飛機變速恒頻交流發(fā)電系統(tǒng)課堂PPT

1、.14.3 飛機變速恒頻交流電源系統(tǒng).24.3.1 變速恒頻電源 變速恒頻電源（簡稱vscf電源）是一類以大功率電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型飛機電源。變速恒頻電源和恒速恒頻電源一樣，也是產(chǎn)生400hz，115200v三相四線制交流電。圖4.3.1是vscf電源的構(gòu)成框圖，它由發(fā)電機、電子變換器和控制器三部分組成。變頻交流發(fā)電機電子變換器控制器vfacvncfac.34.3.1 變速恒頻電源 變速恒頻電源用變換器有二種類型，一類是交交型，一類是交直交型，相應(yīng)地，變速恒頻電源也分為交交型和交直交型兩類。交交型變換器是晶閘管變頻器，又稱循環(huán)變換器或周波變換器，它將發(fā)電機發(fā)出的多相高頻交流電直接變換成400h

2、z交流輸出。交直交型變換器先將發(fā)電機發(fā)出的變頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再逆變?yōu)榻涣麟?，其中逆變器一般有梯波合成和開關(guān)點預置正弦脈寬調(diào)制二種方案。發(fā)電機變換器控制器實現(xiàn)對發(fā)電機和變換器的控制、保護和自檢測（包括使用在線自檢和地面維護自檢）?？刂破鞯臋z測保護功能一般用微處理器實現(xiàn)。.44.3.1 變速恒頻電源 變速恒頻電源它的優(yōu)點： 1.電能質(zhì)量高，輸出電壓頻率穩(wěn)定。電子變換器沒有頻率瞬變現(xiàn)象； 2.能量轉(zhuǎn)換效率高，效率可高于80； 3.旋轉(zhuǎn)部件少，可靠性高； 4.電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，除發(fā)電機必須裝在發(fā)動機附件機匣外，其它部件安裝位置可靈活多樣。 5.易實現(xiàn)無刷起動發(fā)電； 6.生產(chǎn)和使用維護方便，有利于

3、減少飛機全壽命周期費用。 .54.3.1 變速恒頻電源 變速恒頻電源缺點： 1.電子器件允許工作結(jié)溫低，電子變換器的允許工作環(huán)境溫度沒有恒速傳動裝置高； 2.電子變換器承受短路和過載的能力較低 我國也成功地研制了脈寬調(diào)制型交直交變速恒頻電源系統(tǒng)，并已裝機使用。 .6表4.3.1 vscf電源的應(yīng)用舉例.74.3.2 交交型變速恒頻電源交交型變速恒頻電源 交交型變速恒頻電源系統(tǒng)由多相高頻發(fā)電機、晶閘管交交變頻器和控制器等裝置組成。 1、多相高頻發(fā)電機 為了保證循環(huán)變換器輸出的400hz交流電諧波含量滿足指標要求，發(fā)電機的相數(shù)和頻率要滿足一定的條件。 在輸出電壓波形相同的前提下，發(fā)電機的相數(shù)越多，

4、則電機的最低工作頻率，也就是變頻器輸入電源的頻率可以降低。 發(fā)電機的工作頻率取決于工作轉(zhuǎn)速和極對數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，電機的最高工作轉(zhuǎn)速大約為 30000rmin左右。交交型變速恒頻電源系統(tǒng)的發(fā)電機為多相發(fā)電機，一般采用6相或9相。 .81、多相高頻發(fā)電機 電機若采用6相，其最低工作頻率不低于1140hz，為減小電機的鐵損耗和銅損耗，電機的鐵芯疊片較薄，電樞繞組宜采用多股線。發(fā)電機的磁極上裝有阻尼繞組，以減小換相電抗。 由于交交變頻器的功率因數(shù)較低，發(fā)電機的容量比系統(tǒng)的容量大，如 40kva系統(tǒng)，電機的容量要達到55kva。 發(fā)電機可以是電磁式，也可以是永磁式 .92、循環(huán)變換器 圖4.3.2

