引言
4.1 交流调压电路
4.2 其他交流电力控制电路4.3 交交变频电路
4.4 矩阵式变频电路
本章小结
原理
两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可
控制交流电力。
电路图
应用
1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。
2 异步电动机软起动。
3 异步电动机调速。
4 供用电系统对无功功率的连续调节。
5 在高压小电流或低压大电流直流电源中，
用于调节变压器一次电压。
4.1.1单相交流调压电路4.1.2三相交流调压电路
输出电压与
λ
电阻负载单相交流调压电路及其波形
VT1
阻感负载单相交流调压电路及其波形
波，相位滞后于负载稳态时
为参变量的θ和α关系曲线
时阻感负载交流调压电路工作波形
4.1.1 单相交流调压电路
当阻感负载, α< ? 时电路工作情况－动态过程VT1的导通时间超过π。
触发VT2时，i o尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通。i o过零后，VT2才可开通，VT2导通角小于π。
衰减过程中，VT1导通时间渐短，VT2的导通时间渐长。
结论：阻感负载当α
电阻负载
4.1.1 单相交流调压电路
阻感负载
电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、
5、7…等次谐波。
随着谐波次数的增加，谐波含量减少。
和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些。
当α角相同时，随着阻抗角? 的增大，谐波含
量有所减少。
一般采用全控型器件作为开关器件；工作原理与直流斩波电路相似。
图4－8给出了电阻负载时斩控式交流调压电路的负载电压U o 和电源电流i 1波形。
电源电流的基波分量和电源电压同相位，即位移因数为1。电源电流不含低次谐波，只含和开关周期T 有关的高次谐波。功率因数接近1。
图4-8 电阻负载斩控式交流调压电路波形
根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式
a) 星形联结b) 线路控制三角形联结
变频器控制电路的工作原理？ 各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电（DC）。把直流电（DC）变换为交流电（AC）的装置，其科学术语为“inverter”(逆变器)。由于变频器设备中产生变化的电压或频率的主要装置叫“inverter”，故该产品本身就被命名为“inverter”，即：变频器，变频器也可用于家电产品。使用变频器的家电产品中不仅有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。但用于荧光灯的变频器主要用于调节电源供电的频率。汽车上使用的由电池（直流电）产生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售。变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。例如计算机电源的供电，在该项应用中，变频器用于抑制反向电压、频率的波动及电源的瞬间断电。 2. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变？
r/min电机旋转速度单位：每分钟旋转次数，也可表示为rpm.例如：4极电机60Hz 1,800 [r/min]，4极电机50Hz 1,500 [r/min]，电机的旋转速度同频率成比例。 本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机。感应式交流电机（以后简称为电机）的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适和改变该值来调整电机的速度。另外，频率是电机供电电源的电信号，所以该值能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。因此，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率，p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法。如果仅改变频率，电机将被烧坏。特别是当频率降低时，该问题就非常突出。为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压，例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V。例如：为了使电机的旋转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到
