交流電機變頻調(diào)速講座 第2講 靜止式變壓變頻器_圖文

1、 Power Electronics | 47為了實現(xiàn)異步電動機的變壓變頻調(diào)速,必須具備能夠同時控制電壓幅值和頻率的交流電源,而電網(wǎng)提供的是恒壓恒頻的電源,因此應(yīng)該配置變壓變頻器,又稱V V V F (VariableVoltageVariableFrequency裝置。最早的V V V F 裝置是旋轉(zhuǎn)變頻機組,即由直流電動機拖動交流同步發(fā)電機構(gòu)成的機組,調(diào)節(jié)直流電動機的轉(zhuǎn)速就能控制交流發(fā)電機輸出的電壓和頻率。自從電力電子器件獲得廣泛應(yīng)用以后,旋轉(zhuǎn)變頻機組便逐漸被淘汰,并形成了一系列通用型的靜止式變壓變頻裝置。2.1靜止式變壓變頻器的主要類型2.1.1交-直-交和交-交變壓變頻器從整體結(jié)構(gòu)上看

2、,靜止式的電力電子變壓變頻器可分為交-直-交和交-交兩大類。(1交-直-交變壓變頻器交-直-交變壓變頻器先將工頻交流電源通過整流器變換成直流(可控電壓或恒壓,再通過逆變器變換成可控的交流(只控制頻率或同時控制頻率和電壓,如圖2-1所示。由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個“中間直流環(huán)節(jié)”,所以又稱間接式的變壓變頻器。上海大學(xué)陳伯時具體的整流和逆變電路種類很多,當(dāng)前應(yīng)用最廣的是由二極管組成不控整流器和由全控型功率開關(guān)器件(P -MOSFET ,IGBT 等組成的脈寬調(diào)制(PWM逆變器,簡稱P W M 變壓變頻器,如圖2-2所示。P W M 變壓變頻器的應(yīng)用之所以如此廣泛,是由

3、于它具有如下的一系列優(yōu)點:1在主電路整流和逆變兩個變流單元中,只有逆變單元是可控的,采用全控型的功率開關(guān)器件,通過驅(qū)動電壓脈沖進行控制,可同時調(diào)節(jié)變頻器的輸出電壓和頻率,結(jié)構(gòu)簡單,效率高。2輸出電壓波形雖然是一系列的脈沖波,但由于采用了恰當(dāng)?shù)腜 W M 控制技術(shù),正弦基波的比重較大,影響電動機運行的低次諧波受到很大的抑制,因而轉(zhuǎn)矩脈動小,穩(wěn)態(tài)性能好,調(diào)速范圍寬。3逆變器同時實現(xiàn)調(diào)壓和調(diào)頻,系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數(shù)的影響,動態(tài)性能較高。4采用不可控的二極管整流器,電源側(cè)功率因數(shù)較可控整流器高,且不受逆變器輸出電壓高低的影響。P W M 變壓變頻器常用的全控型功率開關(guān)器件有:P -

4、圖2-1交-直-交(間接變壓變頻器(接上期圖2-2交-直-交PWM 變壓變頻器C-濾波電容交流電機變頻調(diào)速講座Lectures on Variable Frequency Speed Control of AC Machines第二講靜止式變壓變頻器Static VVVF Converters 48 | Power ElectronicsM O S F E T(小容量、I G B T(中、小容量、G T O、I G C T、I E G T(大、中容量等。受到開關(guān)器件額定電壓和電流的限制,對于特大容量電機的變壓變頻調(diào)速仍只好采用半控型的晶閘管(SCR,即用可控整流器調(diào)壓和逆變器調(diào)頻的交-直-交變

5、壓變頻器,見圖2-3。(2交-交變壓變頻器交-交變壓變頻器的結(jié)構(gòu)如圖2-4所示,它只有一個變換環(huán)節(jié),把恒壓恒頻(C V C F的交流電源直接變換成V V V F的輸出,因此又稱直接式變壓變頻器。有時為了突出其變頻功能,也稱作周波變換器(Cycloconverter。常用的交-交變壓變頻器輸出的每一相都是一個由正、反兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路,也就是說,每一相都相當(dāng)于一套直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的反并聯(lián)可逆線路(圖2-5a。正、反兩組按一定周期相互切換,在負(fù)載上就獲得交變的輸出電壓u0,u0的幅值決定于各組可控整流裝置的控制角,u0的頻率決定于正、反兩組整流裝置的切換頻率。如果控制角一直不變

