三相交交变频电路
三相交流电压型PWM变频电源及控制方法
特点？
43-17同步调制和异步调制方式
（3）同步调制和异步调制方式：
根据载波频率与调制 波频率的关系， 调制方法又分为：
fsw / Hz
载波比k =fsw/fout
• 同步调制：载波比k为
3 的倍数, 能保证逆变器 输出波形的正、负半波
fout / Hz
对称，也能保证三相平 衡。但低速时,脉冲间隔
▪ 交流电机：
▪ 异步机: 绕线式，鼠笼式 ▪ 同步机: 它激式，自激式，永磁式
43-2变频器的分类
交流交流 (交)直交
矩阵式
相控型 电压型
硬开关 电流型
PAM 两电平
PWM 多电平
软开关
图 6.2.1 变频器的类型
三角波 PWM
空间电压矢量法 其他
重点:电压型, 两电平, PWM, 空间电压矢量法
uA
B : e j120o
F1 uB
uC
C : e j120o O
A : e j0
IM
Fg (t) 2 / 3(FA FB FC )
图 6.2.10 三 相 理 想 电 源 和 空 间 磁 动 势 表 示
2 / 3(
f Ae j0o
f e j120o B
fC e j120o )
空间位置
FA FB
uUN'
Ud
②
2
O
Ud 2
uVN'
Ud
③
2
O
Ud 2
uWN'
Ud
④
2
O
uA0 uB0 uC 0
ura (k) 与 该 周 期 内 矩 形 波 uAO (k ) 的平均值相等。
交直交变频器工作原理
交直交变频器工作原理
交直交变频器，又称为三相交流调速器，是一种将交流电转换为可调频率、可调电压的交直交电源装置。
交直交变频器的工作原理如下：
1. 输入电源：交直交变频器的输入电源为固定频率、固定电压的三相交流电源。
2. 整流器：输入的三相交流电首先经过整流器，将交流电转换为直流电。
整流器通常采用整流桥电路，由四个二极管组成，实现对输入交流电的整流。
3. 电容滤波器：直流电经过整流后波动较大，为了使输出的直流电稳定，需要通过电容滤波器进行滤波。
电容滤波器的作用是平滑输出直流电，在电容器的作用下减小直流电的脉动。
4. 逆变器：滤波后的直流电进一步经过逆变器，将直流电转换为可调频率、可调电压的交流电。
逆变器通常采用交流调压器、PWM调制器等电子元件来实现。
通过控制逆变器的输出频率
和电压，可以实现对交流电的调速功能。
5. 输出电源：逆变器输出的交流电作为变频器的输出电源，可以用于驱动交流电动机等需要可调频率、可调电压的设备。
需要注意的是，在交直交变频器的工作过程中，还需要有电流传感器、电压传感器、控制单元等组成的闭环控制系统来实现
对输出电源的精确控制和调节。
通过以上的工作原理，交直交变频器能够将输入的固定频率、固定电压的交流电源转换为可调频率、可调电压的交流电源，从而实现对电机等设备的精确调速控制。
60KVA三相交流变频电源
安耐斯交流变频电源安耐斯变频电源简介：由于在进口设备中试验和供电时，经常用到60Hz或其它频率的特殊电源，变频电源,是将市电通过功率变换电路转变为所需电压和频率的一种电源，可以模拟世界各地不同电压及频率的输出特性；给各企事业单位在设计开发、产品测试、检验等应用中提供纯净可靠的、低谐波失真、高稳定的电力输出；以及给进口设备、生产线供电等应用场合。
安耐斯变频电源技术参数：型号：ANB系列电路方式：IGBT/SPWM脉宽调制方式正弦波输出输入电压：单相220V±10% 三相380V±10%输入相数：单相两线/三相四线输入频率：50Hz/60Hz±10%输出电压：相电压：低档：0-150V，高档：0-300V(单相)线电压：低档：0-260V，高档：0-520V(三相)输出频率：范围：40.0～200.0Hz，调节步幅为0.1Hz；额定：50/60/100/200Hz稳压率：≤1%频率稳定度：定频≤0.01%，调频≤0.1%波形失真度：THD≤2%反应时间：≤2ms效率：≥94%显示方式：默认数码管显示彩色触摸屏显示（选配）型号尺寸：⑨480*482*177 ⑩560*350*600 ⑪400*660*700⑫400*780*900⑬450*830*1000⑭550*1380*1560⑮1500*850*1850⑯1400*2300*2300无锡安耐斯电源有限公司专业生产整流器、直流电源、直流稳压电源、可编程电源、变频电源、稳压电源、脉冲电源、60HZ电源、交流恒流源、115V400HZ电源、线性电源、可调电源、可调直流电源、直流可调电源、程控电源、三相安耐斯变频电源、110V60HZ电源、400HZ电源、变频电源、稳频器、稳压器、净化电源、隔离变压器、参数稳压器、线性直流电源、可控硅直流电源、中频电源、三相稳压器、电解电源、电镀电源。
交交变频
3交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。
交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。
而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
在供用电系统中，还常用于对无功功率的连续调节。
此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。
这都是十分不合理的。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。
交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。
由于控制对象的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。
4交交变频电路的最高输出频率是多少？制约输出频率提高的因素是什么？答：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越高。
当交交变频电路中采用常用的6 脉波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网频率的1/3~1/2。
当电网频率为50Hz 时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz 左右。