东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 电力电子电路I 试 卷（作业考核 线上2） A 卷（共 4 页） 一、单选题（每小题2分，共10分） 1. 晶闸管的额定电压是（ D ）。 A. 断态重复峰值电压 B.反向重复峰值电压 C. A 和B 中较大者 D. A 和B 中较小者 2. 三相半波可控整流电路一共有（ C ）只晶闸管。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. 三相桥式全控整流电路，晶闸管的电流平均值是（ C ）。 A. d I B. d 2 I C. d 3I D. d 6I 4. 两组晶闸管反并联电路，一共有（ C ）。 A. 两种工作状态 B. 三种工作状态 C. 四种工作状态 D. 以上各种状态 5. 120°导电型交-直-交电流变频器，任意时刻有（ B ）导通。 A. 一只开关管 B. 两只开关管 C. 三只开关管 D. 四只开关管 二、多选题（每小题4分，共20分） 1. 三相桥式逆变电路触发脉冲需要满足的条件是（ ABD ）。 A. 宽脉冲或双窄脉冲 B.必须严格按相序给出 C.控制角b 一定小于b min D.控制角b 一定大于b min 2. （ CD ）是电压控制型电力电子器件。 A. P-MOSFET 、GTO B.TRIAC 、GTR C.P-MOSFET 、IGBT D.IGBT 、SITH 3. 自然换流点在相电压波形正半周的电路是（ AC ）。 A. 三相半波共阴极组整流电路 B. 三相半波共阳极组整流电路 C. 三相半波共阴极组逆变电路 D. 三相半波共阳极组逆变电路
4. 晶闸管导通的条件是（ABD ）。 A.阳极电位高于阴极电位 B.在控制极施加对阴极为正的且满足要求的触发脉冲 C.阴极电位高于阳极电位 D.在控制极施加对阳极为正的且满足要求的触发脉冲 5. 下列描述中正确的有（BCD ）。 A. 共阴极组变流电路，整流电压负半波大于正半波。 B. 共阳极组变流电路，整流电压负半波大于正半波。 C. 共阴极组变流电路，逆变电压负半波大于正半波。 D. 共阳极组变流电路，逆变电压正半波大于负半波。 三．（每小题5分，共20分） 1. 晶闸管的维持电流I H是怎样定义的？ 答：控制极开路时，能维持晶闸管继续导通的最小阳极电流。 2. 晶闸管元件导通时，流过晶闸管的电流大小取决于什么？晶闸管阻断时，承受的电压 大小取决于什么？ 答：负载。 电源电压和电路形式。 3. 双向晶闸管有哪四种触发方式？ 答：（ I ＋、I － 、III ＋ 、III － ） 4. 为什么半控桥式电路或带续流二极管的电路不能实现有源逆变？答：不能输出负电压。
变频器常用的几种控制方 式 Prepared on 22 November 2020
变频器常用的几种控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 电力机车控制 一、判断 1.机车的速度特性是指机车牵引力与运行速度的关系。（） 2.机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。（） 3.直流电力机车速度曲线比整流器电力机车的速度特性曲线下降更陡。（） 4.SS4改型机车Ⅲ级磁场削弱时，15R和16R同时投入，磁场削弱系数为0.3。 ( ) 5.网侧出现短路时，通过网侧电流互感器7TA及原边过流继电器101KC，使主断路器4QF 动作。 ( ) 6.SS4改型机车主电路接地保护采用接地继电器，这是一套无源保护系统。 ( ) 7.牵引工况下，每“转向架供电单元”设一套接地保护系统，除网侧电路外，主电路任一点接地时，接地继电器动作，通过其联锁，使主断路器4QF动作，实现保护。 ( ) 8.控制电路是为主电路服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成的一个电系统。 ( ) 9.劈相机起动电阻备有两组，更换使用，若起动电阻均不能使用时，可将闸刀开关296QS 倒向253C，改用电容分相起动。 ( ) 10.零压保护电路同时起到高压室门联锁阀的交流保护作用。 ( ) 11.控制电源柜由110V电源柜和蓄电池组成，通常二者并联运行，为控制电路提供稳定的110V电源。 ( ) 12.控制电源各配电支路均采用单极自动开关，它们既作为各支路的配电开关，可人为分合，又可作为各支路的短路与过流保护开关，进行保护性分断。 ( ) 13.交直交传动系统的功率/体积比小。（） 14.交流电机同直流电机相比，维修量可以减小。（） 15.交直交系统具有主电路复杂的特点。（） 二、填空 1.主电路按电压级可分为网侧高压电路、调压整流电路和电路三级。
“变频调速起重机电气控制系统项目实践” 项目技术报告 概要 简述该项目的基本情况及团队分工等 本次实训主要培养我们的动手操作，思维能力。我们小组之间分工合作，提高我们的团队意识以及团结合作的能力。 首先，我们进行了分组，以4人一小组为单位。实训过程中，以学生作为主体，通过小组合作、查阅资料完成实训任务，指导教师主要起指导、监督、答疑的作用，一般不替代学生进行实际操作。 在这仅仅两周的时间内要在电气技术基础平台课程的基础上，进一步将本学期已经学过的相关课程及在课程中已初步掌握的电气原理图的绘制设计、单元（技能）能力融合在一起，通过一个典型的设备电气控制方案的设计、元器件选型与采购、系统原理图的绘制、软件设计、产品的组装调试、产品质量检测检验分析与项目完成后的总结报告的撰写等完整工作过程的训练，培养学生完成一个实际工业设备电气控制项目的综合职业能力。
目录 第一章桥式起重机模拟实训装置概述 (2) 第一节结构概述 (2) 第二节电气系统 (3) 第三节电气控制原理 (5) 第二章桥式起重机元器件的选型 (19) 第一节起重机电气元器件选用 (19) 第三章桥式起重机模拟实训装置的使用规则与操作要点 (20) 第一节使用规则 (20) 第二节安全操作 (22) 第三节电控柜组装及通电检查 (26)
第一章 桥式起重机模拟实训装置概述 第一节结构概述 整套桥式起重机模拟实训装置由电控柜，行车桥架，移动装置及模拟驾驶室等部分组成，其整体装置如图所示： 起升机构、小车运行机构和大车运行机构是起重机的三个工作机构，各机构都备有单独的电动机，进行各自的驱动。 起重机分为单钩起重机、双钩起重机。单钩仅有一套起升机构；双钩有两个吊钩，即有主副两套独立的起升机构。主钩用来提升重的物件。副钩提升在其额定起重量范围内的物件，在它额定的负荷范围内也可协同主
