怎樣把交流變成直流
研究小組成員：………
指導老師：…….
隨著電網建設的發展，直流輸電將在我國西電東送和全國聯網工程中起著重要的作用。因此，對交直流混合電網執行的研究也更為迫切。作為暫態計算及穩態計算的基礎，可靠的交直流潮流計算方法對交直流電網的分析尤為重要目前，交直流潮流方法主要有統一迭代法和交替迭代法。
統一迭代法完整地考慮了交、直流變數之間的耦合關係，對各種網路及執行條件的計算，均呈現良好的收斂特性。但其雅可比矩陣的階數比純交流系統的要大，文獻[1]提出的演算法每增加一條ⅳ端直流系統，雅可比矩陣需增加5n階，文獻[2]所提演算法則需增加7n一1階，因而對程式編制的要求高，占用記憶體較多，同時計算時間長。交替迭代法的交、直流系統潮流方程分開求解，直流部分與交流部分可選用不同的潮流演算法，程式設計比較方便，且可利用現有純交流系統潮流演算法成果。
另外，交替迭代法也更容易在計算中考慮直流變數的約束條件及執行方式的合理調整。早期的交替迭代法忽略了交直流系統之間的耦合，收斂性較差，尤其當交流系統較弱時。文獻[4]提出了改進的交替迭代法，將直流系統的有功和無功功率用換流站的交流母線電壓表示，在考慮交直流系統耦合的同時，消去了潮流方程中的直流變數。
但對多種控制方式的實現略顯複雜。
直流變頻和交流變頻的原理是什麼？？
一、變頻器工作原理
主電路是給非同步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類[1]:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流迴路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流迴路濾波是電感。
它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的「整流器」，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的「平波迴路」，以及將直流功率變換為交流功率的「器」。
（1）整流器：最近大量使用的是二極體的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組電晶體變流器構成可逆變流器，由於其功率方向可逆，可以進行再生運轉。
（2）平波迴路：在整流器整流後的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，採用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。
裝置容量小時，如果電源和主電路構成器件有餘量，可以省去電感採用簡單的平波迴路。
（3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關器件導通、關斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關時間和電壓波形。
控制電路是給非同步電動機供電（電壓、頻率可調）的主電路提供控制訊號的迴路，它有頻率、電壓的「運算電路」，主電路的「電壓、電流檢測電路」，電動機的「速度檢測電路」，將運算電路的控制訊號進行放大的「驅動電路」，以及逆變器和電動機的「保護電路」組成。
（1）運算電路：將外部的速度、轉矩等指令同檢測電路的電流、電壓訊號進行比較運算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。
（2）電壓、電流檢測電路：與主迴路電位隔離檢測電壓、電流等。
（3）驅動電路：驅動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導通、關斷。
（4）速度檢測電路:以裝在非同步電動機軸機上的速度檢測器(tg、plg等)的訊號為速度訊號，送入運算迴路，根據指令和運算可使電動機按指令速度運轉。 （5）保護電路:
檢測主電路的電壓、電流等，當發生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和非同步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。
變頻器基礎原理知識
1、什麼是變頻器？[1]
變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現對交流異
變頻器步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因素、過流/過壓/過載保護等功能。國內技術較領先的品牌有匯川、歐瑞(原煙台惠豐)、三晶、藍海華騰。
2、pwm和pam的不同點是什麼？
pwm是英文pulse width modulation(脈衝寬度調製)縮寫，按一定規律改變脈衝列的脈衝寬度，以調節輸出量和波形的一種調值方式。
pam是英文pulse amplitude modulation (脈衝幅度調製) 縮寫，是按一定規律改變脈衝列的脈衝幅度，以調節輸出量值和波形的一種調製方式。
3、電壓型與電流型有什麼不同？
變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流迴路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流迴路濾波是電感。
4、為什麼變頻器的電壓與頻率成比例的改變？
任何電動機的電磁轉矩都是電流和磁通相互作用的結果，電流是不允許超過額定值的，否則將引起電動機的發熱。因此，如果磁通減小，電磁轉矩也必減小，導致帶載能力降低。
