交流调压电路分析.pptx

1第第6 6章章 交流电力控制电路和交交变频电路交流电力控制电路和交交变频电路制作：龚淑秋制作：龚淑秋变频电路变频电路改变频率的电路改变频率的电路 交交变频交交变频 直接直接 交直交变频交直交变频 间接间接交流电力交流电力控制电路控制电路只变电压只变电压,电流电流或控制电路的或控制电路的通断通断,不变频不变频交流调压电路交流调压电路 相位控制相位控制交流调功电路交流调功电路 通断控制通断控制第第6 6章章 交流电力控制电路和交交变频电路交流电力控制电路和交交变频电路AC-ACAC-AC 6.1 6.1 交流调压电路交流调压电路交流调压电路交流调压电路 6.2 6.2 其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路 6.3 6.3 交交变频电路交交变频电路交交变频电路交交变频电路 6.4 6.4 矩阵式变频电路矩阵式变频电路矩阵式变频电路矩阵式变频电路 电路图电路图6.1 交流调压电路交流调压电路应用应用 1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)2 异步电动机软起动。异步电动机软起动。3 异步电动机调速。异步电动机调速。4 供用电系统对无功功率的连续调节。供用电系统对无功功率的连续调节。5 在高压小电流或低压大电流直流电源中，在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压。用于调节变压器一次电压。若晶闸管短接，稳态时负载电流为正若晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于弦波，相位滞后于u u1 1的角度为的角度为j j，当用，当用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后。负载电流更为滞后。a a=0=0时刻仍定为时刻仍定为u u1 1过零的时刻，过零的时刻，a a 的移相范围应为的移相范围应为j j a a 。0.6Ou1 u1uoiouVTwtOwtOwtwtOuuG1 G1uG2OOwtwt 负载阻抗角：负载阻抗角：j j =arctan(arctan(w wL /R R)VT16.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路2)2)阻感负载阻感负载 aj时阻感负载交流调压电路工作波形当阻感负载当阻感负载,a a j j 时电路时电路工作情况工作情况阻感负载单相交流调压电路阻感负载单相交流调压电路VT1VT1的导通时间超过的导通时间超过 。触发触发VT2VT2时，时，i io o尚未过零，尚未过零，VT1VT1仍导通，仍导通，VT2VT2不会导通。不会导通。i io o过零后，过零后，VT2VT2才可开通，才可开通，VT2VT2导通角小于导通角小于。衰减过程中，衰减过程中，VT1VT1导通时间导通时间渐短，渐短，VT2VT2的导通时间渐长的导通时间渐长6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路3)斩控式交流调压电路用用V3V3给负载续流给负载续流交流电源的负半周交流电源的负半周交流电源的正半周交流电源的正半周用用V4V4给负载续流给负载续流用用V V1 1进行斩波控制进行斩波控制用用V2V2进行斩波控制进行斩波控制三相交流调压电路a)星形联结b)线路控制三角形联结c)支路控制三角形联结d)中点控制三角形联结6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式wtwtVT1VT2VT3VT4VT5VT66.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路135146265uana a =60=60三相三线星接电路三相三线星接电路 任一相导通须和任一相导通须和 另一相构成回路另一相构成回路 电流通路中至少有电流通路中至少有 两个管，应采用双两个管，应采用双 脉冲或宽脉冲触发脉冲或宽脉冲触发 相电压过零点定相电压过零点定 为为a a 的起点。的起点。移相范围移相范围00 150150 VT1 VT1、VT6VT6导通导通 VT1 VT1、VT2VT2导通导通 VT4 VT4、VT3VT3导通导通 VT4 VT4、VT5VT5导通导通wtwtVT1VT2VT3VT4VT5VT6a a =120=1206.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路uan135146265 VT1 VT1、VT6VT6导通导通 VT1 VT1、VT2VT2导通导通 VT4 VT4、VT3VT3导通导通 VT4 VT4、VT5VT5导通导通3)3)单相交流调压电路的谐波分析单相交流调压电路的谐波分析电阻负载电阻负载电阻负载单相交流调压电路电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量基波和谐波电流含量6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路由于正负半波对称，由于正负半波对称，不含直流分量和偶次谐波不含直流分量和偶次谐波基波和各次谐波有效值基波和各次谐波有效值负载电流基波和各次谐波有效值负载电流基波和各次谐波有效值电流基波和各次谐波标么值随电流基波和各次谐波标么值随 a a变化的曲线变化的曲线（基准电流为（基准电流为a a =0=0时的有效值）见图时的有效值）见图 RL RL负载负载同同R R负载，也只含负载，也只含3 3、5 5、7 7次谐波。次谐波。随着次数的增加，谐波含量减少。随着次数的增加，谐波含量减少。阻感负载时的谐波电流含量少一些。阻感负载时的谐波电流含量少一些。