第四章控制电路 第一节概述 控制电路的组成及作用 1、控制电源电路：直流110V稳压电源及其配电电路； 2、整备控制电路：完成机车动车前的所有操作过程，升弓、合闸、起劈相机、通风机等； 3、调速控制电路：完成机车的动车控制，即起动、加速、减速； 4、保护控制电路：是指保护与主电路、辅助电路有关的执行控制； 5、信号控制电路：完成机车整车或某些部件工作状态的显示； 6、照明控制电路：完成机车的外照明及标志显示。 第二节控制电源 一、概述 机车上的110控制电源由110V电源柜及蓄电池组构成。正常运行时，两者并联为机车提供稳定110V控制电源，降弓情况下，蓄电池供机车作低压实验和照明用，若运行中电源柜故障，由蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。 110V电源柜具有恒压、限流特点。主要技术参数如下： 396V+-单相交流50HZ 输入电源…………………………………25% 30% 输出额定电压……………………………直流110V±5%（与蓄电池组并联）输出额定电流……………………………直流50A 限流保护整定值…………………………55A±5% 静态电压脉动有效值……………………＜5V(与蓄电池组并联) 基本原理框图：
取自变压器辅助绕组的电源经变压器降压后，经半控桥式整流电流整流，再滤波环节滤波后与蓄电池并联（同时也兼起滤波作用）。给机车提供稳定的110V 直流控制电源。 二、主要部件的作用 电气原理图见附图（九） 600QA—控制电路的交流开关和总过流保护开关 670TC—控制电源变压器，变比为396V/220V，将取自201和202线上的单相交流电降压后送至半控桥 669VC—控制电源的整流硅机组，由V1～V4组成半控桥，将输入的220V交流电整流成直流电输出，通过674AC控制相控角度改变输出电压。 674AC—电控插件箱（包括“稳压触发”插件和“电源”插件），其中“稳压触发”插件自动控制晶闸管V1、V2的导通，并根据反馈信号适时调节相控角度，使控制电源输出电压保持在110V±5%（与蓄电池并联）；“电源”插件将110V变48V、24V、15V . 1MB、2MB—给674AC同步信号，并给GK1、GK2提供触发电压 GK1、GK2—给V1、V2提供门极触发电压 671L、673C—滤波电抗与滤波电容，对669VC输出的脉流电进行滤波 666QS—整流输出闸刀（机车上叫蓄电池闸刀），将整流滤波后的输出电源与蓄电池并联。
驱动电路的比较 电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。电力电子器件对驱动电路的一般性要求 ①驱动电路应保证器件的充分导通和可靠关断以减低器件的导通和开关损耗。 ②实现与主电路的电隔离。 ③具有较强的抗干扰能力，目的是防止器件在各种外扰下的误开关。 ④具有可靠的保护能力当主电路或驱动电路自身出现故障时(如过电流和驱动电路欠电压等)，驱动电路应迅速封锁输出正向驱动信号并正确关断器件以保障器件的安全。 按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型两类。晶闸管是半控型器件，一般其驱动电路成为触发电路，下面分别分析晶闸管的触发电路，GTO、GTR、电力MOSFET和IGBT的驱动电路。 1晶闸管的触发电路 晶闸管的触发电路的工作原理如下: 1 由V1、V2构成的脉冲放大环节和脉冲变压器TM和附属电路构成的脉冲输出环节两部分组成。 2 当V1、V2导通时，通过脉冲变压器向晶闸管的门极和阴极之间输出触发脉冲。 3 VD1和R3是为了V1、V2由导通变为截止时脉冲变压器TM释放其储存的能量而设的。
4 为了获得触发脉冲波形中的强脉冲部分，还需适当附加其它电路环节。 晶闸管的触发电路特点：触发脉冲宽度要保证晶闸管可靠导通，有足够的幅值也不能超过晶闸管门级的电压、电流和功率定额等参数。 2 GTO驱动电路 GTO的开通控制与普通晶闸管相似，下图为典型的直接耦合式GTO驱动电路，其工作原理可分析如下： 1 电路的电源由高频电源经二极管整流后提供，VD1和C1提供+5V电压，VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V电压，VD4和C4提供-15V电压。 2 V1开通时，输出正强脉冲；V2开通时，输出正脉冲平顶部分； 3 V2关断而V3开通时输出负脉冲；V3关断后R3和R4提供门极负偏压。GTO驱动电路的特点：触发脉冲前沿的幅值和陡度要足够，在整个导通期间都施加正门极电流。避免电路内部的相互干扰和寄生振荡，可得到较陡的脉冲前沿；缺点是功耗大，效率较低。 3GTR的驱动电路 下图为GTR的一种驱动电路，其包括电气隔离和晶体管放大电路两大部分，本电路的特点是：当负载较轻时，如果V5的发射极电流全部注入V，会使V过饱和，关断时退饱和时间延长。但是VD2和VD3构成贝克钳位电路可避免上述情况的发生。 V