6、,則輸出平均電壓是方波,如圖2-5b所示。要獲得正弦波輸出,就必須在每一組整流裝置導(dǎo)通期間不斷改變其控制角,例如,在正向組導(dǎo)通的半個周期中,使控制角由/2(對應(yīng)于平均電壓u0=0逐漸減小到0(對應(yīng)于u0最大,然后再逐漸增加到/2(u0再變?yōu)?,如圖2-6所示。當(dāng)角按正弦規(guī)律變化時,半周中的平均輸出電壓即為圖中虛線所示的正弦波。對反向組負(fù)半周的控制也是這樣。交-交變壓變頻器雖然在結(jié)構(gòu)上只有一個變換環(huán)節(jié),省去了中間直流環(huán)節(jié),看似簡單,但所用的器件數(shù)量卻很多,總體設(shè)備相當(dāng)龐大。不過這些設(shè)備都是直流調(diào)速系統(tǒng)中常用的可逆整流裝置,在技術(shù)上和制造工藝上都很成熟。這類交-交變頻器的其它缺點是:輸入功率因數(shù)較

7、低,諧波電流含量大,頻譜復(fù)雜,因此須配置濾波和無功補償設(shè)備。其最高輸出頻率不超過電網(wǎng)頻率的1/31/2,一般主要用于軋機主傳動、球磨機、水泥回轉(zhuǎn)窯等大容量、低轉(zhuǎn)速的調(diào)速系統(tǒng)。由這類變頻器給低速電動機供電進行直接傳動時,可以省去龐大的齒輪減速箱。近年來又出現(xiàn)了一種采用全控型開關(guān)器件的矩陣式交-交變壓變頻器,采用P W M控制方式,輸出電壓和輸入電流的低次諧波都較小,輸入功率因數(shù)可調(diào),輸出頻率不受限制,能量可雙向流動,以獲得四象限運行。但當(dāng)輸出電壓必須接近正弦波時,最大輸出輸入電壓比一般只有0.866,現(xiàn)在已有電壓比更高的研究成果。2.1.2電壓源型和電流源型逆變器在交-直-交變壓變頻器中,按照中

8、間直流環(huán)節(jié)直流電源性質(zhì)的不同,逆變器可以分成電壓源型和電流源型兩類,兩種類型的實際區(qū)別在于直流環(huán)節(jié)采用怎樣的濾波器。圖2-7繪出了電壓源型和電流源型逆變器的示意圖。在圖2-7a中,直流環(huán)節(jié)采用大電容濾波,直流電壓波形比較平直,輸出交流電壓是矩形波或階梯波,稱為電壓源型逆變器(VSI,VoltageSourceInverter,或簡稱電壓型逆變器。在圖2-7b中,直流環(huán)節(jié)采用大電感濾圖2-3可控整流器調(diào)壓、逆變器調(diào)頻的交-直-交變壓變頻器圖2-4交-交(直接變壓變頻器a每相可逆線路b方波型平均輸出電壓波形圖2-5交-交變壓變頻器每一相的可逆線路及方波輸出電壓波形圖2-6交-交變壓變頻器的單相正弦

9、波輸出電壓波形a電壓源型b電流源型圖2-7電壓源型和電流源型逆變器示意圖 Power Electronics | 49波,直流電流波形比較平直,輸出交流電流是矩形波或階梯波,叫做電流源型逆變器(CSI,CurrentSourceInverter,或簡稱電流型逆變器。兩類逆變器的主電路雖然只有濾波環(huán)節(jié)不同,性能上卻有明顯的差異,主要表現(xiàn)如下:1能量的回饋。用電流源型逆變器給異步電動機供電的電流型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)有一個顯著的特征,就是容易實現(xiàn)能量的回饋,從而便于四象限運行,適用于需要回饋制動和經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械。采用電壓型的交-直-交變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)要實現(xiàn)回饋制動和四象限運行卻很困難,因為其中

