电压型逆变器变频电源的实用设计问题

前言 近年来采用晶闸管研制成的电压型变频器,已逐渐扩大在工业上应用。其输出电压和频率是可调的、精度高,可用来控制多台电动机,如配上同步电动机,可用于纤维工业和其它要求高的精确调速设备。由于它具有这些优点,得到迅速推广。但它还是一项尚在发展中的技术。本文系通过装置的研制所取得的经验。 变频器的组成及主回路 图1是电压型变频器的典型系统方框图。由动力系统输入的交流电源经整流后变成直流电压,中间经过平波电抗器和电容器变成平滑的直流电压,再由逆变器变成方形波的交流电压,其频率和幅值是可调的。逆变器的换流回路现在大多采用强迫换流型,故本文以讨论这种电路为主。三相强迫换流型逆变器是由6个主硅、6个付硅和6个续流管组成。适当设计     

变频器的基本动作原理及特点(上)

异步电动机用变频器传动时的框图如图1所示。整流器将交流电变为直流电,平波回路将直流电平滑,逆变器将直流电逆变为频率可调的交流电。电动机的调速传动所给出的操作量有:电压、电流、频率。表1逆变器的种类表1将实用化的变频器按主电路方式、控制方式等分类。各种方式的组合是为了充分发挥其控制特性、适用电动机、容量范围、经济性等特点而设计制造的。作为变频器,通常采用三相逆变器。但这里为了简化电路,采用单相逆变器来说明电压型、电流型、电压控制、电流控制等逆变器的基本工作原理。一、电压型与电流型作为主电路方式有:电压型变…     

国内外动态

高精度交流感应伺服系统的磁场定向控制交流感应伺服系统的磁场控制将普通的变频交流感应驱动功能转变成高效率的精密伺服功能。新型INDac功能模块以一单独的可装印刷电路板模块方式提供这种控制。该模块能提高电机的效率,并获得传统驱动系统不可企及的转矩——转速控制范围。它的输入是转矩指令和磁场指令,这就象一台直流他励电动机一样;它的输出是三个模拟信号,向三相交流感应电动机的PWM电流回路发出指令。模块的输入端允许电动机各种参数进入。一个典型的工业用交流驱动系统由整流器向逆变器提供一个合适的直流电压,以功率元件和续流     

一种十开关低漏电流三相逆变器的研究

为了解决非隔离光伏发电系统的共模漏电流问题,本文提出一种十开关非隔离逆变器拓扑(H10拓扑)。该拓扑在传统三相桥式逆变器的基础上增加了正直流母线隔离开关和负直流母线隔离开关,来实现逆变器交流侧与直流侧的隔离,从而增加漏电流流通回路阻抗。并且在逆变器直流侧引入3个钳位电容,使输入电压分为0、1/3、2/3和1四个电位点,并在1/3和2/3电位点加入两个钳位开关,使逆变器共模电压可钳位于直流输入电压的1/3或2/3,从而减少共模电压的脉动,降低系统漏电流。并且利用共模电压和开关状态构造此逆变器的逻辑控制信号。设计了一台三相600W原理样机,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

高压直流供电系统推广应用所涉及的关键技术

正高压直流供电系统推广应用所涉及的关键技术包括:(1)电能变换与控制直流配电系统中变换器的数量和种类较多,负荷、储能装置均通过这些变换器连接到直流母线上。主要包括整流、逆变与斩波设备。(2)IT设备供电兼容性IDC中的IT电子设备是否可支持直流供电由其电源输入侧结构决定,机内电源输入侧一般为二极管不控整流桥。交流电经过不控整流桥变换为直流,再经过DC/DC环节降至低压直流后供给数字电路。(3)拓扑结构交流系统一般由整流器、逆变器和静态开关等组成。市电经过降压、整流后供给逆变器,同时为备用蓄电池充电,逆变器再将直流电重新逆变为交流电并通过     

变频器的基本动作原理及特点（上）

异步电动机用变频器传动时的框图如图l所示。整流器将交流电变为直流电，平波回路将直流电平滑，逆变器将直流电逆变为频率可调的交流电。电动机的调速传动所给出的操作量有：电压、电流、频率。     