电力机车工作原理 电气化铁路的回路就是火车脚下的铁路。机车先通过电弓从接触网(就是天上的电线) 上受电，在经过机车上的牵引变压器，整流柜，逆变，然后传入牵引电机带动机车，最后通过车轮传入钢轨。形成一个巧妙的电路。 和电传动内燃机车相比就是动力源不同，能量来自接触网，其他如走行部，车体等并没有本 质区别。通过受电弓将25KV的电压引至车内变压器，之后，若是交直流传动的，便进行整流，驱动直流电动机，电机通过齿轮驱动轮对。一般调节晶闸管的导通角度来调节功率，从而进行调速。交直交流传动的要在整流后加逆变环节，之后驱动异步电动机，驱动轮对。这种的调速较为复杂，要合理调节逆变的频率和整流的电压才能保证功率因数。大体过程就是这样。 电力机车是通过车顶上的集电弓(也称受电弓)从接触网获取电能，把电能输送到牵引电动 机使电动机驱动车轮运行的机车。 电力机车的分类： 1按机车轴数分： 四轴车：轴式为BO-BO ； 六轴车：轴式为CO-CO、BO-BO-BO ； 八轴车：轴式为2(B0-B0)； 十二轴车：轴式为2(C0-C0)、2(B0-B0-B0)。 轴式“ B ”表示一个转向架有2根轴；轴式“ C”表示一个转向架有3根轴；脚号“ 0”表示每个轴有一台牵引电机；"-"表示转向架之间是通过车体传递牵引力。 2、按用途分： (1)客运电力机车。用来牵引各种速度等级的客运列车，其特点是速度较高，所需牵引力较小。 ⑵货运电力机车。用来牵引货物列车，其特点是载荷大，牵引力大，但速度较低。 (3)客货通用电力机车。尤其是近年来新型电力机车中，其恒功运行速度范围大，可适用牵引客运列车，也可适用牵引货运列车。 3、按轮对驱动型式分： (1) 个别驱动电力机车指每一轮对是由单独的一台牵引电动机驱动的电力机车。 (2) 组合驱动电力机车指几个轮对用机械方式互相连接成组，共同由一台牵引电动机驱动 的电力机车。 现代电力机车大都采用个别驱动方式，而很少再采用组合驱动。 车和多流制电力机车。 直流制电力机车：即直流电力机车，它是由直流电网供电，采用直流牵引电机驱动的电力机车。 交流制电力机车：可分为单相低频(25Hz或16 2/3Hz)电力机车和单相工频(50Hz)电力机 车。 交直传动电力机车：是由接触网引人单相工频交流电经机车内的变流装置供给直(脉)流牵引电动机来驱动的机车。 交流传动电力机车：是由接触网引人单相工频交流电经机车内的变流装置供给交流(同步或异步）牵引电动机来驱动的机车。
淮北市热电有限公司 #1、#2行车变频改造方案 编制：史拥军 2013年3月8日
淮北市热电有限公司 #1行车变频器与PLC控制改造方案 1 引言 我公司#1行车是5T桥式抓斗行车，由操作台、运行机构和桥架组成的。运行机构是由三个基本独立的拖动系统组成： 1、大车拖动系统。拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动（以操作者的 坐向为准），大车的行走由2 台11kW绕线电机牵引。 2、小车拖动系统。拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。小车的行走由1台3.7kW 的绕线电机牵引。 3、抓斗吊拖动系统。拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合 运动。抓斗的升降绳和开闭绳各由1套卷扬机构操纵，卷扬机构的驱动电机为2台30kW绕线电机。 抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。在抓斗的使用过程中存在以下问题： （1）由于采用转子串电阻的方法调速，机械振动大，行车不稳定，定位困难，抓斗摆动严重，容易造成机械设备的损坏。转速随负荷变化，调速效果差，所串电阻因长期发热而使电能消耗较大，效率较低。 （2）抓斗的电机采用绕线电机，经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热，造成维护量大。另外，操作员在抓斗定位时，经常打反车，使电机产生过载现象，影响电机的使用寿命。 （3）由于抓取搬运工作的距离较近，电机处于频繁启动及变速状态，控制电机的时间继电器和交流接触器处于频繁动作状态，电气元件容易损坏。
（4）在抓取原煤后提升时，难以保证升降绳与开闭绳均匀受力，严重影响钢丝绳的使用寿命。 交流变频器调速已广泛应用到许多领域，而PLC可以实现输入、输出信号的数字化，利用编程能实现多种功能，由二者配合构成的数字控制系统，可大大改善原有的控制系统的功能，也可以解决桥式抓斗故障率高的问题。 2#1行车变频加PLC控制改造预期评估： （1）采用变频器及PLC对#1行车改造。控制系统由于省去了切换转子电阻的交流接触器、串联电阻等电气元件，电气控制线路大为简 化。行车启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少了负 载波动，安全性大幅提高。 （2）采用PLC代替原来复杂的接触器、继电器控制系统，电路实现了无触点化，故障率大大降低。 （3）采用变频调速，机械特性硬，负载变化时各档速度基本不变。轻载时也不会因操作不当而出现失控现象。变频器还可根据现场情况， 很方便地调整各档速度和加减速时间，使吊车操作更加灵活迅速。 采用变频调速同时也实现了电机的软起动，避免了机械受大力矩 冲击的损伤和破坏，减少了机械维护及检修费用，提高了设备的 运行效率。 （4）采用变频调速后，电机可以在基本停住的情况下进行抱闸，闸皮的磨损情况将大为改善。 （5）由于用鼠笼电机取代了绕线电机，消除了电刷和滑环经常出的故障。 （6）节能效果好。绕线电机在低速运行时，转子回路的外接电阻消耗大
2.指标与标准
性能指标：
总谐波畸变率THD（Total Harmonic Distortion） THD = Harm Irms / Fund Irms 总要求畸变率TDD（Total Demand Distortion） TDD = Harm Irms / Full-load Fund Irms
Total I, rms 936.68 836.70 767.68 592.63 424.53 246.58 111.80 Measured Fund I, Harm I, rms rms THD(I) 936.00 35.57 3.8% 836.00 34.28 4.1% 767.00 32.21 4.2% 592.00 27.23 4.6% 424.00 21.20 5.0% 246.00 16.97 6.9% 111.00 13.32 12.0%
