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一個三相組可以得到不同極性的電瑪 *但不能得到兩個方向的電流,要輸出交流電必須將兩個三相組反并聯連接。反并聯電路有兩種工作方式,無環流和有環流。無環流工作時,只觸發通過負載電流的那組晶閘管,正向電流時觸發正組,反向電流時觸發負組,任何時刻僅一組晶閘管工作。在換組時為使電流平滑,兩組電壓必須相等,因此要求正組移相角卸與負組移相角 +之和為 ’,-電角,即
/ 0 1 ’,-(’ (2 (2)
.
無環流工作不能保證電流在任何情況下連續。電流斷續情況下,輸出電壓與控制電壓不再為線性關系,輸出電壓畸變加大,因此交交型變速恒頻電源的變頻器一般不用這種工作方式。
對于有環流工作,正負組同時加觸發信號,兩組同時工作。如兩組移相角關系仍滿足式( ’(2 (2),則兩組輸出電壓平均值相等,組間沒有直流環流或交流基波環流。但兩組電壓瞬進值不同,產生電壓的脈動分量引起環流,此環流應用電抗器限制。
有負載時,通過正在工作的晶閘管組電流等于負載電流與環流之和,另一組只流過環流。
變頻器的正向負載電流只能由正組承擔,反向電流只能由負組承擔,因此,變壓器的工作狀態和負載性質有關。負載電流為正,正組輸出電壓也為正;負載電流為負。負組電壓也為負,這樣正負兩組都只在整流狀態工作。
感性負載時電流 3滯后于電壓 ,正向電壓降到零的時刻正向電流繼續流通。所以對正組來說電壓到零前的一段時間內,電壓和電流同方向,都為正,變頻器為整流工作方式;后一段時間,電壓和電流反向,變頻器為逆變工作方式。同樣負組也有整流與逆變兩種工作狀態,容性負載時變頻器的工作,也有整流和逆變兩種工作狀態。
如果電壓和電流正好反相,表示負載側能量反回交流電源。因此,該負載不應是耗能電阻或別的無源網絡,必須是能產生交流電能的發電機。由此可見交交變頻器中電能可以雙向傳輸,他有好的可逆性。
第二節 4交直交型變速恒頻電源
一、組成
如果在無刷直流發電機的輸出端接逆變器,用于將直流電轉變為恒頻交流電,這就是交直交型變速恒頻電源。因為變頻交流發電機的交流電先轉變為直流電,然后再把直流電轉變為恒頻交流電,因此,又稱這種電源為有直流環節的變速恒頻電源。與交交型一樣,交直交型電源的額定頻率為 567,額定電壓為 ’’8 9 ):,三相四線制,中線接機體。
•’25)•
逆變器可用晶閘管也可用晶體管構成。晶閘管必須有專門的換向電路,線路復雜,換相可靠性低些,故目前大都采用功率晶體管。
推挽式逆變器的兩只晶閘管輪流導通,相當一只轉換開關,輸出電壓為一寬 "的方波,控制橋式逆變器功率晶體管 %&和 %’的導通時刻,輸出電壓可為寬 "—&準矩形波,除有基波外,還有高次諧波。波形的博里葉展開式為
(())* &+’-./0,01,,),, *,2,3.( 42 4’)
, * ,"
’-
對于方波, * ,則基波幅值為 ",,次諧波幅值為基波幅值的 ,。其中 2次諧波的幅值
最大,為2’-"。
準矩形波的各次諧波幅值與相位角 有關,如 * 2,則 2和 2的倍數次諧波為零。寬 ’’的矩形波的 3次和 3的倍數次諧波為零。總諧波含量 是表示電壓波形畸變的主要指標
, *2
*
&5&,+
5( 42 43)
式中, 5為基波電壓幅值, 5 為 ,次諧波幅值。寬 "的方波 * ’67,寬 &的矩形波
* 27。電源含有這樣大總諧波含量是不能在飛機上使用的,飛機供電特性及對用電設備的要求( 89:一 "—";)電壓波形總諧波含量應小于 37。為此,這兩種逆變器的輸出必須接濾波器。由于 2、3、6等低次諧波幅值較大,濾波器的體積重量也必然較大。為此,必須尋求輸出電壓比較接近正弦波的逆變器,目前主要有兩種類型,一種采用階梯波合成原理,另一種采用正弦脈寬凋制原理,這里不討論線性工作或準線性工作的晶體的,
管放大器,他們都可得到較好的輸出電壓波形,但效率較低損耗大,不適合轉換大功率電能。用上述兩種原理構成的逆變器功率晶體管都在開關狀態工作,效率高。
二、階梯波合成逆變器
將幾臺逆變器的輸出按一定規律疊加構成的多通道逆變器稱為階梯波合成逆變器,通常用變壓器合成,合成后的輸出電壓諧波含量較小,易于濾波,因而裝置的體積小、重量輕、性能好。
兩臺相同的雙通道逆變器的級聯構成四通道逆變器,他的輸出功率是單臺逆變器的四倍。如果兩雙通道逆變器的控制信號互相差 3‘電角,則四通道逆變器中的 <和 2等次諧波互相抵消,輸出電壓中除基波外,僅含 &’= >( = *,&,2.)次高次諧波,其幅值為基波幅值的 ?&’= >,即最低次諧波為 &2和 &3次,他的幅值為基波的 ? &2和 ? &3。六通道逆變器是三臺兩通道逆變器的合成,控制信號互差 電角,他的最低次諧波為 23和 26次,諧波幅值為基波的 ? 23和 ? 26。由此可見,階梯波合成逆變器的最低次諧波與通道數(即末級功率晶體管數)密切相關。
階梯波合成逆變器的功率管數量較多,主電路復雜,必須有 ’@A綜合變壓器,所以體積重量較大。 •2’2•
父況匯流條控制器 " "%用于調節輔助動力裝置的 &’()無刷交流發電機電壓,操縱負載中心的繼電器和接觸器,保護交流匯流條及饋電線,同時使駕駛員在任何情況下都可對電氣系統進行手動控制。
直流匯流條控制器 *" "%對直流系統的接觸器實行手動或自動控制,控制直流電源、蓄電池和直流匯流條的工作。功率分配器 *是負載中心,他連接所有電源,并將電源與用電設備匯流條或用電設備相接。電源管理箱 +,有多個數字顯示器,指示 -電源的電壓、頻率、電池電流、負載電流和蓄電池的充放電等。
三、正弦脈寬調制逆變器
正弦脈寬調制型逆變器像階梯波合成逆變器一樣,輸出電壓中低次諧波分量較小,易寸:濾波,但所用功率器件少,沒有綜合變壓器,主電路比較簡單正弦脈寬調制方式較多,有的是以減少最低次諧波為目的,有的是以有最小的總諧波含量為目的。
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飛機檢測與維修實用手冊 4(106)