，稳态性能好，调速范围宽。3) 逆变器同时实现调压和调频，系统的动态响应不受中间直流环节滤波器参数的影响，动态性能较高。4) 采用不可控的二极管整流器，电源侧功率因数较可控整流器高，且不受逆变器输出电压高低的影响。PWM 变压变频器常用的全控型功率开关器件有：P-MOSFET（小容量）、IGBT（中、小容量 ）、GTO、IGCT、IEGT（大、中容量）等。受到开关器件额定电压和电流的限制，对于特大容量电机的变压变频调速仍只...