Full load
TDD 3.8% 3.7% 3.4% 2.9% 2.3% 1.8% 1.4%
基波位移因数DF1（Displacement Factor） cosΦ1＝P1/S1＝基波有功功率/基波视在功率 功率因数PF （Power Factor） PF＝P/S＝有功功率/视在功率
标准：
国际标准： IEEE Std 519-1992、 IEEE Std 1159-2009 、 欧共体标准《公用配电系统供电电压特性》、 IEC 61000-2-2、IEC 61000-3-6、IEC 61000-3-2、IEC 61000-3-4、IEC 61000-4-7等 国内标准： SD 126-84 《电力系统谐波暂行规定》、 GB/T 14549-93 《电能质量 公用电网谐波》等
编号：AQ-JS-05365 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 变频器的控制电路及几种常见 故障分析 Control circuit of frequency converter and analysis of several common faults
变频器的控制电路及几种常见故障 分析 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 1、引言 随着变频器在工业生产中日益广泛的应用，了解变频器的结构，主要器件的电气特性和一些常用参数的作用及其常见故障对于实际工作越来越重要。 2、变频器控制电路 给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的网络，称为控制回路，控制电路由频率，电压的运算电路，主电路的电压，电流检测电路，电动机的速度检测电路，将运算电路的控制信号进行放大的驱动电路，以及逆变器和电动机的保护电路等组成。无速度检测电路为开环控；在控制电路增加了速度检测电路，即增加速度指令，可以对异步电动机的速度进行更精确的闭环控制。
（1）运算电路将外部的速度，转矩等指令同检测电路的电流，电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。 （2）电压、电流检测电路为与主回路电位隔离检测电压，电流等。 （3）驱动电路为驱动主电路器件的电路，它与控制电路隔离，控制主电路器件的导通与关断。 （4）I/O电路使变频更好地人机交互，其具有多信号（比如运行多段速度运行等）的输入，还有各种内部参数（比如电流，频率，保护动作驱动等）的输入。 （5）速度检测电路将装在异步电动机轴上的速度检测器（TG、PLG等）的信号设为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。 （6）保护电路检测主电路的电压、电流等。当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压，电流值。 逆变器控制电路中的保护电路，可分为逆变器保护和异步电动
第6章交流—交流变换电路课后复习题及答案 第1部分：填空题 1.改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。 2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为0~180O，随 α 的增大，U o 减小，功率因数λ减小。 3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜?(?=arctan(ωL/R) )时,VT1的导通时间 越来越短 ,VT2的导通时间越来越长。 4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角 α 的移相范围为90°~ 180°，线电流中所含谐波的次数为 k。 6= ±k ,2,1 ,1 5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等。 第2部分：简答题 1.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？ 答：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断。改变通态周期数和断态周期数的比，可以方便地调节输出功率的平均值，这种电路称为交流调功电路。 交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。交流调功电路常用于电炉的温度控制，像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制，只要以周波数为单位进行控制就足够了。 2.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。 答：交流调功电路和交流电力电子开关都是控制电路的接通和断开，但交流调功电路是以控制电路的平均输出功率为目的，其控制手段是改变控制周期内电路导通周波数和断开周波数的比。而交流电力电子开关并不去控制电路的平均输出功率，通常也没有明确的控制周期，而只是根据需要控制电路的开通和断开。另外，交流电力电子开关的控制频度通常比交流调功电路低得多。 4. 交交变频电路的主要特点和不足是什么？其主要用途是什么？ 答：交交变频电路的主要特点是： 只用一次变流效率较高；可方便实现四象限工作，低频输出时的特性接近正弦波。 交交变频电路的主要不足是： 接线复杂，如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输出功率因数较低；输入电流谐波含量大，频谱复杂。 主要用途：500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低转速的交流调速电路，如轧机主传动装置、鼓风机、球磨机等场合。