当当a a 角相同时，随着角相同时，随着j j ，谐波含量，谐波含量 6.2.1 交流调功电路交流调功电路调功电路与交流调压电路的异同比较调功电路与交流调压电路的异同比较调压电路在每个电源调压电路在每个电源周期周期都对输出电压波形控制。都对输出电压波形控制。调功电路是将负载与交流电源接通几个周期调功电路是将负载与交流电源接通几个周期,再断开几个周期再断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节平均功率。通过通断周波数的比值来调节平均功率。电路形式电路形式完全相同，完全相同，控制方式控制方式不同不同电阻负载单相交流调压电路电阻负载单相交流调压电路控控制制周周期期为为M M倍倍电电源源周周期期，晶晶闸闸管管在在前前N N个周期导通，后个周期导通，后M MN N个周期关断。个周期关断。负载电压和负载电流（也即电源电负载电压和负载电流（也即电源电流）的重复周期为流）的重复周期为M M倍电源周期。倍电源周期。电阻负载时的工作情况电阻负载时的工作情况pM电源周期控制周期=M倍电源周期=2p4pMO导通段=M3pM2pMuou1uo,iowtU12交流调功电路典型波形(M=3、N=2)6.2 6.2 其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路优点优点 响应速度快，无触点，寿命长，可频繁通断。响应速度快，无触点，寿命长，可频繁通断。与交流调功电路的与交流调功电路的区别区别并不控制电路的平均输出功率。并不控制电路的平均输出功率。无明确的控制周期，根据需要控制通断。无明确的控制周期，根据需要控制通断。频度比交流调功电路低。频度比交流调功电路低。6.2.2 交流电力电子开关交流电力电子开关代替电路中的机械开关代替电路中的机械开关晶闸管投切电容晶闸管投切电容（Thyristor SwitchedCapacitorTSC）作用作用控制无功功率，提高功率因数，控制无功功率，提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量。稳定电网电压，改善供电质量。性能优于机械开关投切的电容器性能优于机械开关投切的电容器结构上常用三相，可三角形联结，结构上常用三相，可三角形联结，也可星形联结。也可星形联结。TSCTSC基本原理图基本原理图12ttttusiCuCVT1VT2ttuVT1uusiCuCCVT1VT2VT1TSCTSC理想投切时刻原理说明理想投切时刻原理说明6.2.2 交流电力电子开关交流电力电子开关晶闸管的投切晶闸管的投切选择投入时刻：电源电压和电容器选择投入时刻：电源电压和电容器预充电电压相等，这样电容器电压不预充电电压相等，这样电容器电压不会产生跃变，就不会产生冲击电流。会产生跃变，就不会产生冲击电流。理想情况下，希望电容器预充电电理想情况下，希望电容器预充电电压为电源电压峰值，这时电源电压的压为电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过程不但没有变化率为零，电容投入过程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化冲击电流，电流也没有阶跃变化由于二极管的作用，在电路不导通由于二极管的作用，在电路不导通时时u uC C总会维持在电源电压峰值。总会维持在电源电压峰值。成本稍低，但响应速度稍慢，投切成本稍低，但响应速度稍慢，投切电容器的最大时间滞后为一个周波。电容器的最大时间滞后为一个周波。TSCTSC电路也可采用晶闸管和二极电路也可采用晶闸管和二极管反并联的方式管反并联的方式6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor)u 把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路，属于直接变频电路属于直接变频电路。u 广泛用于大功率交流电动机调速传动系统，实际使用的主要是三相输出交交变频电路。单相交交变频电路原理图单相交交变频电路原理图和输出电压波形和输出电压波形电路构成电路构成如图如图4-184-18，由，由P P组和组和N N组反并联组反并联的晶闸管变流电路构成，和直流的晶闸管变流电路构成，和直流电动机可逆调速用的四象限变流电动机可逆调速用的四象限变流电路完全相同。电路完全相同。变流器变流器P P和和N N都是相控整流电路。都是相控整流电路。6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器1)电路构成和基本工作原理电路构成和基本工作原理工作原理工作原理P P组工作时，负载电流组工作时，负载电流i io o为为正正。N N组工作时，组工作时，i io o为为负负。两两组组变变流流器器按按一一定定的的频频率率交交替替工工作作，负载就得到该频率的交流电。负载就得到该频率的交流电。改改变变两两组组变变流流器器的的切切换换频频率率，就可改变输出频率就可改变输出频率w wo o。改改变变变变流流电电路路的的控控制制角角a a，就就可可以改变交流输出电压的幅值。以改变交流输出电压的幅值。在在半半个个周周期期内内让让P P组组工工作作 a a 角角按按正正弦弦规规律律从从9090减减到到00或或某某个个值值，再再增增加加到到9090，每每个个控控制制间间隔隔内内的的平平均均输输出出电电压压就就按按正正弦弦规规律律从从零零增至最高，再减到零。另外半个周期可对增至最高，再减到零。另外半个周期可对N N组进行同样的控制。组进行同样的控制。u uo o由由若若干干段段电电源源电电压压拼拼接接而而成成，在在u uo o的的一一个个周周期期内内，包包含含的的电电源源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。电压段数越多，其波形就越接近正弦波。