交一直一交变频器—电压型逆变器GeorgeEllis

交一直一交变频器—电压型逆变器GeorgeEllis

交一直一交变频器
　 交一直一交变频是把频率固定的交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成频率电压连续可调的交流电，也叫间接变频。交一直一交变频器装置如图5.15所示。

　逆变电路根据直流侧电源性质分为两种：
(1)直流侧是电压源的称为电压型逆变器。
(2)直流侧是电流源的称为电流型逆变器。
　　电压型逆变器
　 为便于说明，以单相逆变器为例。电压型逆变器工作原理如图5.16所示，图(a)为基本结构，图(b)为工作原理，图(c)为输出波形。其换流分(1)→(2)→(3)阶段，如图(b)虚线所示。直流电源并联大容量滤波电容Cd，直流输出电压具有电压源特性，它相当于恒压源，逆变器电流可以反流入电源。其换流过程如下：

　 S1～S4相当于逆变器桥臂上开关元件VT1～VT4和续流二极管VD1～VD4。在(1)阶段，S1、S2导通，S3、S4关断。直流电Id通过VTi、VT2正向流过感性负载L，由于是感性负载，电流不能突变，流过负载的正向电流从小开始增大。在(2)阶段，使S1、S2关断，S3.S4导通。由于是感性负载，储存无功能量，电流方向不能突变，此时无功电流通过S3.S4的续流二极管VD3、VD4流入恒压电源。在(3)阶段，无功电流衰减到零，此时直流电Id通过VT3、VT4反向流过感性负载L,完成了换流，换流过程的波形如图(c)所示。
　 三相电压型逆变电路如图5.17所示，由6只晶闸管组成，每只晶闸管反并一只续流二极管，为负载的滞后电流提供一条反馈到电源的通路。6只晶闸管每隔60°电角度按次序轮流触发一只，相邻两相的晶闸管触发导通时间互差120°，一个周期共换流六次，称为三相六拍工作状态。三相电压型逆变器每只晶闸管导通持续时间为180°，称为180°导电型，如图5.18所示。每个工作状态下都有3只晶闸管同时导通，其中每个桥臂上都只有一只晶闸管导通，形成三相负载同时通电，如图5.19所示。晶闸管采用强迫换流，180°导电型是同一桥臂上下两管互相换流。

　 最简单的电压型变频器由可控变流器和电压型逆变器组成，用可控变流器调压，逆变器调频，如表5.2所示。

电压型逆变器主要特点：
(1)中间直流环节主要采用大电容滤波，相当于内阻抗为零的恒压源。
(2)由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压是矩形波，负载是感性，电流波形为正弦波。
(3)交流侧为电感性负载时需要提供无功电流，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的能量提供通道，各臂都反并了续流二极管。
(4)逆变器从直流侧向交流侧传送的功率是脉动的。
(5)电压型逆变器，当电机工作在再生制动状态时，因中间直流环节有大电容钳制着电压，直流侧电压方向不能改变，若需制动时，只好采用在中间直流环节中并联电阻的能耗制动；当需要向交流电源反馈能量时，只能靠改变直流电流的方向来实现，如果变流器由晶闸管组成，则必须再反并联一套逆变器，如图5. 20所示。