電壓型逆變器電流型逆變器的區(qū)別.doc

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1、論文摘要：在電機(jī)漏感上減小的情況下，可以相應(yīng)地降低功率半導(dǎo)體器件的耐壓要求，為了減小換流時(shí)間以提高逆變器的運(yùn)行頻率，也要求降低電動(dòng)機(jī)的總漏感上。　　下述問(wèn)題涉及電流型逆變器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以串聯(lián)二極管式電流型逆變器為討論對(duì)象。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的從逆變器元件的選擇對(duì)電機(jī)參數(shù)的要求?！　〈?lián)二極管式電流型逆變器的品閘管和隔離二極管可以確定耐壓值?？梢钥吹?，在電機(jī)漏感上減小的情況下，可以相應(yīng)地降低功率半導(dǎo)體器件的耐壓要求。另外，二極管換流階段的持續(xù)時(shí)間可確定。為了減小換流時(shí)間以提高逆變器的運(yùn)行頻率，也要求降低電動(dòng)機(jī)的總漏

2、感上。因而，電流型逆變器要求異步電動(dòng)機(jī)有盡可能小的漏感上。這一點(diǎn)正好與電壓型逆變器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的要求相反。在功率半導(dǎo)體器件耐壓已知的情況下，應(yīng)合理地選擇電動(dòng)機(jī)，以減小換流電容器的電容量?！　碾妱?dòng)機(jī)運(yùn)行的安全可靠性對(duì)電動(dòng)機(jī)材料的要求，電動(dòng)機(jī)在電流型逆變器供電的運(yùn)行過(guò)程中，由干每次換流在電壓波形中產(chǎn)生尖峰。這個(gè)尖峰在數(shù)值上等于I,差加千正線電勢(shì)波形之上。因此，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際承受的最高電壓，于電動(dòng)機(jī)額定線電壓的峰值。為了電動(dòng)機(jī)安全地運(yùn)行，應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)其絕緣。由于電流矩形波對(duì)電動(dòng)機(jī)供電在電動(dòng)機(jī)內(nèi)造成諧波損

3、耗，逆變器在高于50赫的情況下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的損壞也有所增加。為了不致因電機(jī)效率過(guò)低和溫升過(guò)高造電動(dòng)機(jī)過(guò)熱而損壞，應(yīng)適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)銅鐵材料的電負(fù)荷。在運(yùn)行頻率較高的情況下，應(yīng)注意降低電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗和鐵耗?！　∑饎?dòng)轉(zhuǎn)矩和避免機(jī)振對(duì)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的要求。電動(dòng)機(jī)低頻起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的平均值和轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)率。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩在某頻率時(shí)具有最大值。它取決于電動(dòng)機(jī)參數(shù)。當(dāng)頻率低于出現(xiàn)最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)值時(shí)，轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)率急劇增加。因此，應(yīng)根據(jù)運(yùn)行要求和特性等決定最佳起動(dòng)頻率或電動(dòng)機(jī)參數(shù)。此外，即使在逆變器對(duì)電動(dòng)機(jī)供電的正常運(yùn)行情況下

4、，轉(zhuǎn)矩波形中也含有六倍于逆變器輸出頻率的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為了避免這種脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩造成的機(jī)械系統(tǒng)諧振，應(yīng)使機(jī)械系統(tǒng)的諧振頻率與逆變器運(yùn)行頻率范圍的六倍相互錯(cuò)開(kāi)。　　對(duì)于功率半導(dǎo)體器件的要求。在串聯(lián)二極管式電流型逆變器中，在觸發(fā)一個(gè)晶閘管，用電容電壓關(guān)斷另一晶閘管以后爭(zhēng)由恒流對(duì)電容器反向充電。由于電容電壓過(guò)零需要一段時(shí)間，這就保證被關(guān)斷晶閘管有較長(zhǎng)的承受反壓的時(shí)間。如果說(shuō)，電壓型逆變器對(duì)于晶閘管元件的關(guān)斷時(shí)間有較高的要求(郎要求使用快速晶閘管)，那末電流型逆變器由于承受反壓的時(shí)間較長(zhǎng)，因而可以使用普通晶閘管元件。在換流