无整流子电动机

众所周知,无整流子电动机如图所示,是由同步电动机1、可控硅组成的半导体逆变器2、转子位置检测器3以及脉冲分配器4所组成。逆变器2是通过平波电抗器5连接到整流器6(由可控硅组成的全控整流桥)的直流输出端,以取得平稳的直流电输入,并把直流变换成交流供给电动机。在这种情况下,逆变器的换流可以用电动机本身的反电势来进行,(即采用反电势自然换流)。但     

直流系统接地对保护控制及开关量输入回路的影响分析

通过举例对直流系统接地造成直流控制回路及保护装置开关量输入回路误动作的原因进行分析,探讨直流系统接地引起直流控制回路和开关量输入回路误动作的特点,提出了消除直流接地造成直流控制回路和保护装置开关量输入回路误动的方法。     

一种适用于三电平逆变器的开关电源设计

介绍了一种适用于三电平逆变器的开关电源。该电源在启动时采用电网供电,在逆变器直流侧电压达到额定值时,从逆变器直流侧储能电容下电容上取电。由于开关电源直接从直流侧储能电容下电容上取电,因而,开关电源的最大输入电压仅为三电平逆变器直流侧额定电压的1/2,并且在逆变器主系统突然掉电后,开关电源仍能工作一段时间,这保证了掉电后保护动作依然能可靠执行,提高了逆变器主系统的安全性。同时,设计了储能电容放电回路,使得系统正常工作时,放电回路无损耗,当逆变器直流侧掉电后,给储能电容提供放电回路。开关电源主电路基于单端反激式变换原理,工作在电流断续模式(DCM)。实验结果证明,开关电源符合设计要求。目前,该开关电源已成功应用在一台三电平逆变器样机上。     

新型解耦控制交流变频调速系统

本系统的主回路采用由晶闸管组成的交-直-交串联二极管式电流源型逆变器,控制回路采用新型解耦控制频率环控制系统,该系统利用Rosenbrock的多变量现代频域理论指导控制系统的设计,加入预补偿器结构,使原先多变量系统的传递函数阵变为对角优势矩阵,将由电流源逆变器供电的交流感应电动机(CSIM) 这一双输入双输出以及回路间严重交耦的多变量系统转化为二个单变量系统。控制     

浅析低压三相异步电动机跳闸后的处理

当电动机运行中跳闸后，应对电动机、电源及控制回路部分进行全面细致的检查。经检查设备全部正常后，方可试开，以免故障扩大，造成不必要的损失。下面以空气预热器油泵电动机为例，说明处理过程，图1为空气预热器油泵电动机的接线图，图2为空气预热器油泵电动机的控制回路图。     

国内外动态

高功率微型直流驱动控制器美国佛罗里达州微电动机电子公司研制的MVP2 0 0 1单轴控制器,具有功率大及多方面适用性的以下特点:( 1 )能用于无刷或有刷直流电动机的可靠定位、速度及转矩的控制;( 2 )数据贮存于闪存板上,可组建并执行独立操作的运行程序;( 3)可扩展的输入/输出(I/     

新型无刷直流电动机专用谐振极逆变器研究

无刷直流电动机通常采用硬开关逆变器驱动.硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了无刷直流电动机驱动系统功率密度和性能的进一步提升.针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电动机驱动系统专用的谐振极软开关电压源逆变器.通过在传统硬开关逆变器三个输出端和直流母线之间添加辅助谐振单元,实现了逆变桥主开关器件的PWM软开关动作.谐振控制开关零电流开关条件开通,零电压开关条件关断.对提出的新型谐振极逆变器进行了数学分析和仿真研究;仿真结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性.     