6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器为使为使u uo o波形接近正弦波，可按正弦规律对波形接近正弦波，可按正弦规律对a a 角进行调制。角进行调制。当当u uo o和和i io o的相位差小于的相位差小于9090时，一周期内电网向负载提供能量时，一周期内电网向负载提供能量的平均值为正，电动状态。的平均值为正，电动状态。当二者相位差大于当二者相位差大于9090时，一周期内电网向负载提供能量的平时，一周期内电网向负载提供能量的平均值为负，电网吸收能量，发电状态。均值为负，电网吸收能量，发电状态。考虑无环流工作方式下考虑无环流工作方式下i io o过零的死区时间，一周期可分为过零的死区时间，一周期可分为6 6段。段。图4-20 单相交交变频电路输出电压和电流波形第1段 io 0，反组逆变第2段 电流过零，为无环流死区第3段 io 0，uo 0，正组整流 第4段 io 0，uo 0，正组逆变 第5段 又是无环流死区 第6段 io 0，uo 0，为反组整流 6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路l 由三组输出电压相位各差120的单相交交变频电路组成。1)1)电路接线方式电路接线方式公共交流母线进线方式公共交流母线进线方式输出星形联结方式输出星形联结方式交交变频电路主要应用于大功率交流电机交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，使用的是三相交交变频电路。调速系统，使用的是三相交交变频电路。(1)公共交流母线进线方式公共交流母线进线方式公共交流母线进线三相交交公共交流母线进线三相交交变频电路（简图）变频电路（简图）由三组彼此独立的、输出电由三组彼此独立的、输出电压相位相互错开压相位相互错开120120的单的单相交交变频电路构成。相交交变频电路构成。电源进线通过进线电抗器接电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。在公共的交流母线上。因为电源进线端公用，所以因为电源进线端公用，所以三组的输出端必须隔离。为三组的输出端必须隔离。为此，交流电动机的三个绕组此，交流电动机的三个绕组必须拆开。必须拆开。主要用于中等。容量的交流主要用于中等。容量的交流调速系统。调速系统。6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路(2)输出星形联结方式三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可 图4-25 输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图 b）详图三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结。星形联结。电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可。出三根线即可。6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路图4-25 输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图 b）详图因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔离，因此因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔离，因此分别用三个变压器供电。分别用三个变压器供电。由于输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变由于输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路效率较高（一次变流）效率较高（一次变流）可方便地实现四象限工作可方便地实现四象限工作低频输出波形接近正弦波低频输出波形接近正弦波6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路交交变频电路的交交变频电路的缺点缺点：接线复杂，三相桥的三相交交变频器至少用接线复杂，三相桥的三相交交变频器至少用3636只管只管受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低输入功率因数较低。输入功率因数较低。输入电流谐波含量大，频谱复杂输入电流谐波含量大，频谱复杂交交变频和交直交变频的比较交交变频和交直交变频的比较交交变频电路的交交变频电路的优点优点：主要用于主要用于500kW500kW或或1000kW1000kW以上的大功率、低转速的以上的大功率、低转速的交流调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、交流调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。应用应用矩阵式变频器6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器简介：简介：近年出现的新颖的变频电路近年出现的新颖的变频电路是直接变频电路是直接变频电路,开关为全控型开关为全控型控制方式是斩波控制。控制方式是斩波控制。拓扑结构：拓扑结构：三相输入电压为三相输入电压为ua、ub和和uc 三相输出电压为三相输出电压为uu、uv和和uw6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器优点优点输出电压为正弦波。输出频率不受电网频率的限制。输入电流也可控制为正弦波且和电压同相。功率因数为1，也可控制为需要的功率因数。