电力机车控制电路分析 一、填空题 1.当机车 运行时，若一台机车故障，要求不影响另一台机车运行。 2. 在保护电器动作引起主断路器跳闸后，应有零位联锁，即要重新合闸，机车各电器须处于起动前状态，各按键开关须先 。 3. 要求电气制动与机械制动之间有一定的 。 4. 机车上的联锁方法有两大类，即机械联锁与 。 5. 在电气的工作线圈旁并联一电容，在线圈断电后，由于电容可通过电器线圈放电，因此使线圈延时失电，从而使电器 。 6. 在继电器吸合后， 打开，电阻接入电路中，使流过继电器的电流减小， 从而使继电器返电系数有所提高。 7. 调速控制电路：完成机车的调速控制，即起动、加速、减速，主要由主、 辅 进行主令控制。 8. 控制电路一般由主令电器、各种功能的继电器、接触器、转换开关、保护电器以及 等主要部件组成。 9. SS8型电力机车控制电源为直流 伏，由晶闸管半控桥式整流自动稳压装置 提供。 10. 110V稳压电源具有恒压、限流的特点，输出电压稳定为110±5.5V，输出电流限为 。 11. 110V电源主电路采用 。 12. 一般情况下机车在库内可以由辅助电路库用开关6QP 输入 V 单相电源， 由稳压电源投入工作而提供控制电路用电源。 13. 司机台上显示控制电路接地。各负载电路的接地保护通过各自的 实现。 14. 控制电源各配电支路均采用自动开关，它们既作为各支路的配电开关可人为分合，又可作为各支路的短路与 ，进行保护性分断。 15. 是化学能与电能互相转换的装置，它能把电能转变为化学能储存起来， 使用时再把化学能转变为电能，而且变换的过程是可逆的。 16. 蓄电池组的标称电压为 。
学院 电力电子课程设计题目： DC/DC PWM控制电路的设计 小组成员： 学号： 学部（系）：机械与电气工程学部 专业年级：电气133 指导教师： 2 年 12 月 16 日 - 1 -
目录 一、总体设计方案...................... 错误！未定义书签。 二、设计原理及各部分功能.............. 错误！未定义书签。 三、实验所得的各个波形................ 错误！未定义书签。 四、TL494及相关器件说明............... 错误！未定义书签。 五、总结及心得体会................................. - 9 - - 2 -
一、总体设计方案 ●题目 DC/DC PWM控制电路的设计 ●题目介绍 电力电子电路控制中广泛应用着脉冲宽度调制技术（Pulse Width Modulation, 简称PWM），将宽度变化而频率不变的脉冲作为电力电子变换电路中功率开关管的驱动信号，控制开关管的通断，从而控制电力电子电路的输出电压以满足对电能变换的需要。由于开关频率不变，输出电压中的谐波频率固定，滤波器设计比较容易。 本课程设计主要采用比较常用的PWM集成芯片TL494（也可用其它芯片）完成设计，让同学们初步掌握PWM控制电路的设计方法。 ●课设要求 1. 设计基于PWM芯片的控制电路，包括外围电路。按照单路输出方案进行设计，开关频率设计为10KHz；具有软起动功能、保护封锁脉冲功能，以及限流控制功能。电路设计方案应尽可能简单、可靠。 2. 实验室提供面包板和器件，在面包板或通用板上搭建设计的控制电路。 3. 设计并搭建能验证你的设计的外围实验电路，并通过调试验证设计的正确性。 4. 扩展性设计：增加驱动电路部分的设计内容。 - 3 -
《电力机车控制》课程复习资料 一、判断题： 1.机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。 [ ] 2.为保持整流电流的脉动系数不变，要求平波电抗阻器的电感为常数。 [ ] 3.机车的速度特性是指机车牵引力与运行速度的关系。 [ ] 4.机车的起动必须采用适当的起动方法来限制起动电流和起动牵引力。 [ ] 5.SS4改型机车Ⅲ级磁场削弱时，15R和16R同时投入，磁场削弱系数为0.3。 [ ] 6.SS4改型机车主电路接地保护采用接地继电器，这是一套无源保护系统。 [ ] 7.机械联锁可以避免司机误操作。 [ ] 8.控制电路是为主电路服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成的一个电系统。 [ ] 9.交流电机同直流电机相比，维修量可以减小。 [ ] 10.直流传动是我国电力机车传动的主要方式。 [ ] 11.零压保护电路同时起到高压室门联锁阀的交流保护作用。 [ ] 12.机车故障保护的执行方式有跳主断路器、跳相关的接触器、点亮故障信号显示。 [ ] 13.交直交传动系统的功率/体积比小。 [ ] 14.当司机将牵引通风机按键开关合上后,不但能使通风机分别起动,还能使变压器风机和油泵起动。 [ ] 15.逆变器用于将三相交流电变为直流电。 [ ] 16.交直交系统具有主电路复杂的特点。 [ ] 17.压缩机的控制需要根据总风压的变化由司机操作不断起动。 [ ] 18.整流电路的作用是将交流电转换为直流电。 [ ] 二、单项选择题： 1.机车安全运行速度必须小于机车走行部的( )或线路的限制速度。 [ ] A.旅行速度 B.构造速度 C.持续速度 2.制动电阻柜属于( )电路的电器设备。 [ ] A.主 B.辅助 C.