10、間直流環(huán)節(jié)有大電容鉗制著電壓的極性,不可能迅速反向,而電流受到器件單向?qū)щ娦缘闹萍s也不能反向,所以在原裝置上無法實現(xiàn)回饋制動。必須制動時,只能在直流環(huán)節(jié)中并聯(lián)電阻實現(xiàn)能耗制動,或者與整流器反并聯(lián)一組反向的可控整流器,用以通過反向的制動電流,而保持電壓極性不變,實現(xiàn)回饋制動。這樣做,設(shè)備要復(fù)雜得多。2動態(tài)響應(yīng)。正由于交-直-交電流型變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的直流電壓極性可以迅速改變,所以動態(tài)響應(yīng)比較快,電壓型系統(tǒng)采用P W M控制時也能獲得較快的動態(tài)響應(yīng)。3應(yīng)用場合。電壓源型逆變器屬恒壓源,電壓控制響應(yīng)慢,不易波動,適于做多臺電動機同步運行時的供電電源,或單臺電動機調(diào)速但不要求快速起制動和快速減速的場合

11、。采用電流源型逆變器的系統(tǒng)則相反,不適用于多電動機傳動,但可以滿足快速起制動和可逆運行的要求。2.1.3180°導(dǎo)通型和120°導(dǎo)通型逆變器交-直-交變壓變頻器中的逆變器一般接成三相橋式電路,以便輸出三相交流變頻電壓,圖2-8繪出了由6個電力電子開關(guān)器件V T1V T6組成的三相逆變器主電路,圖中用開關(guān)符號代表任何一種電力電子開關(guān)器件?？刂聘鏖_關(guān)器件輪流導(dǎo)通和關(guān)斷,可使輸出端得到三相交流電壓。在某一瞬間,控制一個開關(guān)器件關(guān)斷,同時使另一個器件導(dǎo)通,就實現(xiàn)了兩個器件之間的換流。在三相橋式逆變器中,有180°導(dǎo)通型和120°導(dǎo)通型兩種換流方式。同一橋臂上、下

12、兩管之間互相換流的逆變器稱作180°導(dǎo)通型逆變器,例如,當(dāng)VT1關(guān)斷后,使VT4導(dǎo)通,而當(dāng)VT4關(guān)斷后,又使VT1導(dǎo)通,其它各相亦均如此。這時,每個開關(guān)器件在一個周期內(nèi)導(dǎo)通的區(qū)間是180°。在180°導(dǎo)通型逆變器中,除換流期間外,每一時刻總有3個開關(guān)器件同時導(dǎo)通。但須注意,必須防止同一橋臂的上、下兩管同時導(dǎo)通,否則將造成直流電源短路,謂之“直通”。為此,在換流時,必須采取“先斷后通”的原則,即先給應(yīng)該關(guān)斷的器件發(fā)出關(guān)斷信號,待其關(guān)斷后留有一定的時間裕量,叫做“死區(qū)時間”,再給應(yīng)該導(dǎo)通的器件發(fā)出開通信號。死區(qū)時間的長短視器件的開關(guān)速度而定,為了保證安全,設(shè)置死區(qū)時間

13、是非常必要的,但它會增大輸出電壓波形的畸變。120°導(dǎo)通型逆變器的換流是在同一排不同橋臂的左、右兩管之間進行的,例如,V T1關(guān)斷后使V T3導(dǎo)通,V T3關(guān)斷后使V T5導(dǎo)通,V T4關(guān)斷后使V T6導(dǎo)通等等。這時,每個開關(guān)器件一次連續(xù)導(dǎo)通120°,在同一時刻只有兩個器件導(dǎo)通,如果負(fù)載電機繞組是Y聯(lián)結(jié),則只有兩相導(dǎo)電,另一相懸空。2.2通用變壓變頻器現(xiàn)代通用變壓變頻器(以下簡稱“通用變頻器”大都采用交-直-交電壓源型180°導(dǎo)通的變壓變頻器,其中由交流電源到恒定的中間直流電壓用二極管整流器整流,由中間直流電壓到變壓變頻的交流輸出采用全控型開關(guān)器件I G B T或

14、智能功率模塊(I P M組成的脈寬調(diào)制(PWM逆變器,它已經(jīng)占據(jù)了全世界0.5500kVA中、小容量變頻調(diào)速裝置的絕大部分市場。所謂“通用”,包含著兩方面的含義:一是可以和通用的籠型異步電動機配套使用;二是具有多種可供選擇的功能,適用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。圖2-9繪出了通用變頻器主電路的原理圖(圖中未畫出開關(guān)器件的吸收電路和其它輔助電路。大電容濾波器的中點O為逆變器提供了直流電源的中點電位,它與負(fù)載(電動機中性點的電位未必是相同的,在分析負(fù)載電壓波形時必須注意。為了減少逆變器輸出電壓的諧波,通用變頻器的輸出圖2-8三相橋式逆變器主電路圖2-9通用變頻器主電路原理圖 50 | Power Ele