5、過(guò)程中以諧振造成了電壓尖峰，因此要求晶閘管元件和隔離二雌有較高的耐壓值?！　Q流浪涌電壓吸收回路。在正弦電勢(shì)波形上迭加的尖峰電壓，是由于換流過(guò)程中電動(dòng)機(jī)釋放漏感貯能所產(chǎn)生的。特別是在運(yùn)行頻率較高的場(chǎng)合，在為了縮短換流時(shí)間而選擇較小的換流電容值的情況下，換流浪涌過(guò)電壓就更加嚴(yán)重。浪涌電壓將直接威脅功率半導(dǎo)體器件和電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。為了減小這種影響，可以在逆變器輸出端，與負(fù)載電動(dòng)機(jī)并聯(lián)一個(gè)換流浪涌電壓吸收回路(也稱為電壓箝位器)，如采用電壓箝位器以后，逆變器的輸出電壓和輸出電流波形如逆變器輸出電壓的尖峰可以限

6、制在正弦電勢(shì)峰值的(11~12)倍以內(nèi)。有源逆變器型式，可以使箝位電壓保持一定?！　∧孀兤鬟\(yùn)行的可靠性問(wèn)題。在逆變器的直流側(cè)設(shè)有乎波大電感上，在電流閉環(huán)的作用下，可以有效地限制故障電流，即使在逆變器換流失敗或短路的情況下，也不會(huì)造成大電流而損壞元件，因此，電流型逆變器的衛(wèi)作是可靠的。　　能夠?qū)崿F(xiàn)電能再生。在電動(dòng)機(jī)降頻減速時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)地運(yùn)行于再生狀態(tài)，可把機(jī)械能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⒖s短電動(dòng)機(jī)的減速時(shí)間。此時(shí)，逆變器與整流器直流側(cè)電壓的極性反號(hào)，而電流的流向保持不變，功率由電動(dòng)機(jī)經(jīng)逆變器和整流器流向交流電源

7、，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)。因此，電流型逆變器能夠方便地實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行，其動(dòng)態(tài)特性好，容易滿足快速及可逆系統(tǒng)的要求。使用電流型逆變器除了用于要求電變頻調(diào)速的系統(tǒng)以外，近年來(lái)在下述兩個(gè)方面受到較大的關(guān)注。(1)用于泵、風(fēng)機(jī)、增壓機(jī)等機(jī)械的節(jié)能。過(guò)去這些機(jī)械常用恒頻的交流電機(jī)拖動(dòng)，在流量、壓力要求變化時(shí)，用調(diào)節(jié)閥門(mén)的蘐蕓方法以滿足要求。這樣，就白白地浪費(fèi)了大量的電能。電流型逆變器因有許多使用上的優(yōu)點(diǎn)，并且采用變頻調(diào)速，可以減小這些機(jī)械低速時(shí)的電能消耗，以達(dá)到節(jié)電的目的。(2)作為電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器。交流電動(dòng)機(jī)采用直接投入電網(wǎng)

8、(電力電源)的起動(dòng)方法，不僅對(duì)于電網(wǎng)的沖擊很大，可能造成與電網(wǎng)聯(lián)接的其它用電設(shè)備的不正常運(yùn)行，因而不適用于經(jīng)常要求起動(dòng)的設(shè)備。而且直接投入電網(wǎng)的起動(dòng)方法對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械也產(chǎn)生較大的沖擊，因而容易損壞設(shè)備。采用電流型逆變器向交流電動(dòng)機(jī)供電，可以用低頻起動(dòng)，逐步增高逆變器輸出頻率和電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后向步切換到電力電源上。因此，可以減輕對(duì)電網(wǎng)的沖擊，以及減小電機(jī)和機(jī)械的應(yīng)方口作為起動(dòng)器，特別在生產(chǎn)機(jī)械無(wú)載起動(dòng)的情況下，逆變器的