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ups电源 不间断电源系统解析

2024-07-16

　　调速交流电机驱动器

　　交流输出系统的第二个应用是可调电压、可调频率逆变器，它由直流电源供电，为可调速交流电机供电。为了在很宽的速度范围内高效运行，交流电机必须配备可调电压和可调频率电源。电压和频率并非完全独立，通常以保持恒定的电压与频率比的方式变化。也就是说，交流电压越高、频率越高，电机速度就越高。由于电源是直流，而感应电机的功率因数滞后，因此必须为逆变器中使用的开关设备提供强制换向。如果使用晶闸管，则必须为它们提供辅助组件，以将晶闸管电流降至零，并在先前导通的设备上提供反向电压。具有自换向能力的晶体管在 200 马力以下的逆变器中越来越受欢迎。逆变器由相对固定的直流电压源供电;因此必须在逆变器中提供输出电压的控制。首选技术是通过在电机基频的给定半周期内多次以开关模式操作晶体管来对输出电压进行脉冲宽度调制。功率晶体管的开启和关闭时间以微秒为单位，可以在 60 赫兹电压的一个半周期内多次开启和关闭，这对应于两极感应电机的 3600 rpm 同步速度。已经提出了各种形式的脉冲宽度调制 (PWM)，其中正弦波整形是一种首选方法。基于微处理器的控制系统和存储程序存储器设备的快速发展降低了它们的成本和复杂性，以至于它们可用于生成脉冲宽度调制开关时间。

　　感应加热电源

　　在此应用中，高频交流电源被转换为局部加热，用于熔化和热处理金属和铁质部件。频率相对固定，取决于应用。低频 60-180 赫兹用于大型铁质加热和熔化应用，而 10-50 千赫兹用于金属部件的表面硬化和超声波清洗槽。此应用要求使用感应线圈或换能器将交流电源耦合到负载中。由于工作线圈的功率因数滞后，因此需要使用固定或可分步调节的电容器来提高功率因数。大功率应用需要使用晶闸管，并且由于工作频率高于 60 赫兹，因此需要强制换向。选择工作线圈的电感、外部电容和负载电阻来形成欠阻尼谐振电路。负载电阻的变化只会改变阻尼比，几乎不会影响谐振频率。晶闸管中的正弦电流波形使它们能够在更高的频率下工作，同时降低损耗。图 66显示了由三相交流电源供电并为单相负载供电的感应加热逆变器。大功率系统使用此技术来平衡三相电源上的负载。

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