5、為采用6相發(fā)電機時的循環(huán)變換器一相主電路，變換器由四組三相半波整流電路、相間變壓器和濾波器等環(huán)節(jié)組成。六相發(fā)電機的循環(huán)變換器主電路和電機繞組電壓矢量圖 .102、循環(huán)變換器 兩正組和兩負組間由相間變壓器ipt1和ipt2隔開。輸出濾波器由電機電樞繞組電感、相間變壓器的漏感和電容器組成。 由于采用零式可控整流電路，三套相同的上述電路接于同一發(fā)電機時，變換器輸出有公共點，因而三個相同的電路可以構(gòu)成三相四線制輸出。 6相系統(tǒng)主電路中有36只晶閘管，6個相間變壓器和3組濾波電容。若電機為9相發(fā)電機，則三相輸出需54只晶閘管。 晶閘管v1、v2、v3構(gòu)成正一組p1，v7、v8、v9構(gòu)成負一組n1，這二組

6、形成一個反并聯(lián)電路，同樣，v4、v5、v6和v10、v11、v12構(gòu)成的正二組和負二組也接成反并聯(lián).11三相半波可控整流電路.122、循環(huán)變換器 反并聯(lián)電路有兩種工作方式：無環(huán)流和有環(huán)流。無環(huán)流工作時:只觸發(fā)通過負載電流的那組晶閘管，正向電流時觸發(fā)正組、反向電流時觸發(fā)負組，任何時刻僅一組晶閘管工作。無環(huán)流工作不能保證電流在任何情況下連續(xù)，且電流斷續(xù)時，輸出電壓與控制電壓不再為線性關(guān)系，控制困難，輸出電壓畸變大，因此交交型變速恒頻電源一般不用這種工作方式。 有環(huán)流工作時:正負組同時加觸發(fā)信號，為使兩組輸出電壓（平均）相等，應(yīng)有 n +p=1800 （4.3.1）式中n為正組移相角，p為負組移相角

7、。.13控制電壓與輸出電壓關(guān)系.142、循環(huán)變換器 因兩組輸出電壓平均值相等，組間沒有直流環(huán)流或交流基波環(huán)流，但兩電壓瞬時值不同，而引起脈動環(huán)流，此環(huán)流使變換器處于電流連續(xù)工作狀態(tài)。環(huán)流的大小靠電抗器限制，相間變壓器的作用之一即是環(huán)流電抗器。 三相半波可控整流組在電流連續(xù)時，整流電壓u和發(fā)電機相電壓有效值ug及移相角間關(guān)系為.152、循環(huán)變換器 即在電流連續(xù)時循環(huán)變換器的輸出電壓和控制電壓成正比，具有線性放大器特性。如果控制電壓為直流，則輸出電壓也為直流。如控制電壓為400hz交流，則輸出電壓也為400hz交流。.162、循環(huán)變換器 這表明，這種控制方式下變換器的輸出電壓僅與控制電壓有關(guān)，而與

8、永磁電機的轉(zhuǎn)速無關(guān)。.17.183、相間變壓器 圖為忽略換相重疊時的相間變壓器簡化電路圖，任何時刻每組只有一只晶閘管導通，則共有4條通路。在電機1、3、5三相中只有一相作用在正側(cè)的相間變壓器ipt1上，電機2、4、6三相電壓中也只有一相作用在正側(cè)的 ipt1上，它們分別用ugi和ugj表示。負側(cè)也類似，用ugm和ugn表示。用r、l表示ipt1、2的線圈電阻和電感，用m表示兩線圈間互感，則有簡化電路圖；等值電路繞組布排圖.193、相間變壓器 相間變壓器的作用之一為平衡電抗器，它使兩正組或負組獨立。由于兩正組（或負組，下同）間瞬時電壓不等，在相間變壓器中產(chǎn)生磁化電流iu，iu的大小與方向由兩正組