能量可双向流动，适用于交流电动机的四象限运行。不通过中间直流环节而直接实现变频，效率较高。VT1控制规律控制规律原理原理 波形波形600波形波形 负载电流负载电流 本章小结本章小结本章的要点如下本章的要点如下：(1)交流交流交流变流电路的分类及其基本概念；交流变流电路的分类及其基本概念；(2)单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载 时的工作原理和电路特性；时的工作原理和电路特性；(3)三相交流调压电路的基本构成和基本工作原理；三相交流调压电路的基本构成和基本工作原理；(4)交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念；交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念；(5)晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理和晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理和 输入输出特性；输入输出特性；(6)各种交流各种交流交流变流电路的主要应用；交流变流电路的主要应用；(7)矩阵式交交变频电路的基本概念。矩阵式交交变频电路的基本概念。矩阵式变频器6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器9个开关器件组成33矩阵，因此该电路被称为矩阵式变频电路(Matrix Converter MC)或矩阵变换器。图中每个开关都是矩阵中的一个元素，采用双向可控开关，图给出了应用较多的一种开关单元。单相输入单相输入对单相交流电压us进行斩波控制，即进行PWM控制时，输出电压uo为a)b)c)UmU1mU23Um12 6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器式中，式中，T Tc c开关周期；开关周期；s s 占空比。占空比。矩阵式变频电路的基本工作原理a)b)c)UmU1mU23Um12 利用三相相电压利用三相相电压把输入改为三相，就可利用图6-29b所示的三相相电压包络线中所有的阴影部分。6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器不同的开关周期中采用不同的s，可得到与us频率和波形都不同的uo。由于单相交流us波形为正弦波，可利用的输入电压部分只有如图4-29a所示的单相电压阴影部分，因此uo将受到很大的局限，无法得到所需输出波形。a)b)c)UmU1mU23Um12 利用三相线电压利用三相线电压用图4-28a中第一行和第二行的6个开关共同作用来构造输出线电压uuv。6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器理论上所构造的uu的频率可不受限制。但如uu必须为正弦波，则其最大幅值仅为输入相电压ua幅值的0.5倍。a)b)c)UmU1mU23Um12 构造输出电压时可利用的输入电压部分a)单相输入 b)三相输入构造输出相电压 c)三相输出构造输出线电压6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器可利用图4-29c中6个线电压包络线中所有的阴影部分。当uuv必须为正弦波时，最大幅值就可达到输入线电压幅值的0.866倍。正弦波输出条件下矩阵式变频电路理论上最大的输出输入电压比。矩阵式变频器6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器以相电压输出方式为例分析矩阵式交交变频电路的控制利用对开关S11、S12和S13的控制构造输出电压uu。为防止输入电源短路，任何时刻只能有一个开关接通。负载一般是阻感负载，负载电流具有电流源性质，为使负载不开路，任一时刻必须有一个开关接通矩阵式变频器6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器u相输出电压uu和各相输入电压的关系为 (6-25)式中s11、s12和s13一个开关周期内开关S11、S12、S13的导通占空比 (6-26)矩阵式变频器6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器用同样的方法控图中第2，3行的各开关，得到类似于 (6-25)的表达式。合写成矩阵的形式 （627）可缩写为可缩写为 uo=s ui （628）式中式中 U Uimim、I Iomom 为为输输入入电电压压和和输输出出电流的幅值；电流的幅值；w wi、w wo 为为输输入入电电压压和和输输出出电电流的角频率；流的角频率；j jo 为相应于输为相应于输出频率的负载出频率的负载阻抗角。阻抗角。6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器对实际系统来说，输入电压和所需输出电流是已知的。设为对实际系统来说，输入电压和所需输出电流是已知的。设为 式中 Uom、Iim为输出电压和输入电流的幅值；ji为输入电流滞后于电压的相位角。6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器变频电路希望的输出电压和输入电流分别为如如能能求求得得满满 足足 式式(6-35)(6-35)和和式式(6-36)(6-36)的的s s，就就可可得得到到希希望望的的输输出出电电压压和和输输入电流。入电流。6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器当期望的输入功率因数为1时，ji=0。把式(6-31)式(6-34)代入式(4-27)和式(4-29)，可得所用的器件为所用的器件为1818个，电路结构复杂，成本高，控制方法还不算成熟。