当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数减少，波形畸变严重，电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。
3交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？答：交交变频电路的主要特点是：只用一次变流，效率较高；可方便实现四象限工作；低频输出时的特性接近正弦波。
交交变频电路的主要不足是：接线复杂，如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36 只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输出功率因数较低；输入电流谐波含量大，频谱复杂。
三相交交变频电路设计与仿真
三相交交变频电路设计与仿真三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。
在电力系统中，电能的供给和需求常常是不匹配的，因此需要通过变频电路来实现电能的调节和控制。
本文将详细介绍三相交交变频电路的设计原理、电路结构和仿真分析。
首先，三相交交变频电路的设计原理是利用可控电子元件对三相交流电进行调节和控制，从而改变其频率和电压。
常见的可控电子元件有晶闸管、可控硅和IGBT等。
这些元件能够根据外部信号实现开关控制，从而实现对电流和电压的调节。
三相交交变频电路的电路结构主要包括整流桥、滤波电路、逆变桥和控制电路。
首先，整流桥将三相交流电转换为直流电，并经过滤波电路进行滤波处理，以去除电流中的高频脉冲成分。
接下来，逆变桥将滤波后的直流电转换为可变频率的交流电。
控制电路主要用于实现对逆变桥的开关控制。
常见的控制方法有脉宽调制（PWM）控制和电压调制控制。
脉宽调制控制通过改变逆变桥的开关时间来控制输出电压的大小。
而电压调制控制则通过改变逆变桥的开关角来控制输出电压的幅值。
为了验证三相交交变频电路的性能和稳定性，需要进行仿真分析。
在仿真过程中，可以使用软件如PSIM、Matlab/Simulink等来实现电路的建模和仿真。
首先，通过建立电路的数学模型，确定各个元件的参数和开关控制策略。
然后，仿真软件将根据模型和控制策略进行仿真计算，得到电路的输出电压、电流波形等参数。
通过分析这些仿真结果，可以评估电路的性能和优化设计。
总结起来，三相交交变频电路是一种将三相交流电转换为可变频率的交流电的电路。
它通过控制和调节电流和电压，实现对电能的调节和控制。
设计和仿真分析是验证电路性能和稳定性的重要步骤。
只有深入了解电路的原理和结构，并进行充分的仿真分析，才能设计出高性能的三相交交变频电路。
电力电子技术(第二版)第3章答案
第三章交流-交流变换器习题解答3-1. 在交流调压电路中，采用相位控制和通断控制各有什么优缺点？为什么通断控制适用于大惯性负载？答：相位控制：优点：输出电压平滑变化。
缺点：含有较严重的谐波分量通断控制：优点：电路简单，功率因数高。
缺点：输出电压或功率调节不平滑。
由于惯性大的负载没有必要对交流电路的每个周期进行频繁的控制，所以可以采用通断控制。
对时间常数比较小负载的工作产生影响。
3-2. 单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，问控制角α的有效移相范围有多大？如为三相交流调压电路，则α的有效移相范围又为多大？答：单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，控制角α的有效移相范围是30°-180°；如为三相交流调压电路，α的有效移相范围是30°-150°。
3-3. 一电阻性负载加热炉由单相交流调压电路供电，如α=0°时为输出功率最大值，试求功率为80%，50%时的控制角α。
解：α＝0时的输出电压最大，为此时负载电流最大，为因此最大输出功率为输出功率为最大输出功率的80%时，有：又由化简得αα4.0π-2=sin2由图解法解得α=60°同理，输出功率为最大输出功率的50%时，有：α=90°3-4. 单相交流调压电路，电源电压220V ，电阻负载R=9Ω,当α=30°时，求：（1）输出电压和负载电流；（2）晶闸管额定电压和额定电流；（3）输出电压波形和晶闸管电压波形。
解：(1)负载上交流电压有效值为负载电流为(2)晶闸管承受的正反向电压最大值是22U ，考虑到2-3倍的安全裕量，晶闸管的额定电压应该为()()V U U TN 933~62223~22==晶闸管流过的电流有效值为 A I I T 17414.12420===考虑到1.5~2倍的安全裕量，晶闸管的额定电流为()()()A I I T AV T 67.21~24.1657.12~5.1==3-5. 如图3-35所示为单相晶闸管交流调压电路，其中V U 2202=，.516.5mH L =，.1Ω=R ，求：（1）触发角的移相范围；（2）负载电流的最大有效值；（3）最大输出功率和功率因数。
《三相交流电路》实验报告
《三相交流电路》实验报告
一、实验目的
本实验旨在熟悉三相交流电路的基本原理、掌握三相交流电路中各个
参数的控制原理以及各参数与实际应用之间的关系，掌握三相调压调流的
基本技术，并通过实验操作，使学生理解三相交流电路的性质及其适用范围。
二、实验内容
1、实验原理：三相交流电路是指用三种不同相位的相电压和两个相
电流交错的回路，将电机的能量转换成机械能量的回路。
三相交流电路具
有负载平衡性好、较高的效率、易于控制等优点，因此大都应用于使用电
动机的电气系统。
2、实验仪器：本实验使用试验台，主要由电动机、调压、变频装置、过流保护、电流表、电压表等元件组成。
3、实验步骤：
（1）打开电源开关，供电给电动机，调整调压装置来实现电动机的
最佳工作状态；
（2）检查电动机的工作情况，确定电动机的转速，观察电动机的电
流电压是否平衡；
（3）调整变频装置，使得电动机的转速改变，观察电动机的电流电
压是否随之改变；