15、ctronics電壓和頻率經(jīng)常采用脈寬調(diào)(PWM控制,關(guān)于脈寬調(diào)制的方法,將在第三講中詳細(xì)敘述。2.3中壓大容量變壓變頻器隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,大功率調(diào)速設(shè)備的應(yīng)用日益增多,在交流電氣傳動中,相應(yīng)的電動機一般都是310k V的交流中壓電動機,這就提出了中壓大容量變頻技術(shù)問題。按照電力系統(tǒng)對電壓等級的劃分,千伏級電壓屬于中壓,所以這時的變頻器應(yīng)稱作“中壓變頻器”,但國內(nèi)業(yè)界人士也有將它與低壓380V對比,習(xí)慣稱作“高壓變頻器”。從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初,一些耐壓高、電流大的全控型器件問世,為構(gòu)成中壓大容量變頻器的產(chǎn)品創(chuàng)造了良好的條件。在目前常用的大功率全控型器件中,I G B T的額定電壓已達到3

16、300V。而且已開發(fā)出兩種更高電壓的器件:一種是“軟穿通”的FS-IGBT(FieldstopIGBT,還有一種是“載流子增強注入”的I E G T,電壓都已做到6500V,電流達2500A,而且有的器件也已突破了并聯(lián)技術(shù);另一方面,在GTO晶閘管的基礎(chǔ)上形成了新的高電壓場控器件IGCT集成門極換相晶閘管(IntegratedGate-CommutatedThyristor,也已有4500V、4000A和6000V、2500A的產(chǎn)品。在大功率器件耐壓有限時,可以先用輸入變壓器T1將電壓降到低壓水平,接到低壓變頻器變頻,然后再用輸出變壓器T2升高電壓后,給中壓電動機供電,這叫做中-低-中(或稱高

17、-低-高變頻方案,如圖2-10所示。這種方案的優(yōu)點是,可以用低壓變頻器,便于實現(xiàn);缺點是,多用了兩臺變壓器,增加了整個變頻裝置的成本和占地面積,降低了變頻系統(tǒng)的效率。隨著電力電子開關(guān)器件額定電壓的提高,這種方案已很少應(yīng)用。在常用的電壓源型交-直-交變頻器中,有兩種實現(xiàn)中壓的途徑:一是將電力電子器件串聯(lián),以滿足中壓要求,變頻器結(jié)構(gòu)為二電平逆變器,但需要解決由于電力電子器件串聯(lián)而引起的動、靜態(tài)均壓問題;二是采用多電平逆變電路結(jié)構(gòu),可以避開器件串聯(lián)問題而仍有較好的技術(shù)性能,應(yīng)用較多的是三電平變頻器和逆變單元H橋級聯(lián)式多電平變頻器。2.3.1中性點鉗位型三電平逆變器通用變頻器由有正、負(fù)兩極的中間直流電

18、壓給逆變器供電,稱作二電平逆變器。需要逆變器輸出電壓較高時,二電平逆變器開關(guān)器件的耐壓可能不夠,為此研制出三電平逆變器,這時,交流側(cè)每相輸出端從中間直流回路取得的電壓有三種電位,即正端電壓P、負(fù)端電壓N和中性點零電位O。三電平逆變器有幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前應(yīng)用最廣泛的是中性點鉗位型三電平逆變器。中性點鉗位型(NeutralPointClamped,NPC型三電平逆變器一相電路原理圖如圖2-11所示。其特點是,每相橋臂由4個電力電子開關(guān)器件串聯(lián)組成,每個器件都反并聯(lián)一個續(xù)流二極管,用電容分壓得到的直流回路中性點O由兩個鉗位二極管V D5、V D6分別接到上下橋臂開關(guān)器件的中點,這樣,每個電力電子開關(guān)

19、器件的耐壓值可降低一半,平均每個主開關(guān)器件所承受的正向阻斷電壓為Ud/2。由圖可見,在三電平逆變器中,每一相需要四個主開關(guān)器件、四個續(xù)流二極管和兩個鉗位二極管。中性點鉗位型逆變器主電路有3鐘穩(wěn)態(tài)工作模式:(1工作模式1開關(guān)器件VI1、VI2導(dǎo)通,VI3、VI4關(guān)斷電流途徑有兩種情況:電流方向為流入負(fù)載,即電流從P點經(jīng)過V I1、V I2到達輸出端A。若忽略功率開關(guān)器件的正向?qū)ü軌航?則輸出端電位等同于P點電位。電流從負(fù)載流出,此時電流從輸出端A經(jīng)過續(xù)流二極管V D2、V D1注入P點,輸出端A點電位仍等同于P點電位。(2工作模式2-VI2、VI3導(dǎo)通,VI1、VI4關(guān)斷電流流入負(fù)載,則電流從