控制 3.SS4改型电力机车固定磁场削弱系数β为 [ ] A.0.90 B.0.96 C.0.98 4.SS4改型机车控制电路由110V直流稳压电源、( )以及有关的主令电器各种功能的低压电器及开关等 组成。 [ ] A.硅整流装置 B.电路保护装置 C.蓄电池组 5.SS4 改型电力机车采用的电气制动方法为 [ ] A.再生制动 B.电磁制动 C.加馈电阻抽制动 6.SS4改型电力机车主电路有短路、过流、过电压及( )等四个方面的保护。 [ ] A.欠流 B.欠压 C.主接地 7.辅助电路线号为“( )”字头的3位数流水号。 [ ] A.1 B.2 C.3 8.电力机车上的两位置转换开关作用之一是转换牵引电机中( )的电流方向， 以改变电力机车的运行方向。 [ ] A.励磁绕组 B.换向绕组 C.电枢绕组 9.SS4改型电力机车电气设备中电压互感器的代号为 [ ] A.TA https://www.doczj.com/doc/8610702701.html, C.TM 10.平波电抗器属于( )电路的电器设备。 [ ] A.主 B.辅助 C.控制 11.( )电源由自动开关 606QA，经导线640提供电源。 [ ] A.前照灯 B.副前照灯 C.副后照灯 12.压缩机故障时可以通过( )中的故障隔离隔离开关进行隔离。 [ ] A.辅助电路 B.控制电路 C.主电路 13.调速控制电路的配电由自动开关( )经导线465提供。 [ ]
变频器驱动电路常用的几种驱动IC 变频器驱动电路中常用IC，共有为数不多的几种。可以设想一下，变频器电路的通用电路，必定是主电路（包括三相整流电路和三相逆变电路）和驱动电路，即便是型号的功率级别不同的变频器，驱动电路却往往采用了同一型号的驱动IC，甚至于驱动电路的结构和布局，是非常类似的和接近的。 早期的和小功率的变频器机种，经常采用TLP250、A3120（HCPL3120）驱动IC，内部电路简单，不含IGBT保护电路；以后被大量广泛采用的是PC923、PC929的组合驱动电路，往往上三臂IGBT采用PC923驱动，而下三臂IGBT则采用PC929驱动。PC929内含IGBT检测保护电路等；智能化程度比较高的专用驱动芯片A316J，也在大量机型中被采用。 通过熟悉驱动IC的引脚功能和掌握相关的检测方法，达到对驱动电路进行故障判断与检测的能力，以及能对不同型号的驱动IC应急进行代换与修复。 一、TLP250和HCPL3120驱动IC： 8 Vcc 7 Vo 6 Vo 5 GND 8 Vcc 7 Vo 6 Vo 5 GND 8 Vcc 7 Vo 6 Nc TLP250 HCPL3120/ J312 HCNW3120 图1 三种驱动IC的功能电路图 TLP250：输入IF电流阀值5mA，电源电压10∽35V，输出电流±0.5A，隔离电压2500V，开通/关断时间（t PLH/ t PHL）0.5μs。可直接驱动50A1200V的IGBT模块，在小功率变频器驱动电路中，和早期变频器产品中被普遍采用。 HCNW3120（A3120）：与HCPL3120、HCPLJ312内部电路结构相同，只是因选材和工艺的不同，后者的电隔离能力低于前者。输入IF电流阀值2.5mA，电源电压15∽30V，输出电流±2A，隔离电压1414V，可直接驱动150A/1200V的IGBT模块。 三种驱动IC的引脚功能基本一致，小功率机型中可用TLP250直接代换另两种HCNW3120和HCPL3120，大多数情况下TLP350、HCNW3120可以互换，虽然它们的个别参数和内部电路有所差异，如TPL250的电流输出能力较低，但在变频器中功率机型中，驱动IC往往有后置放大器，对驱动IC的电流输出能力就不是太挑剔了。 驱动IC实质上都为光耦合器件，具有优良的电气隔离特性。输入侧内部电路为一只发光二极管，有明显的正、反向电阻特性。用指针式万用表×1k档测量，2、3脚正向电阻约为100kΩ左右，反向电阻无穷大；用×10k档测量，正向电阻约为25kΩ左右，反向电阻也为无穷大。当然2、3脚与输出侧各引脚电阻，都是无穷大的。5、6脚和5、8脚之间，均有鲜明的正、反向电阻，当5脚搭红表笔时，有10kΩ/30 kΩ的电阻值，5脚接黑表笔时，电阻值接近于无穷大。因选材、工艺和封装型式的不同和测量
简述变频器最常用的控制方式 来源: https://www.doczj.com/doc/8610702701.html, 发布时间: 2011-05-21 17:29 152 次浏览大 小: 16px14px12px 简述变频器最常用的控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。 1 变频器简介 1.1 变频器的基本结构 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变远程抄表换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。 1.2 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2 变频器中常用的控制方式 2.1 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。 (1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，远程监控系统基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变