个，电路结构复杂，成本高，控制方法还不算成熟。O/IO/I最大电压比只有最大电压比只有0.8660.866，用于交流电机调速时输出电压偏低，用于交流电机调速时输出电压偏低 。现状现状 尚未进入实用化，主要原因：尚未进入实用化，主要原因：如何求取理想的调制矩阵如何求取理想的调制矩阵s s 。开关切换时如何实现既无交叠又无死区。开关切换时如何实现既无交叠又无死区。6.4 矩阵式变频器矩阵式变频器要使矩阵式变频电路能够很好地工作，需解决的两个基本问题：要使矩阵式变频电路能够很好地工作，需解决的两个基本问题：十分突出的优点：十分突出的优点：在在器器件件制制造造技技术术飞飞速速进进步步和和计计算算机机技技术术日日新新月月异异的的今今天天，矩矩阵阵式式变变频电路将有很好的发展前景。频电路将有很好的发展前景。有十分理想的电气性能。有十分理想的电气性能。和和目目前前广广泛泛应应用用的的交交直直交交变变频频电电路路相相比比，虽虽多多用用了了6 6个个开开关关器器件件，却却省省去去了了直直流流侧侧大大电电容容，将将使使体体积积减减小小，且且容容易易实实现现集集成化和功率模块化。成化和功率模块化。余弦交点法原理余弦交点法基本公式 余弦交点法图解线电压uab、uac、ubc、uba、uca和ucb依次用u1 u6表示。相邻两个线电压的交点对应于a=06.3.1 单相交交变频器单相交交变频器 余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器u1u6所对应的同步信号分别用us1us6表示us1us6比相应的u1u6超前30，us1us6的最大值和相应线电压a=0的时刻对应。以a=0为 零 时 刻，则us1us6为余弦信号。希望输出电压为uo，则各晶闸管触发时刻由相应的同步电压us1us6的下降段和uo的交点来决定。介绍最基本的、广泛使用的余弦交点法。设Ud0为a=0时整流电路的理想空载电压，则有 每次控制时a角不同，表示每次控制间隔内uo的平均值。余弦交点法原理余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器3)3)输出正弦波电压的调制方法输出正弦波电压的调制方法余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器设期望的正弦波输出电压为比较式(6-15)和(6-16)，应使 g g 称为输出电压比：图4-25 输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图 b）详图和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证同时导通。发脉冲保证同时导通。两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时导通。以保证同时导通。6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路输入电流输入电流总输入电流由三个总输入电流由三个单相的同一相输入电单相的同一相输入电流合成而得到。流合成而得到。有些谐波相互抵消，有些谐波相互抵消，谐波种类有所减少，谐波种类有所减少，总的谐波幅值也有所总的谐波幅值也有所降低。降低。200t/ms输出电压单相输出时 U相输入电流三相输出时 U相输入电流200t/ms200t/ms交交变频电路的输入电流波形交交变频电路的输入电流波形6.3.2 6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路2)2)输入输出特性输入输出特性输出上限频率和输出电输出上限频率和输出电压谐波和单相交交变频压谐波和单相交交变频电路是一致的。电路是一致的。200t/ms输出电压单相输出时 U相输入电流三相输出时 U相输入电流200t/ms200t/ms 交交变频电路的输入电流波形交交变频电路的输入电流波形采用三相桥式电路时，输入谐波电流的主要频率为fi6fo、5fi、5fi6fo、7fi、7fi6fo、11fi、11fi6fo fi12fo等。其中5fi次谐波的幅值最大。输入功率因数输入功率因数三相电路总的有功功率为各相有功功率之和三相电路总的有功功率为各相有功功率之和但视在功率却不能简单相加，而应由总输入电流有效值和输但视在功率却不能简单相加，而应由总输入电流有效值和输入电压有效值来计算，比三相各自的视在功率之和要小入电压有效值来计算，比三相各自的视在功率之和要小三相总输入功率因数要高于单相交交变频电路三相总输入功率因数要高于单相交交变频电路6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路基本思路基本思路各相输出的是相电压，而加在负载上的是线电压。各相输出的是相电压，而加在负载上的是线电压。在各相电压中叠加同样的直流分量或在各相电压中叠加同样的直流分量或3 3倍于输出频率倍于输出频率的谐波分量，它们都不会在线电压中反映出来，因的谐波分量，它们都不会在线电压中反映出来，因而也加不到负载上。利用这一特性可以使输入功率而也加不到负载上。利用这一特性可以使输入功率因数得到改善并提高输出电压。因数得到改善并提高输出电压。直流偏置直流偏置负载电动机低速运行时，变频器输出电压很低，各负载电动机低速运行时，变频器输出电压很低，各组桥式电路的组桥式电路的a a角都在角都在9090附近，因此输入功率因数附近，因此输入功率因数很低。很低。给各相输出电压叠加上同样的直流分量，控制角给各相输出电压叠加上同样的直流分量，控制角a a 将减小，但变频器输出线电压并不改变。将减小，但变频器输出线电压并不改变。3)改善输入功率因数和提高输出电压改善输入功率因数和提高输出电压6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路