第六章 电力电子设备
电力电子设备是指采用电力电子技术对电能的形式进行变换的设备.电力电子技术的任
务主要是进行电能形式的变换,其主要内容有以下几个方面:(1)AC→DC,称为整流.(2)
DC→AC,称为逆变.(3)DC1→DC2,称为斩波.(4)AC1→AC2,交流电有 3 个反映其特
征的参数,振幅、频率和相位,如果变换前后交流电的频率不变,只是电压的幅度发生变化,
叫做交流调压器,如果变换前后频率发生了变化,叫做变频.(5)电力电子开关,又称为无
点开关.电力电子设备是应用上述内容设计制造的电子设备.为满足生产需求,许多电力电
子设备包含着多种单元电路.如开关电源,首先用整流电路将市电变换成较高的直流电压,
再经逆变电路变为高频交流,经高频变压器降压后再一次进行整流,最后向负载输出低压直
流电能.电力电子的产品种类很多,用于输出直流电能的有蓄电池充电器、开关电源、各种
直流稳压和调压设备.用于交流输出的有通用和专用变频器、软起动器、不间断电源 UPS
等.各种电力电子开关产品、调功器也属于电力电子设备.
6.1 通用变频器
由电机学知识可知,交流异步电动机的转速 n 为)1(
60
s
p
f
n = (6.1)
式中 f——定子电压频率(Hz);
p——极对数;
s——转差率.
若要改变电机的转速可以通过改变 f、p、s 中的任何一个量来实现,但是改变极对数是
有级的,且不可能有较多的档数,做不到对速度的连续调节;而对转差率的调节往往伴随着
电动机机械特性的变软和最大力矩的变化.变频调速是通过变频器向电机的定子输出一个电
压,其频率可以连续地改变,从而达到调速的目的.采用变频调速的异步电动机的机械特性
如图 6-1 所示.图中 fi 为变频器输出给电机定子的电压频率,f1>f2>f3>f4>f5,从图中和式(6.1)
中都可以看出,在其它因素不变的情况下,转速随频率做线性变化,如果连续改变频率,就
会作到电机的无级调速.
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通用变频器为交-直-交结构,把来自电网的工频交流电变换成,负载所需的其它频率和
电压的交流电,主要由整流器、中间环节、逆变器和控制电路组成.如图 6-2.
n
T
f5
f4
f3
f2
f1
0
图6-1 变频调速异步电动机的机械特性

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