第一章 填空题： 1.电力电子器件一般工作在_开关__状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为_通态损耗_，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为_开关损耗。 3.电力电子器件组成的系统，一般由_主电路_、_驱动电路_、_控制电路_三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加_保护电路_。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型器件、双极型器件、复合型器件三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为单向导通。 6.电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。 7.肖特基二极管的开关损耗__小于_快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为正向有触发则导通、反向截止。（SCR晶闸管） 9.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L_大于I H。（I L=2~4I H） 10.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM_小于_Ubo。 11.逆导晶闸管是将_二极管_与晶闸管_反并联_（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。 12.GTO的__阴极和门极在器件内并联_结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。（GTO门极可关断晶闸管） 13.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为_二次击穿_ 。 14.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的_截止区_、前者的饱和区对应后者的_放大区_、前者的非饱和区对应后者的_饱和区_。 15.电力MOSFET的通态电阻具有正温度系数。（MOSFET场效应晶体管、GTR电力晶体管、IGBT绝缘栅双极型 16.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而_略有下降_，开关速度_低于_电力MOSFET 。晶体管） 17.功率集成电路PIC分为二大类，一类是高压集成电路，另一类是智能功率集成电路。 18.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动和电流驱动两类。 19.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是负脉冲_。 20.GTR的驱动电路中抗饱和电路的主要作用是使基极驱动电流不进入放大区和饱和区。 21.抑制过电压的方法之一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。在过电流保护中，快速熔断器的全保护适用于小功率装置的保护。 22.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快恢复型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。 23.晶闸管串联时，给每只管子并联相同阻值的电阻R是_静态均压_措施，给每只管子并联RC支路是动态均流措施，当需同时串联和并联晶闸管时，应采用_先串后并_的方法。 24.IGBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有负温度系数,在1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。 25.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是_电力二极管_，属于半控型器件的是_晶闸管_，属于全控型器件的是GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、电力MOSFET（电力场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）；属于单极型电力电子器件的有电力MOSFET（电力场效应管），属于双极型器件的有晶闸管（SCR）、GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、电力二极管，属于复合型电力电子器件得有IGBT（绝缘栅双极型晶体管）；在可控的器件中，容量最大的是GTO（门极可关断晶闸管），工作频率最高的是IGBT（绝缘栅双极型晶体管），属于电压驱动的是电力MOSFET（电力场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管），属于电流驱动的是晶闸管（SCR）、GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管）、电力二极管。1.应用电力电子器件的系统组成如题图1-27所示，试说明其中各个电路的作用？（单复合型电压型，双型为电流型） 主电路：实现系统的系统功能。 保护电路：防止电路的电压或电流的过冲对系统的破坏。 驱动电路：将信息电子电路传递过来的信号按照控制目标的 要求转换成使电力电子器件开通或关断的信号，此信号加在器件 的控制端和公共端之间，对半控型器件只需要提供开通信号。 检测电路：检测主电路和应用现场的信号，再根据这些信号