9、間電壓差決定。 相間變壓器的作用之二為限流電抗。若正負組移相角=180，則兩組間平均電壓差為零，但瞬時電壓不同，在正組電壓大于負組時出現(xiàn)環(huán)流ic0。實際上環(huán)流大小還與負載電流有關(guān) 。 空載環(huán)流ic0為1、3、5三相系統(tǒng)的環(huán)流和2、4、6三相系統(tǒng)的環(huán)流之和，由于兩個三相系統(tǒng)間相位差為60，因而ico是兩個三相系統(tǒng)環(huán)流的矢量和。 .203、相間變壓器 相間變壓器還可作為輸出濾波電感。 作為濾波電感時，電感值為（l-m）/4，相應(yīng)的基波頻率為變換器的輸出頻率，即400hz； 作平衡電感時的等效電感值為2(lm)，相應(yīng)的工作頻率為發(fā)電機頻率的三倍； 作限流電感時，電感量為2(lm)，相應(yīng)的工作頻率也為

10、電機頻率的三倍。 相間變壓器的這三個功能是協(xié)調(diào)的，作平衡電抗時電抗最大，使兩整流組在較小負載時即可獨立，作濾波電感時電抗最小，不致使電源系統(tǒng)外特性太軟。由于相間變壓器又作為限流電感用，故鐵芯必須有氣隙（線性）。.214、變頻器的電壓負反饋 循環(huán)變換器輸出電壓中含有本征畸變和非本征畸變，前者是由其工作機理產(chǎn)生，后者是由于實際電路非理想造成。 本征畸變項的頻率同變換器的輸入和輸出頻率有關(guān)，其中低次諧波含量較少，若采用適當?shù)臑V波器可以有效地減小輸出電壓中的這類諧波含量。 由移相控制不準確和主電路參數(shù)不一致等造成的人為諧波，即非本征畸變，其諧波次數(shù)較低，并且還有大量的非整數(shù)倍諧波分量（次諧波），它們不

11、易為濾波器濾除，宜采用電壓負反饋來抑制，通過將輸出電壓的一部分反饋到輸入，可以有效地減小輸出電壓中的諧波，提高輸出電能質(zhì)量。 變換器采用輸出電壓負反饋還有利于減小變換器的輸出阻抗，輸出阻抗小使得電源的外特性較硬。同容量的變速恒頻電源的輸出阻抗低于恒速恒頻電源。.225、輸出電壓調(diào)節(jié) 循環(huán)變換器本身具有電壓調(diào)節(jié)能力，其輸出電壓和控制電壓間具有線性放大器特性，通過改變移相角可以調(diào)節(jié)輸出電壓。由于每一相變換器的輸出電壓可以單獨調(diào)節(jié)，因而電源的調(diào)節(jié)精度高，三相電電源的調(diào)節(jié)精度高，三相電壓對稱性好，具有較強的帶不對稱負載能力。壓對稱性好，具有較強的帶不對稱負載能力。 若電源系統(tǒng)的電機為電磁式電機，電源系

12、統(tǒng)有兩個電壓調(diào)節(jié)環(huán)。除變換器調(diào)壓外，電機的電壓調(diào)節(jié)器使電機輸出相電壓保持為165v。無論是采用電磁式電機還是永磁式電機，由于電機頻率高和變換器由于電機頻率高和變換器可調(diào)壓，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)響應(yīng)快，動態(tài)特性好?？烧{(diào)壓，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)響應(yīng)快，動態(tài)特性好。.234.3.3 階梯波合成型交直交變速恒頻電源階梯波合成型交直交變速恒頻電源1、階梯波合成型交直交變速恒頻電源的組成和工作原理 某型飛機階梯波合成型交直交變速恒頻電源的組成框圖。發(fā)電機為三級風冷無刷交流發(fā)電機。主發(fā)電機的輸出為三相變頻交流電，經(jīng)變換器內(nèi)的三相橋式整流電路變換為直流電。變換器由橋式整流電路、直流濾波電路、四個180導通型三相逆變器、輸出變壓器

