交-交变频电路电感性负载时的相控调制

发表于 讨论求助 2019-05-13 13:59:46

可编程控制器

    -交变频电路的负载可以是电阻性、电感性、电容性负载或电动机负载,下面以电感性负载为例来说明电路的整流工作状态与逆变工作状态,异步电动机负载属于电感性负载,因此下面的分析完全适用于异步电动机负载。

    如果把交-交变频电路理想化,忽略变流电路换相时输出电压的脉动分量,就可以把电路等效为图5-3(a)所示的正弦波交流电源和二极管的串联。其中交流电源表示变流电路可输出交流正弦电压,二极管体现了变流电路只允许电流单方向流过。

    假设负载阻抗角为φ,即输出电流滞后输出电压φ角。另外,两组变流电路在工作时采取无环流工作方式,即一组变流电路工作时,封锁另一组变流电路的触发脉冲。

    5-3(b)给出了一个周期内负载电压、电流波形及正负两组变流电路的电压、电流波形。由于变流电路的单向导电性,在t1~t3期间的负载电流正半周,只能是正组变流电路工作,负组电路被封锁。其中在t1~t2阶段,输出电压和电流均为正,故正组变流电路工作在整流状态,输出功率为正。在t2~t3阶段,输出电压已反向,但输出电流仍为正,正组变流电路工作在逆变状态,输出功率为负。

    5-3    理想化交-交变频电路的整流与逆变状态

    (a)理想化交-交变频电路;(b)整流与逆变状态波形

    t3~t5阶段,负载电流负半周,负组变流电路工作,正组电路被封锁。其中在t3~t4阶段,输出电压和电流均为负,负组变流电路工作在整流状态,输出功率为正。在t4~t5阶段,输出电流为负而电压为正,负组变流电路工作在逆变状态,输出功率为负。

    由此可见,在感性负载情况下,在一个输出电压周期内交-交变频电路有4种工作状态。哪组变流电路工作是由输出电流的方向决定的,与输出电压极性无关。变流电路工作在整流状态还是逆变状态,则是根据输出电压方向与电流方向是否相同来确定的。

    5-4所示是单相输出交-交变频电路输出电压和电流的波形图。如果考虑到无环流工作方式下负载电流过零的死区时间,一周期的波形可分为6段。第1io<0uo>0,为负组逆变。第2段电流过零,为无环流死区。第3io>0uo>0,为正组整流。第4io>0uo<0,为正组逆变。第5段又是无环流死区。第6io<0uo<0,为负组整流。

    在输出电压和电流的相位差小于90°时,一周期内电网向负载提供能量的平均值为正,电动机工作在电动状态;当两者相位差大于90°时,一周期内电网向负载提供能量的平均值为负,即电网吸收能量,电动机工作在发电状态。

    5-4    单相交-交变频电路输出电压和电流的波形

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