20、中性點O通過鉗位二極管V D5、主開關(guān)管V I2到達輸出端,輸出端電位等同于O點電位。電流從負(fù)載流出,從輸出端流過V I3、V D6注入圖2-10具有輸入/輸出變壓器的中-低-中變頻方案圖2-11三電平逆變器一相電路原理圖 Power Electronics | 51中性點,該相輸出端電位仍等同于O點電位。在這種情況下,V D5、V D6與V I2、V I3一起把輸出端鉗制在中性點電位上。(3工作模式3-VI3、VI4導(dǎo)通,VI1、VI2關(guān)斷電流途徑與工作模式1相仿,使輸出端A點電位等同于N點電位。由以上分析可見,在中性點鉗位型逆變器中,主開關(guān)管VI1和VI4不能同時導(dǎo)通,而VI1和VI3、V

21、I2和VI4的工作狀態(tài)是互反的,這是三電平逆變器的基本控制規(guī)律。三種工作模式的開關(guān)狀態(tài)與每相輸出電壓列于表2-1。要從一種穩(wěn)態(tài)工作模式切換到另一種穩(wěn)態(tài)工作模式必然需要換流,從三電平逆變器的性質(zhì)上看,是不允許P和N兩種開關(guān)狀態(tài)之間直接相互切換的,只允許PON或NOP的切換,這在控制中必須予以保證。根據(jù)表2-1所示的逆變器一相橋臂開關(guān)管的工作狀態(tài),對開關(guān)管的控制可以采用按導(dǎo)通時間調(diào)節(jié)觸發(fā)延遲角的單脈沖方式,也可采用脈寬調(diào)制方式。對應(yīng)的A相輸出電壓波形uAO=f(t。如圖2-12所示,其中圖a為單脈沖控制方式,在一個周期內(nèi)電壓波形呈正、負(fù)半波對稱的矩形波,圖b為脈寬調(diào)制控制方式。對逆變器另兩個橋臂開

22、關(guān)管的控制應(yīng)使其輸出端電壓波形分別比uAO(t滯后2/3與4/3電角度。在工程應(yīng)用中,我們關(guān)心的是負(fù)載上的電壓波形。設(shè)逆變器三個橋臂的輸出端接三相對稱Y接電阻負(fù)載,中點為O,如圖2-13所示。輸出相電壓為uA O(t、線電壓為uAB(t。負(fù)載中點O與直流電源中性點O并不一定是等電位,設(shè)其電位差為UO O,則負(fù)載各相的相電壓分別為000AO Au u u=000BO Bu u u=000CO Cu u u=將三式相加,并考慮到000A B Cu u u+=,經(jīng)整理后得001(3AO BO COu u u u=+由此可求得A相負(fù)載相電壓為1(3A AO AO BO COu u u u u=+(2-

23、1在單脈沖控制方式下,當(dāng)控制角=30°時,三相輸出端對直流電源中點O間的電壓波形如圖2-14所示。圖中每一相開關(guān)器件都經(jīng)歷了P、O、N三個開關(guān)狀態(tài)。以A相為例,在t=(0/6區(qū)間,為O狀態(tài);在(/6區(qū)間為P狀態(tài)(VI1、VI2導(dǎo)通,uAO=+Ud/2;在(7/6區(qū)間為O狀態(tài)(VI2、VI3導(dǎo)通,uAO=0;在(7/62區(qū)間為N狀態(tài)(VI3、VI4導(dǎo)通,uAO=-Ud/2。根據(jù)圖2-14的波形,可以列出在一個周期內(nèi)每/6小區(qū)間逆變器三相橋臂所處的工作狀態(tài),亦即表示了此時的三相輸出電壓值,見表2-2。根據(jù)表2-2和式(2-1可求出A相負(fù)載在不同區(qū)間的電壓:表2-1主管開關(guān)狀態(tài)與每相輸出電