13、、交流濾波電路、開關(guān)電源、邏輯電路、變換器控制保護單元和電壓調(diào)節(jié)器等組件或模塊組成。 .24階梯波合成型交直交變速恒頻電源框圖.25交直交vscf電源的電壓調(diào)節(jié).26變速恒頻電源的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點 調(diào)節(jié)對象結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)節(jié)對象中的儲能元件除發(fā)電機外，還包括直流濾波環(huán)節(jié)和輸出濾波環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)對象狀態(tài)方程階數(shù)高；勵磁電流變化范圍大； 變速恒頻電源系統(tǒng)的擾動量除負載變動外還有發(fā)電機的轉(zhuǎn)速變化；低轉(zhuǎn)速時，電機磁路較飽和，發(fā)電機的放大系數(shù)較小，轉(zhuǎn)速升高后電機在磁不飽和區(qū)工作，又因線性工作區(qū)的放大系數(shù)與轉(zhuǎn)速成正比，故最高工作轉(zhuǎn)速時的放大系數(shù)比最低工作轉(zhuǎn)速時大數(shù)倍； 若電壓調(diào)節(jié)器的功率級直接由永磁副勵磁機整流

14、后供給，則調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)也將與轉(zhuǎn)速成正比。這些均會導致調(diào)壓系統(tǒng)高速運行時的穩(wěn)定性變差。 .27變速恒頻電源的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計時采取措施 發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)應(yīng)具有電流線性放大器特性。將勵磁機設(shè)計成高電抗，可有效地減小主發(fā)電機勵磁電路的時間常數(shù)；主發(fā)電機勵磁繞組采用低壓大電流設(shè)計方案； 加入發(fā)電機勵磁電流反饋內(nèi)環(huán)等校正措施，以增強調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高動態(tài)響應(yīng)速度；增加勵磁電流續(xù)流回路的阻尼，采用電阻或負壓滅磁措施，加快發(fā)電機卸載后勵磁電流的下降； 必須有直流環(huán)節(jié)電壓限制電路，直流電壓限制環(huán)節(jié)和交流調(diào)壓通道一起工作，當發(fā)電機負載過大時，降低直流環(huán)節(jié)電壓，以減小功率管的工作應(yīng)力，限制動態(tài)過程中直流環(huán)

15、節(jié)電壓在允許范圍內(nèi)，以免損害逆變橋功率器件； 設(shè)置軟啟動電路，在發(fā)電機建壓時使勵磁機勵磁電流逐漸加大，防止輸出電壓超調(diào)過大，減小直流濾波電容的充電電流。.28變速恒頻電源的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計時采取措施 逆變器功率管驅(qū)動電路、控制保護和邏輯電路、勵磁機勵磁系統(tǒng)的電能由開關(guān)電源供給。高頻開關(guān)電源將發(fā)電機的永磁副勵磁機的輸出轉(zhuǎn)化為多路隔離的恒壓直流電。 變速恒頻電源系統(tǒng)中，電子變換器的接地十分重要。由于逆變器輸出有綜合變壓器，它將原副邊電路隔離。又因變換器的控制電源由永磁機供電，與主發(fā)電機隔離，故主發(fā)電機交流電整流后的負匯流條，永磁機整流后的控制電源負匯流條，逆變器變壓器輸出端中線可與邏輯電路、保護電

16、路和調(diào)壓電路的地相接，如圖4.3.6所示。 .29交流交換器的接地方案 .302、階梯波合成逆變器 階梯波合成逆變器是由多個180導通型逆變器組合構(gòu)成。 晶體管三相逆變器的主電路 ,由6只晶體管及反并聯(lián)的6只二極管構(gòu)成。 設(shè)負載為對稱星型連接三相電阻，負載中點為n，直流電源中點為o。 晶體管的導通規(guī)律:同一支路上的上下晶體管互補導通，各導通半個周期，即180，故稱180導通型，相鄰支路的同一側(cè)晶體管導通時間差120電角。 uab，ubc和uca為寬120電角的方波交流電壓,且三個線電壓相位差互為120。 .312、階梯波合成逆變器 負載上的相電壓波形，是六階梯波，該波形中間寬60電角，電壓幅值