由公式e=4.44*k*f*n*φ 可以看出，在變頻調速時，電動機的磁路隨著執行頻率fx是在相當大的範圍內變化，它極容易使電動機的磁路嚴重飽和，導致勵磁電流的波形嚴重畸變，產生峰值很高的尖峰電流。
因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時控制變頻器輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現象的產生。這種控制方式多用於風機、幫浦類節能型變頻器。
5、電動機使用工頻電源驅動時，電壓下降則電流增加；對於變頻器驅動，如果頻率下降時電壓也下降，那麼電流是否增加？
頻率下降（低速）時,如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、採用變頻器運轉時，電機的起動電流、起動轉矩怎樣？
採用變頻器運轉，隨著電機的加速相應提高頻率和電壓，起動電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同，為125%~200%)。用工頻電源直接起動時，起動電流為額定電流6~7倍，因此，將產生機械電氣上的衝擊。採用變頻器傳動可以平滑地起動(起動時間變長)。
起動電流為額定電流的1.2~1.5倍，起動轉矩為70%~120%額定轉矩；對於帶有轉矩自動增強功能的變頻器，起動轉矩為100%以上，可以帶全負載起動。
7、v/f模式是什麼意思？
頻率下降時電壓v也成比例下降，這個問題已在回答4說明。v與f的比例關係是考慮了電機特性而預先決定的，通常在控制器的儲存裝置（rom）中存有幾種特性，可以用開關或標度盤進行選擇。
8、按比例地改v和f時，電機的轉矩如何變化？
頻率下降時完全成比例地降低電壓，那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產生地轉矩有減小的傾向。因此，在低頻時給定v/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動轉矩,這種補償稱增強起動。可以採用各種方法實現,有自動進行的方法、選擇v/f模式或調整電位器等方法。
9、在說明書上寫著變速範圍60~6hz，即10：1，那麼在6hz以下就沒有輸出功率嗎？
在6hz以下仍可輸出功率，但根據電機溫公升和起動轉矩的大小等條件，最低使用頻率取6hz左右，此時電動機可輸出額定轉矩而不會引起嚴重的發熱問題。變頻器實際輸出頻率（起動頻率）根據機種為0.5~3hz。.
10、對於一般電機的組合是在60hz以上也要求轉矩一定，是否可以？
通常情況下時不可以的。在60hz以上（也有50hz以上的模式）電壓不變，大體為恆功率特性，在高速下要求相同轉矩時，必須注意電機與變頻器容量的選擇。
11、所謂開環是什麼意思？
給所使用的電機裝置設速度檢出器（pg），將實際轉速反饋給控制裝置進行控制的，稱為「閉環 」，不用pg運轉的就叫作「開環」。通用變頻器多為開環方式，也有的機種利用選件可進行pg反饋.無速度感測器閉環控制方式是根據建立的數學模型根據磁通推算電機的實際速度，相當於用乙個虛擬的速度感測器形成閉環控制。
12、實際轉速對於給定速度有偏差時如何辦？
開環時，變頻器即使輸出給定頻率，電機在帶負載執行時，電機的轉速在額定轉差率的範圍內（1%~5%）變動。對於要求調速精度比較高，即使負載變動也要求在近於給定速度下運轉的場合，可採用具有pg反饋功能的變頻器（選用件）。
13、如果用帶有pg的電機，進行反饋後速度精度能提高嗎？
具有pg反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的值取決於pg本身的精度和變頻器輸出頻率的解析度。
14、失速防止功能是什麼意思？
如果給定的加速時間過短，變頻器的輸出頻率變化遠遠超過轉速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過過電流而跳閘，運轉停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉，就要檢出電流的大小進行頻率控制。當加速電流過大時適當放慢加速速率。
減速時也是如此。兩者結合起來就是失速功能。
15、有加速時間與減速時間可以分別給定的機種，和加減速時間共同給定的機種，這有什麼意義？
加減速可以分別給定的機種，對於短時間加速、緩慢減速場合，或者對於小型工具機需要嚴格給定生產節拍時間的場合是適宜的，但對於風機傳動等場合，加減速時間都較長，加速時間和減速時間可以共同給定。
16、什麼是再生制動？
電動機在運轉中如果降低指令頻率，則電動機變為非同步發電機狀態執行，作為制動器而工作，這就叫作再生（電氣）制動。
17、是否能得到更大的制動力？
從電機再生出來的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由於電容器的容量和耐壓的關係，通用變頻器的再生制動力約為額定轉矩的10%~20%。如採用選用件制動單元，可以達到50%~100%。
18、請說明變頻器的保護功能?
保護功能可分為以下兩類：
（1） 檢知異常狀態後自動地進行修正動作，如過電流失速防止，再生過電壓失速防止。
（2） 檢知異常後封鎖電力半導體器件pwm控制訊號，使電機自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等。
19、為什麼用離合器連續負載時，變頻器的保護功能就動作？
用離合器連線負載時，在連線的瞬間，電機從空載狀態向轉差率大的區域急劇變化，流過的大電流導致變頻器過電流跳閘，不能運轉。
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