PAGE《變頻器原理及應用（第3版）》電子教案PAGE第2頁共4頁中等職業教育課程改革國家規劃新教材《電子技術基礎》電子教案 PAGE1章節課題第4章交-交變頻技術課時2教學目的1.掌握單相交-交變頻器的原理。2.了解三相輸出交-交變頻電路。重點難點重點：單相交-交變頻器的原理難點：單相交-交變頻器的原理教學方法聯系實際，讓學生學習掌握交-交變頻技術原理。盡可能達到好的教學效果。教具作業習題4-1；習題4-2；習題4-5課后小結交-交變頻就是把電網頻率的交流電變換成可調頻率的交流電，此類變頻器能量轉換效率較高，多應用于大功率的三相異步電動機和同步電動機的低速變頻調速。但由于交-交變頻輸出頻率低（一般為電網頻率的1/3～1/2）和功率因數低，使其應用受到限制。教學內容4.1單相輸出交-交變頻電路4.2三相輸出交-交變頻電路4.3矩形波交-交變頻知識目標：1.掌握單相輸出交-交變頻電路的原理。2.了解三相輸出交-交變頻電路的主要連接方式。3.了解矩形波交-交變頻的原理。技能目標：熟悉交-交變頻的應用。教學內容4.1單相輸出交-交變頻電路4.1.1電路組成及基本工作原理單相交-交變頻器的原理框圖如圖4-1所示。電路由P（正）組和N（負）組反并聯的晶閘管變流電路構成，兩組變流電路接在同一交流電源，Z為負載。兩組變流器都是相控電路，P組工作時，負載電流自上而下，設為正向；N組工作時，負載電流自下而上，為負向。讓兩組變流器按一定的頻率交替工作，負載就得到該頻率的交流電，如圖4-2所示。4.1.2感阻性負載時的相控調制如果把交-交變頻電路理想化，忽略變流電路換相時輸出電壓的脈動分量，就可以把電路等效為圖4-4a所示的正弦波交流電源和二極管的串聯。其中交流電源表示變流電路可輸出交流正弦電壓，二極管體現了變流電路只允許電流單方向流過。假設負載阻抗角為φ，即輸出電流滯后輸出電壓φ角。另外，兩組變流電路在工作時采取無環流工作方式，即一組變流電路工作時，封鎖另一組變流電路的觸發脈沖。教學內容圖4-4b給出了一個周期內負載電壓、電流波形及正負兩組變流電路的電壓、電流波形。4.1.3輸入輸出特性1．輸出上限頻率輸出上限頻率不高于電網頻率的1/3～1/2。電網為50Hz時，交-交變頻電路的輸出上限頻率約為20Hz。2.輸入功率因數交-交變頻電路采用的是相位控制方式，因此其輸入電流的相位總是滯后于輸入電壓，需要電網提供無功功率。從圖4-3可以看出，在輸出電壓的一個周期內，α角是以90°為中心而前后變化的。輸出電壓比越小，半周期內α的平均值越靠近90°，位移因數越低。另外，負載的功率因數越低，輸入功率因數也越低。而且不論負載功率因數是滯后還是超前的，輸入的無功電流總是滯后的。交-交變頻器的特點為：1)因為是直接變換，沒有中間環節，所以比一般的變頻器效率要高。2)由于其交流輸出電壓是直接由交流輸入電壓波的某些部分包絡所構成，因而其輸出頻率比輸入交流電源的頻率低得多，輸出波形較好。3)由于變頻器按電網電壓過零自然換相，故可采用普通晶閘管。4)因受電網頻率限制，通常輸出電壓的頻率較低，為電網頻率的三分之一左右。5)功率因數較低，特別是在低速運行時更低，需要適當補償。鑒于以上特點，交-交變頻器特別適合于大容量的低速傳動，在軋鋼、水泥、牽引等方面應用廣泛。教學內容4.2三相輸出交-交變頻電路三相輸出交-交變頻電路主要應用于大功率交流電機調速系統，三相輸出交-交變頻電路是由三組輸出電壓相位各差120°的單相交-交變頻電路組成的，所以其控制原理與單相交-交變頻電路相同。4.2.1公共交流母線進線方式圖4-6是公共交流母線進線方式的三相交-交變頻電路簡圖。4.2.1公共交流母線進線方式圖4-6是公共交流母線進線方式的三相交-交變頻電路簡圖。它由三組彼此獨立的、輸出電壓相位相互錯開120°的單相交-交變頻電路構成，它們的電源進線接在公共的交流母線上。4.2.2輸出星形聯結方式圖4-7是輸出星形聯結方式的三相交-交變頻電路原理圖。三組單相交-交變頻電路的輸出端是星形聯結，電動機的三