变频电源的输出特性分析
各种负载(包括纯阻性负载,感性负载,容性负载,非线性负载)下,大功率变频电源的输出特性.实验结果表明该变频电源在各种不同性质的负载下输出电压及频率都很稳定.
众所周知,我们所使用的市电频率是50Hz,但是,在实际生活中,有时需要的电源频率不是50Hz,这就需要变频电源.对一个电源来说,用户期望它在各种性质的负载下,都能输出稳定的电压,变频电源也不例外.因此,有必要研究变频电源在各种性质的负载(纯阻性,感性,容性,非线性)下的输出特性.
1 50Hz的三相电网电压经变频器整流逆变后,输出频率可变(用户可自行调节输出频率)的正弦波,经LC滤波后,再经过升压变压器(作用是升压和隔离)加到三相负载上.三相负载可以是纯阻性,感性,容性和非线性.
本实验期望得到的结果是,当变频器的输出电压和输出频率设定为固定值时,此变频电源装置能在各种性质的负载下,输出稳定的电压和频率.
2 参数选择
2．1 变频器本实验用的变频器是
SIEMENS公司的MIDIMASTERVECTOR(MDV),它的输出功率是7.5kW,额定输入电压380V,输出电压可调,输入频率50Hz,输出频率可调.
2．2 变压器及滤波参数由于变频器输入额定电压是380V,输出电压在0~380V范围内可调,本实验设定变频器输出电压最高为300V,因此,就需要一个升压变压器,变比为300/380,使加在负载两端的电压为380V.由于采用的滤波电路为LC滤波,其滤波电感和电容须满足式(1)1/2μ(根号LC)≤根号f1fs (1)式中:fs为变频器的开关频率,fs=4kHz;f1取为fs.所以根号f1fs=根号(800×4000)=1789Hz如果取L=7mH,C=1.5μF,则=1/[2π(根号LC)]1553Hz满足式(1).
在综合分析了上述实验波形及数据后,总结如下:
1)当变频器输出频率设定为60Hz时,变频电源在各种性质的负载下输出频率也为60Hz,波动很小,符合设计要求;
2)在纯阻性负载情况下,变频器输出电压设定为300V,变频电源输出电压峰值为540V,在510V~564V的范围内(理论值的波动在±5%范围内);
3)在感性负载情况下,由于所用电感的漆包线比较细,承受电流比较小,最多3A,因此,把变频器输出电压调节为230V,此时变频电源输出电压峰值为420V,照此推论,如果变频器输出电压为300V,则变频电源输出电压峰值为549V,也在510V~564V的范围内,满足要求;
4)在容性负载情况下,当电阻与电容串联时,变频器输出电压为298.4V,变频电源输出电压峰值为530V;当电阻与电容并联时,变频器输出电压为303V,变频电源输出电压峰值为540V;
5)在非线性负载情况下,变频器输出电压仍然设定为300V,此时变频电源输出电压峰值为530V,也在510V~564V的范围内,同样满足要求.
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本文可能所用到的IC型号：
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