電流型三相橋式逆變電路

1、電流型三相橋式逆變電路直流電源為電流源的逆變電路電流型逆變電路。一般在直流側(cè)串聯(lián)大電感，電流脈動(dòng)很小，可近似看成直流電流源。實(shí)例之一：電流型三相橋式逆變電路。交流側(cè)電容用于吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存貯的能量。 電流型三相橋式逆變電路電流型逆變電路主要特點(diǎn)：(1) 直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源。(2) 交流輸出電流為矩形波，輸出電壓波形和相位因負(fù)載不同而不同。(3) 直流側(cè)電感起緩沖無(wú)功能量的作用，不必給開(kāi)關(guān)器件反并聯(lián)二極管。電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應(yīng)用較多。換流方式有負(fù)載換流、強(qiáng)迫換流。（1） 單相電流型逆變電路單相橋式電流型（并聯(lián)諧振式）逆變電路4橋臂，每橋臂晶閘管各串一個(gè)電抗器

2、lt限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的di/dt。1、4和2、3以10002500hz的中頻輪流導(dǎo)通，可得到中頻交流電。采用負(fù)載換相方式，要求負(fù)載電流超前于電壓。負(fù)載一般是電磁感應(yīng)線(xiàn)圈，加熱線(xiàn)圈內(nèi)的鋼料，rl串聯(lián)為其等效電路。因功率因數(shù)很低，故并聯(lián)c。c和l、r構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，故此電路稱(chēng)為并聯(lián)諧振式逆變電路。輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠(yuǎn)小于基波。因基波頻率接近負(fù)載電路諧振頻率，故負(fù)載對(duì)基波呈高阻抗，對(duì)諧波呈低阻抗，諧波在負(fù)載上產(chǎn)生的壓降很小，因此負(fù)載電壓波形接近正弦波。工作波形分析：一周期內(nèi)，兩個(gè)穩(wěn)定導(dǎo)通階段和兩個(gè)換流階段。t1-t2：vt1和vt4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，i=id，t2時(shí)

3、刻前在c上建立了左正右負(fù)的電壓。t2-t4：t2時(shí)觸發(fā)vt2和vt3開(kāi)通，進(jìn)入換流階段。lt使vt1、vt4不能立刻關(guān)斷，電流有一個(gè)減小過(guò)程。vt2、vt3電流有一個(gè)增大過(guò)程。4個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電壓經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的放電回路同時(shí)放電。t2時(shí)刻后，lt1、vt1、vt3、lt3到c；另一個(gè)經(jīng)lt2、vt2、vt4、lt4到c。t=t4時(shí)，vt1、vt4電流減至零而關(guān)斷，換流階段結(jié)束。t4t2= tg 稱(chēng)為換流時(shí)間。io在t3時(shí)刻，即ivt1=ivt2時(shí)刻過(guò)零，t3時(shí)刻大體位于t2和t4的中點(diǎn)。保證晶閘管的可靠關(guān)斷：晶閘管需一段時(shí)間才能恢復(fù)正向阻斷能力，換流結(jié)束后還要使vt1、vt4承受一段反壓時(shí)

4、間t，t= t5- t4應(yīng)大于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq。為保證可靠換流應(yīng)在uo過(guò)零前td= t5- t2時(shí)刻觸發(fā)vt2、vt3。td為觸發(fā)引前時(shí)間 io超前于uo的時(shí)間 為 表示為電角度 為電路工作角頻率；、分別是t、t對(duì)應(yīng)的電角度） 并聯(lián)諧振式逆變電路工作波形數(shù)量分析：忽略換流過(guò)程，io可近似成矩形波，展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù) 基波電流有效值 負(fù)載電壓有效值uo和直流電壓ud的關(guān)系（忽略ld的損耗，忽略晶閘管壓降） 實(shí)際工作過(guò)程中，感應(yīng)線(xiàn)圈參數(shù)隨時(shí)間變化，必須使工作頻率適應(yīng)負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種控制方式稱(chēng)為自勵(lì)方式。固定工作頻率的控制方式稱(chēng)為他勵(lì)方式。自勵(lì)方式存在起動(dòng)問(wèn)題，解決方法：一是先用他勵(lì)方式

5、，系統(tǒng)開(kāi)始工作后再轉(zhuǎn)入自勵(lì)方式。另一種方法是附加預(yù)充電起動(dòng)電路。（2） 三相電流型逆變電路電流型三相橋式逆變電路（采用全控型器件）?；竟ぷ鞣绞绞?20導(dǎo)電方式每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電120。每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，橫向換流。波形分析：輸出電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，正負(fù)脈沖各120的矩形波。輸出電流和三相橋整流帶大電感負(fù)載時(shí)的交流電流波形相同，諧波分析表達(dá)式也相同。輸出線(xiàn)電壓波形和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，大體為正弦波。輸出交流電流的基波有效值 串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路如圖5-15所示。這種電路因各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用而得名，主要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。電流型三相橋式逆變電路：電路仍為前

6、述的120導(dǎo)電工作方式，輸出波形和圖5-14的波形大體相同。各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用，各橋臂之間換流采用強(qiáng)迫換流方式，連接于各臂之間的電容c1c6即為換流電容。換流過(guò)程分析電容器充電規(guī)律：電流型三相橋式逆變電路的輸出波形 串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路對(duì)共陽(yáng)極晶閘管，與導(dǎo)通晶閘管相連一端極性為正，另一端為負(fù)。不與導(dǎo)通晶閘管相連的電容器電壓為零。共陰極晶閘管與共陽(yáng)極晶閘管情況類(lèi)似，只是電容器電壓極性相反。等效換流電容：例如分析從vt1向vt3換流時(shí)，c13就是c3與c5串聯(lián)后再與c1并聯(lián)的等效電容。設(shè)clc6的電容量均為c，則cl33c2。從vt1向vt3換流的過(guò)程：換流前vt1和vt2通，c

7、13電壓uc0左正右負(fù)。換流過(guò)程可分為恒流放電和二極管換流兩個(gè)階段。換流過(guò)程各階段的電流路徑a、恒流放電階段t1時(shí)刻觸發(fā)vt3導(dǎo)通，vt1被施以反壓而關(guān)斷。id從vt1換到vt3，c13通過(guò)vd1、u相負(fù)載、w相負(fù)載、vd2、vt2、直流電源和vt3放電，放電電流恒為id，故稱(chēng)恒流放電階段。uc13下降到零之前，vt1承受反壓，反壓時(shí)間大于tq就能保證關(guān)斷。b、二極管換流階段t2時(shí)刻uc13降到零，之后c13反向充電。忽略負(fù)載電阻壓降，則二極管vd3導(dǎo)通，電流為iv，vd1電流為iu=id-iv，vd1和vd3同時(shí)通，進(jìn)入二極管換流階段。隨著c13電壓增高，充電電流漸小，iv漸大，t3時(shí)刻iu減到零，iv=id，vd1承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。t3以后，vt2、vt3穩(wěn)定導(dǎo)通階段波形分析：電感負(fù)載時(shí)，uc13、iu、iv及uc1、uc3、波形如圖5-17所示。圖中給出了各換流電容電壓uc1、uc3和uc5的波形。uc1的波形和uc13完全相同，在換流過(guò)程中，從uc0降為uc0，c3和c5是串聯(lián)后再和c1并聯(lián)的，電壓變化的幅度是c1的一半。換流過(guò)程中，uc3從零變到-uc0，uc5從uc0變到零，這些電壓恰好符合相隔120后從vt3到vt5換流時(shí)的要求。 串聯(lián)二極管晶閘管逆變電路換流過(guò)程波形無(wú)換向