（4）适当调节过流保护装置，检查过流保护装置的运行状态，观察
过流保护时的运行情况。
三、实验结果
1、当调压装置调节到最佳工作状态时，电动机的电流电压是平衡的；
2、当变频装置调节时。
交交变频电路
March 30, 2023
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交交变频
第五节 电流型交－交变频电路
• 电流型－－输出交变电流 • 单相输入，三相输出 • 由两个电流型逆变器
反并联构成。 • f0 / fi < 1 / 3 时，晶闸
管可实现自然换流， 不需逼迫换流电路。
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• 要点：
– 交－交变频电路（周波变流器）旳原理及电 路。
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交交变频
第四节 三相交－交变频器
• 三相输入、三相输出－－应用普遍 • 常用零式及桥式交－交变频器比较：
元件 整流 脉波 输出 谐波 功率 个数 形式 数 电压 含量 等级 零式－－18支 半波 少 低 较高 中档 桥式－－36支 全波 多 高 较低 大
• 正、负组间留有死区，以使晶闸管可靠关断。
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交交变频
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• 输出频率 谐振频率
交交变频
• 控制措施：
在每一种电流脉冲开始之前：
– 根据所需电流方向决定触发正组或负组
– 根据所需电流大小在三个输入电压中选择， 并触发相应旳晶闸管。
– 电压选择原则：
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• 交－交变频器旳缺陷：
交交变频
– 晶闸管元件数量多，成本高，控制复杂。
– 最高输出频率受限制， f0 / fi < 1 / 3 。 – 输入侧功率因数低，当输出电压较低时，功
率因数更低。
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第二节 倍频电路
一、三倍增频器 • 电阻负载，电压过零
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三相交交变频电路
交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，这种系统使用的是三相交交变频电路。
三相交交变频电路是由三组
输出电压相位各差120°的,单相交交变
频电路组成的。
1．电路接线方式
三相交交变频电路主要有两种接线方
式，即公共交流母线进线方式和输出星形联
结方式。
(1)公共交流母线进线方式
图1 是公共交流母线进线方式的三相交交变频电路简图。
它由三组彼此独立的、输出电压相位相互错开120°的单相交交变频电路构成，它们的电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。
因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路的输出端必须隔离。
为此，交流电动机的三个绕组必须拆开，共引出六根线。
这种电路主要用于中等容量的交流调速系统。
(2)输出星形联结方式
图2 是输出星形联结方式的三相交交变频电路原理图。
其中2 a)为简图，2 b)为详图。
三组单相交交变频电路的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结，电动机中性点不和变频器中性点接在一起，电动机只引出三根线即可。
因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。
由于变频器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的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。
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。
而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。
2．输入输出特性
从电路结构和工作原理可以看出，三相交交变频电路和单相交交变频电路的输出上限频率和输出电压谐波是一致的，但输入电流和输入功率因数则有一些差别。
先来分析三相交交变频电路的输入电流。
图3 是在输出电压比=0.5，负
载功率因数的情况下，交交变频电路输出电压、单相输出时的输入电流和三相输出时的输入电流的波形举例。
对于单相输出时的情况，因为输出电流是正弦波，其正负半波电流极性相反，但反映到输入电流却是相同的。
因此，输入电流只反映输出电流半个周期的脉动，而不反映其极性。
所以如式
式
所示输入电流中含有与2倍输出频率有关的谐波分量。
对于三相输出时的情况，总的输入电流是由三个单相交交变频电路的同一相(图中为U 相)输入电流合
成而得到的，有些谐波相互抵消，谐波种类有所减少，总的谐波幅值也有所降低。
其谐波频率为
和
式中，k=1，2，3，…；l=0，1，2，…。
当变流电路采用三相桥式电路时，三相交交变频电路输入谐波电流的主要频
率为、、、、、、、、、等。
其中次谐波的幅值最大。
下面再来分析三相交交变频电路的输入功率因数。
三相交交变频电路由三组单相交交变频电路组成，每组单相变频电路都有自己的有功功率、无功功率和视在功率。
总输入功率因数应为
从上式可以看出，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，而应该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。
因此，三相交交变频电路总输入功率因数要高于单相交交变频电路。
当然，这只是相对于单相电路而言，功率因数低仍是三相交交变频电路的一个主要缺点。