17、為2/3ui ，兩邊各寬60電角，電壓幅值為1/3ui 。.32180導通型逆變器輸出電壓分析 由上二式可見線電壓和相電壓中沒有3及其倍數(shù)次諧波。線電壓和相電壓中的諧波成份相同，但諧波間的相互相位關(guān)系不一樣，所以線電壓和相電壓波形不一樣。線電壓和相電壓的各次諧波含量的大小之間差3倍。.33雙通道階梯波合成逆變器 兩臺180導通型逆變器和相應(yīng)的三相變壓器可構(gòu)成雙通道階梯波合成逆變器。 利用第一臺逆變器的相電壓和第二臺逆變器的線電壓疊加得到輸出電壓。如果將第二臺逆變器的控制信號滯后第一臺逆變器的控制信號/6，第二臺變壓器原副邊變比為第一臺變壓器原副邊變比的3倍，則可以得到如圖4.3.8(b)所示的

18、合成輸出電壓，每一相合成輸出電壓為12階梯波。 如果采用前述的晶體管控制規(guī)律和變壓器變比關(guān)系，二臺變壓器副邊的12k5和12k7（k1，2，3）次諧波將相互抵消，輸出電壓中將只含有基波和12k1次諧波，其富氏級數(shù)表達式為（設(shè)第一臺變壓器原副邊匝比為1:1） .34雙通道階梯波合成逆變器.35雙通道階梯波合成逆變器 通過二臺逆變器的輸出疊加，使輸出電壓的諧波分量減小，且僅為高次諧波，可使輸出濾波器顯著減小。同時合成逆變器的輸出功率比單臺逆變器大一倍，且每臺逆變器的輸出功率相同。 .36四通道階梯波合成逆變器 兩臺雙通道逆變器的級聯(lián)構(gòu)成四通道逆變器，輸出功率為單臺逆變器的4倍。 當二臺雙通道逆變器

19、的晶體管導通信號間相位差為/12時，四通道逆變器內(nèi)部的12k11和12k13（k1,2, 3）次諧波將相互抵消，輸出電壓中將只含有基波和幅值為基波幅值1/（24k1）的12k1次諧波。 實際上，由于控制信號不一致和功率器件的離散性，逆變器輸出電壓中諧波稍大于理論值。四通道逆變器的總諧波含量為7，即使不加輸出濾波器，也可為一般用電設(shè)備所接受。.37單通道和多通道三相逆變器的技術(shù)數(shù)據(jù) .383.階梯波合成型交直交變速恒頻電源特點 由于逆變器有輸出變壓器，具有降壓功能，因而階梯波合成型變速恒頻電源可以采用輸出電壓較高的發(fā)電機，md-90vscf電源發(fā)電機相電壓為230v左右，為恒速恒頻電源發(fā)電機輸出

20、電壓的二倍。發(fā)電機輸出電壓高，則一定功率輸出時，其電流小，可以使用較小截面積的導線，減輕了發(fā)電機饋線重量。發(fā)電機高電壓輸出還減小了流過功率晶體管的電流，從而減小了功率管電流容量，從而提高工作可靠性。發(fā)電機高壓輸出的缺點是增加了功率晶體管的電壓額定值，必須采用高耐壓的功率管。.393.階梯波合成型交直交變速恒頻電源特點(續(xù)) 交直交變速恒頻電源系統(tǒng)的發(fā)電機設(shè)計與恒速恒頻電源系統(tǒng)的發(fā)電機相比，其主要不同點在于其負載不一樣，所要關(guān)注的問題也不一樣。 恒速恒頻電源系統(tǒng)發(fā)電機要求輸出波形為正弦波，主發(fā)電機必須采用分布繞組；由于系統(tǒng)的慣性環(huán)節(jié)少，電機轉(zhuǎn)速變化范圍小，較容易實現(xiàn)快速動態(tài)響應(yīng)，對勵磁機的要求較

21、簡單，既可以采用半波整流器，也可以采用全波整流器。 變速恒頻電源主發(fā)電機負載為整流型負載，不需要考慮低功率因數(shù)負載，并可以采用集中繞組，使輸出波形為平頂波，以減小整流濾波電容；由于系統(tǒng)中多了一個大電容儲能環(huán)節(jié)和工作轉(zhuǎn)速變化范圍大，實現(xiàn)快速動態(tài)響應(yīng)較難，對勵磁機的設(shè)計要求高，旋轉(zhuǎn)整流器必須要采用橋式整流器，以保證勵磁系統(tǒng)的電流線性放大器特性。 .403.階梯波合成型交直交變速恒頻電源特點(續(xù)) 四個180導通型逆變器按階梯波合成，構(gòu)成四通道逆變器，它將整流橋的輸出變換為三相四線400hz交流，再經(jīng)濾波得到失真度小于4的正弦交流電輸出。 四通道階梯波合成逆變器有24只晶體管，共需24個控制信號。每