永磁式无刷直流电动机稳态特性分析及其优化

由 PWM 电压型逆变器供电的无刷直流电动机的组成;永磁式同步电动机的基本方程;PWM 电压型逆变器输出电压公式;无刷直流电动机的电流和转矩;电动机的机械特性和效率特性;用单片机实现的无刷直流电动机特性的优化控制。     

基于Buck-Boost变换器驱动的无刷直流电动机控制系统

提出在无刷直流电动机的驱动三相逆变桥的输入端加前级降压-升压(Buck-Boost)变换器,采用转速和直流母线电流的多环反馈控制方法实现电机的控制。该方法减少了开关损耗,逆变器尺寸和成本。通过MATLAB/Simulink仿真验证了该方法的有效性和可行性。     

立轴电动机的无阻尼非线性传动控制仿真研究

立轴电动机的无阻尼非线性电力传动控制系统是整个立轴电动机电气控制的核心,是保证立轴电动机稳定运行的关键。传统方法采用基于PID神经元自适应控制的无阻尼非线性电力传动控制系统,出现控制误差。为了提高立轴电动机的最大功率跟踪控制能力,减少因转动惯量耦合出现的输出误差,提出一种基于改进PID无差拍控制的立轴电动机电力传动控制模型,设计立轴电动机无阻尼非线性电力传动系统结构,分析立轴电动机的电磁力、电压及电流的关系,同时设计无阻尼非线性传动控制目标约束函数,使用转速控制逆变器对无阻尼非线性电力传动控制模型进行输出功率自适应调整,得到立轴电动机无阻尼非线性电力传动转子刷新时刻的无差拍控制输出。仿真结果表明,该方法进行立轴电动机的功率控制,控制误差为0.032%,而传统方法的误差达到2.45%,展示了较好的控制准确度,自进行电压控制过程中,控制系统能够在2 s内迅速跟踪到输入信号,同时不会出现控制误差,性能优于传统模型。     

一种双直流输入多电平双Buck逆变器

提出一种包含两个直流输入端口的多电平双Buck逆变器。通过在传统双Buck逆变器中引入双直流输入三电平开关单元,构建低压直流输入源与逆变器交流输出侧的直接功率通路,使得低压直流输入源的部分功率无需经过逆变器前级升压电路处理,有效减小了逆变器前级升压电路的功率应力和损耗。同时,逆变器利用两个直流输入在交流电压周期内实现五电平输出,有效减小了逆变器自身开关管的电压应力和开关损耗。此外,逆变器保留了传统双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点。详细分析逆变器的工作原理和特性,并给出一种适应宽直流电压范围的载波自适应调制策略。实验结果证明了所提出双直流输入多电平双Buck逆变器及其控制策略的正确性和有效性。     

稀土永磁方波无刷直流电动机的运行和控制特性研究

稀土永磁方波无刷直流电动机是机电一体化的产物。方波电动机控电力电子逆变器的输出特点设计，因而方波无刷直流电动机比由普通同步电动机构成的无刷直流电动机将有更多的优点。本文在与普通无刷直流电动机性能比较的基础上，从运行和转矩控制的角度对稀土永磁方波无刷直流电动机进行分析和研究。并实验验证了分析结果。     

直流电动机传动损耗最小的控制

根据电机传动的基本理论推导出电动机损耗最小时，其电枢电压、电枢电流与励磁电流协调控制的规律，并提出采用最小损耗开环控制器的控制方法。以Z2－52型7．5kW直流电动机传动为例，通过理论计算和实测数据阐明这种控制方式的节电效果。     

谐振直流环节逆变器和负载自适应换流控制

为实现一种结构简单、高效、低电压应力的软开关逆变器,该文提出一种新型谐振直流环节三相逆变器和负载自适应换流控制。其换流回路避免了2个大的分裂电解质电容,并且无耦合电感,可简化电路的分析与计算。通过换流开关控制换流电路,使逆变器的主开关管能完成零电压零电流开通和准零电压关断,换流开关能完成准零电流开通和准零电压关断。另外,与定时间控制相比,负载自适应控制可动态调节每个开关周期内换流开关管的开关时间,可以提高效率和直流母线电压利用率。逆变器主开关管和换流开关管具有相同且固定的开关频率,主开关管和换流开关管电压应力均等于逆变器的输入直流电压。对逆变器的负载自适应控制、软开关谐振过程进行研究,分析逆变器谐振参数的设计方法,设计10kW实验样机并完成实验验证。