24、壓a單脈沖控制方式b脈寬調(diào)制控制方式圖2-12NPC逆變器輸出端電壓波形圖2-13逆變器的負(fù)載圖2-14逆變器三相輸出端電壓波形電力電子 年 期 知識講座 Lectures 表 逆變器輸出端在不同區(qū)間的工作狀態(tài)（ °） 平（）逆變器的特點如下： （） 三電平逆變器總是在 或 的狀態(tài)間 切換（或反之），開關(guān)器件所承受的關(guān)斷電壓被限制在直流 中間回路電壓的一半，因此三電平逆變器可在一定程度上 解決中壓大容量變頻器電力電子器件耐壓不夠高的問題。 區(qū)間 ： u A0 = 0 (0 U d + U d = 0 區(qū)間 ： u A0 = 1 1 1 1 1 1 U d ( Ud U d + U d

25、 = Ud 2 3 2 2 2 3 1 3 1 2 1 2 采用 的 組成三電平逆變器時，輸出交流電壓 最高可達 ； 采用 的 時，中間直流電壓 可提高到 。 （ ） 二電平 逆變器輸出的負(fù)載相電壓為 種電 平，而三電平逆變器則可有 種電平，各級電平間的幅 值變化相對降低了， 從而減少了對電動機絕緣的沖擊。 （）二電平 逆變器輸出的負(fù)載線電壓為 種電平， 而三電平逆變器則有 種電平。當(dāng)開關(guān)頻率相同時，可使 區(qū)間 ： u A0 = 1 U d 1 ( 1 U d 1 U d + 0 = 1 U d 2 3 2 2 2 區(qū)間 ： u A0 = 1 U d 1 ( 1 U d 1 U d 1 U d

26、 = 2 U d 2 3 2 2 2 3 區(qū)間 ： u A0 1 1 1 1 1 = Ud ( Ud + 0 U d = Ud 2 3 2 2 2 輸出電壓波形質(zhì)量有較大改善。反之，當(dāng)兩種逆變器輸出 允許有相同的諧波含量時，三電平逆變器的開關(guān)頻率可以 低一些，開關(guān)損耗也會下降。為了進一步減少諧波對電動 機的影響， 一般在三電平逆變器的輸出端還裝有濾波器， 這 樣就可用普通的電動機，不需要降容使用。 （）在 三電平逆變器中，采用兩個容量相等的電 容分壓構(gòu)成中點。在空載情況下，中點電位為 ，但在 有負(fù)載的情況下，當(dāng)中點有電流流過時，會造成中點電 位的變化，偏離對稱情況下的零電位，從而影響輸出波 形

27、的正弦度。這是三電平逆變器的一個問題，可以通過 控制或改進拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以抑制中性點電位的偏移。 橋級聯(lián)式多電平 變頻器 橋級聯(lián)式多電平 變頻器是一類電壓源型變頻 器，由它向 級的中壓交流電動機供電。變頻器各相 都由若干個獨立的功率變換單元串聯(lián)組成，如圖 所 示，圖中 、 、 、 、 、 接，中性點為 。 區(qū)間 ： uA0 = 1 U d 1 ( 1 U d + 1 U d 1 U d = 1 U d 2 3 2 2 2 3 同理可求得 相另一半周期的 u A0 (t 以及另外兩相電 壓 uB 0 (t 、 C 0 (t 的波形，繪于圖 、 、 中。 、 u 相間的線電壓波形（）（圖）可由 u A0

28、 ( t uB0 ( t 得到。 、 分別表示串聯(lián)在 、 、 三相上的功率變換單元，三相 圖輸出相電壓與線電壓波形 相電壓波形是由 種以直流回路電壓 為單位的不同 電壓值組成的多階梯波，這 種電壓值是 1 ± Ud 2 、 。采用 波出現(xiàn)。 、1 、 2 Ud ± Ud 3 3 控制方式時，還將有 1 的階梯 ± Ud 6 ± 根據(jù)輸出電壓波形的分析可以概括中性點鉗位型三電 52 | Power Electronics 圖 橋級聯(lián)式多電平中壓變頻器原理圖 知識講座 Lectures 電力電子 年 期 每個功率變換單元都是 控制的低壓單相 橋逆 變器，如圖 所示，這時，只需要常規(guī)耐壓的功率 開關(guān)器件，就能構(gòu)成中壓輸出的變頻器。例如，若電動 機的額定電壓是 ，每相可由 個額定輸出電壓為 的功率單元串聯(lián)組成，輸出的總相電壓額定值為 × ，線電壓為 3 × 3450V = ，接近 。 此時的功率單元