22、個信號的頻率均為400hz。邏輯信號由邏輯電路產(chǎn)生，時鐘信號由晶體振蕩器產(chǎn)生，因而頻率穩(wěn)定度很高。邏輯信號通過驅(qū)動電路實現(xiàn)逆變器功率晶體管的開通與關(guān)斷控制。由于逆變器每支路兩只晶體管的發(fā)射極是分離的，24只功率管的驅(qū)動電路最小需要13組互相隔離的正負電源供電。 .413.階梯波合成型交直交變速恒頻電源特點(續(xù)) 由于四通道逆變器不具備電壓調(diào)節(jié)能力，輸出電壓調(diào)節(jié)電路籍改變勵磁機的勵磁實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定和電流限制功能。電壓調(diào)節(jié)器檢測電路用三相半波電路，末級功率管的開關(guān)頻率為1200hz。電流檢測電路使調(diào)壓器能夠?qū)崿F(xiàn)輸出電流限制，由于逆變器功率晶體管的最大集電極電流的限制，必須對輸出電流進行限制，使

23、電源系統(tǒng)具有圖 4.3.5（b）所示的外特性，可提供200過載和 3倍額定電流的短路電流。在輸出電流超過2in后，調(diào)壓器的電流限制電路使輸出電壓隨輸出電流的增長而下降，在輸出端短路時，逆變器的工作電壓降低，從而限制了逆變器的損耗和發(fā)熱。 .424.階梯波合成型變速恒頻電源的優(yōu)缺點1）輸出波形質(zhì)量好，諧波含量小，由于有輸出變壓器，輸出電壓中不含直流分量。2）變換器的可靠性高，如md-90型飛機中，其變速恒頻電源變換器的設(shè)計可靠性指標是mtbf18000小時。隨著使用經(jīng)驗的增加和設(shè)計的更新，下一代產(chǎn)品的可靠性將會更高。3）變換器的效率高，可以實現(xiàn)更大容量的系統(tǒng)。4）設(shè)備使用安全性好，即使變換器中一

24、個橋失效，也不致整個變換器失效，內(nèi)部的失效不會導致輸出端出現(xiàn)直流電壓而損壞設(shè)備。5）兩個電源通道能夠長時間并聯(lián)工作，因而較容易實現(xiàn)電源間的不中斷轉(zhuǎn)換。6）該電源系統(tǒng)對負載的功率因數(shù)沒有限制。 7）其缺點是內(nèi)部線路復雜，使用的功率管數(shù)量多，輸出變壓器的體積重量較大。.434.3.4 脈寬調(diào)制型交直交變速恒頻電源 脈寬調(diào)制型交直交變速恒頻電源由無刷直流發(fā)電機、開關(guān)點預置spwm逆變器和控制器構(gòu)成。若發(fā)電機輸出整流器不裝在電機內(nèi)，則系統(tǒng)由無刷交流發(fā)電機、變換器和控制器等環(huán)節(jié)構(gòu)成。無刷發(fā)電機多采用高速油冷電機，對小容量系統(tǒng)也可采用低速風冷電機。變換器和控制器采用風冷結(jié)構(gòu)，冷卻空氣來自于飛機環(huán)控系統(tǒng)。發(fā)

