�(jīng)�(guò)AC→DC→AC變換的逆變電源稱為變頻電源,它有別于用于電�(jī)�(diào)速用的變頻調(diào)速控制器,也有別于普�交流�(wěn)壓電�。變頻電源的主要功用是將�(xiàn)有交流電�(wǎng)電源變換成所需頻率的穩(wěn)定的純凈的正弦波電源�
變頻電源系統(tǒng)原理(�)
理想的交流電源的特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)�、內(nèi)阻等于零、電壓波形為純正弦波(無(wú)失真)。變頻電源十分接近于理想交流電源,因�,先�(jìn)�(fā)�(dá)�(guó)家越�(lái)越多地將變頻電源用作�(biāo)�(zhǔn)供電電源,以便為用電器提供良的供電環(huán)�,便于客觀考核用電器的技�(shù)性能� 變頻電源主要有二大種類:線性放大型和PWM�(kāi)�(guān)型HY系列程控變頻電源,以微處理器為核�,以MPWM方式制作,用主�(dòng)元件IGBT模塊�(shè)�(jì),采用了�(shù)字分�、D/A�(zhuǎn)�、瞬�(shí)值反�、正弦脈寬調(diào)制等技�(shù), 使單�(jī)容量可達(dá)100kVA, 以隔�變壓�輸出�(lái)增加整機(jī)�(wěn)定�, 具有�(fù)載適�(yīng)性強(qiáng)、輸出波形品�(zhì)�、操作簡(jiǎn)�、體積小、重量輕等特�(diǎn),具有短�、過(guò)�、過(guò)�、過(guò)熱等保護(hù)功能,以保證電源可靠�(yùn)��
變頻電源可以帶載各種阻抗特性的�(fù)�,包括電感類、電阻類、整流類常見(jiàn)�(fù)�,需引起重視的是�(fù)載類型不同,所需變頻電源的功率容量有很大不同�
�.�(fù)載性質(zhì)的種類:
�.電源容量選擇方法
·阻性: 電源容量 = 1.1×�(fù)載功�
·感性:電源容量 =�(fù)載啟�(dòng)電流/�(fù)載額定電流×負(fù)載功�
·整流:電源容� = �(fù)載電流波峰系�(shù)/1.5×�(fù)載功�
·混合型:�(qǐng)按照不同�(fù)載所占比例適�(dāng)選取
注:�(duì)于冰�、空�(diào)之類的感性負(fù)�,應(yīng)按照啟動(dòng)功率�(lái)選擇電源容量�
(啟動(dòng)功率一般為額定功率�5-7�)
三相交流電源 IGBT PWM 系統(tǒng)�(jié)�(gòu),一般常�(jiàn)�(jié)�(gòu)
�.分離�(�(dú)立式)三相交流電源,無(wú)電源變壓器結(jié)�(gòu),輸入未隔離,輸出隔�
變頻電源基本原變頻電源做為交流諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)的核心部�,要求�(diào)�、調(diào)頻獨(dú)立�(jìn)�,輸出電壓0�400 V,頻率30�300 Hz,且穩(wěn)定度�,還要求在�(xiàn)�(chǎng)�(huán)境下有較�(qiáng)的抗干擾能力�
在調(diào)頻調(diào)壓控制技�(shù)�(fā)展的早期多采用PAM方式,因此,變頻電源逆變器輸出的交流電壓波形只能是方�,改變方波有效�,只能通過(guò)改變方波的幅�,即中間直流電壓幅值來(lái)完成。隨著全控型快速開(kāi)�(guān)器件GTR、IGBT、MOSFET等的出現(xiàn),才逐漸�(fā)展為PWM方式。由于調(diào)節(jié)PWM波的占空比即可調(diào)節(jié)電壓幅�,所以逆變�(huán)節(jié)可同�(shí)完成�(diào)壓和�(diào)頻任�(wù),整流器無(wú)需控制,�(shè)備結(jié)�(gòu)更簡(jiǎn)�,控制更方�。輸出電壓由方波改�(jìn)為PWM�,降低了輸出電壓的低次諧波含量�
SPWM是以正弦波作為基�(zhǔn)波(�(diào)制波�,用一列等幅的三角波(載波)與基準(zhǔn)正弦波相比較�(chǎn)生PWM波的控制方式。當(dāng)基準(zhǔn)正弦波高于三角波�(shí),使相�(yīng)的開(kāi)�(guān)器件�(dǎo)�;�(dāng)基準(zhǔn)正弦波低于三角波�(shí),使相�(yīng)的開(kāi)�(guān)器件截止。由�,逆變器的輸出電壓波形為脈沖列,其特�(diǎn)是:半�(gè)周期中各脈沖等距等幅不等�,總是中間�,兩邊�,各脈沖面積與該區(qū)間正弦波下的面積成比�。這種脈沖波經(jīng)�(guò)低通濾波后可得到與�(diào)制波同頻率的正弦�,正弦波幅值和頻率由調(diào)制波的幅值和頻率決定。這就是變頻電源調(diào)頻調(diào)壓的原理�
三相交流電壓�(jīng)�(guò)三相橋式不控整流電路整流成脈�(dòng)直流電壓,�(jīng)�(guò)中間濾波電容的儲(chǔ)能和濾波成為平滑直流電壓。逆變�(huán)節(jié)�4塊IGBT�(gòu)成全橋逆變�,反并�(lián)二極管完成IGBT�(guān)斷時(shí)的續(xù)流工�,R、C、D�(gòu)成RCD阻止放電型吸收緩沖回路。逆變部分采用SPWM控制方式,將直流電壓逆變?yōu)殡妷汉皖l率可�(diào)的SPWM脈沖�。電感L和電容C3組成低通濾波器LC,濾出高頻載波成分。為了限制電容器充電電流,在整流橋的輸出端與儲(chǔ)能電容之間串入一�(gè)限流電阻R1,只在接入電源的最初短�(shí)間內(nèi)將限流電阻R1串入,�(dāng)電容器兩端電壓升至一定值后,閉合接觸器JC2將電阻R1切除�
低通濾波器LC輸出�(shè)�(jì)是否合適,直接影響變頻電源輸出電壓波形的失真度,因此濾波器的�(shè)�(jì)原則是考慮輸出頻率,只要輸出頻率下正弦波的失真度得到滿足,則低頻輸出時(shí)由于載波比增�,正弦波失真度可自然滿��
由于電源容量很大,IGBT�(guān)斷和�(kāi)通電流都很大,主電路引線電感Lp的存�,將在IGBT功率回路中引起浪涌電�,其能量與Vpeak/2 Lp I2成比�,較高的浪涌電壓將增加功率器件的開(kāi)�(guān)損�,并危及器件的安全。因此在大功率應(yīng)用時(shí)必須采取措施減少主回路的配線電感,并用緩沖吸收電路�(lái)降低電壓尖峰