25、電機電壓調(diào)節(jié)器、變換器控制器和系統(tǒng)的檢測與控制保護電路置于控制器中。.441、開關(guān)點預置脈寬調(diào)制逆變器 圖 4.3.9是開關(guān)點預置spwm三相脈寬調(diào)制型逆變器的主電路圖，由輸入濾波電容器cdc，過壓吸收電路rov、v0v、三相逆變橋、輸出濾波lfcf電路、交流濾波器和中點形成變壓器nft等環(huán)節(jié)構(gòu)成。圖中所畫的中點形成變壓器為單繞組自耦變壓器結(jié)構(gòu)，用以形成中點，獲得三相四線制輸出。 .451、開關(guān)點預置脈寬調(diào)制逆變器 開關(guān)點預置三相逆變器在較低的開關(guān)頻率下，其輸出電壓的諧波含量小，且輸出基波電壓與逆變器直流電壓之比較高。 .461、開關(guān)點預置脈寬調(diào)制逆變器(續(xù)) 逆變器為三相輸出，三相電壓相位差

26、120電角，故不含3及3的倍數(shù)次諧波。濾波后的電壓中諧波與濾波器的參數(shù)和負載大小及性質(zhì)有關(guān)，表4.3.3和4.3.4中濾波后的諧波含量是按空載計算得到，采用 lc低通濾波器，它的諧振頻率為輸出電壓基波頻率的 4.5倍。 .471、開關(guān)點預置脈寬調(diào)制逆變器(續(xù)).48.49數(shù)字化后的開關(guān)角電壓諧波分析 若用 2k存儲量的 eprom存儲開關(guān)點, 有 2048個單元，每個單元相當于 0.17578125，輸出為400hz時，每單元維持時間為1.22us。式（4.3.31）數(shù)字化后的開關(guān)角為.50lc濾波器分析 從表4.3.3至4.3.5可見，由于濾波器的諧振頻率為4.5400hz，與5次諧波相近，

27、故5次諧波不僅不衰減，反而升高。為此在選取開關(guān)點則應(yīng)盡量減小濾波之前5次諧波的含量。 由lfcf構(gòu)成的濾波器放大了基波電壓，對7次以上的高次諧波有明顯的衰減作用 提高調(diào)制頻率，輸出電壓中的諧波頻率高，則可減小濾波器的重量，但增加了功率器件的損耗。 lc濾波器的諧振頻率大小決定了濾波器的體積和重量，也決定了濾波器對逆變橋功率大小的影響。.51 式中u、i為逆變器負載電壓和電流的有效值，1為電壓基波的角頻率。 .52輸出濾波器的矢量圖 空載矢量圖：由于有濾波器，逆變器空載時支路電流不為零，等于流過濾波電容的電流。濾波電容電流ic超前輸出電壓90，故濾波電感電壓ul超前輸出電壓180，從而使輸出電壓

28、u的基波分量大于它的輸入電壓基波分量 .53電阻負載電流與電感性負載電流時的矢量圖 負載時，通過電感的電流加大，電感上基波電壓降加大，且電感電壓矢量順時鐘方向旋轉(zhuǎn)，為了保持輸出電壓不變，必須增加濾波器的輸入電壓，即增加逆變器的直流電壓。負載電流相同時，負載功率因數(shù)越低，所需直流電壓越高。由此可見輸出濾波器使逆變橋的負擔加大，不僅使它的輸出電流加大，還要加大它的輸入電壓。.54不平衡負載輸出電壓分析 當加單相負載時，逆變器三相的負載電流就不相同了，若其中加載相（例如a相）的電流為另兩相電流之和。因三相濾波電感量相同，故電感上電壓降不相同，導致濾波器輸出電壓三角形不等邊，見圖（d）的abc，從而使三相電壓不對稱。顯然濾波電感越大，導致的三相電壓不平衡也越大。.55 零序電勢e0是導致三相電壓不對稱的基本因素，而它與零序阻抗zm0和零序電流i0有關(guān)。可見zm0一定，三相電壓的對稱性與不對稱負載大小直接相關(guān)。在電壓偏移和角度偏移一定時，必須限制不對稱負載的大小、若要加大不對稱負載則必需進一步減小零序阻抗zm0。零序阻抗zm0由中點形成變壓器決定。.564.3.6 交流勵磁變速恒頻發(fā)電機交流勵磁變速恒頻發(fā)電機1、雙饋無刷交流發(fā)電機 旋轉(zhuǎn)整流器式無刷交流發(fā)電