[拼音]：zihuanliushi dianyaxing nibian dianlu

[外文]：voltage source inverter by self-commutation

由電壓型直流電源供電的自換流式逆變電路。由普通晶閘管組成，向非容性負(fù)載供電。根據(jù)輸出電壓的相數(shù)，包含單相電路和三相電路兩類。

單相逆變電路

主電路的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該電路由以下5部分組成。

（1）直流電源A:由不控整流電路實(shí)現(xiàn)，輸出恒定直流電壓，直流輸出端并聯(lián)大電容C_d，使直流電源具有電壓源性質(zhì)。

（2）負(fù)載電路B:由L₀和R₀組成的串聯(lián)感性電路，其阻抗角∮=tg^-1ωL₀/R₀，其中ω是輸出電壓基波角頻率。

（3）單相橋式電路C：是逆變電路的主體。其結(jié)構(gòu)與一般電壓型逆變電路相同（如串聯(lián)逆變電路），橋的每一導(dǎo)電臂均由晶閘管T和反并聯(lián)二極管 D組成。后者為電路的無功電流提供通路。

（4）換流電路D:基本功能是及時(shí)關(guān)斷退出導(dǎo)通的元件以實(shí)現(xiàn)各導(dǎo)電臂間電流的轉(zhuǎn)移。常用能夠?qū)崿F(xiàn)上述功能的換流電路是將一個(gè)事先充好電的電容器在換流時(shí)刻到來時(shí)并接到需要關(guān)斷的晶閘管陽極和陰極間，利用電容負(fù)壓將晶閘管關(guān)斷。圖1D所示為麥克默里電路，這是一個(gè)互補(bǔ)式電路，其一相的等效電路如圖2所示。

當(dāng)開關(guān)S置a時(shí)，可關(guān)斷元件T₁；當(dāng)S置b時(shí)則關(guān)斷元件T₄，C_k和L_k組成的換流電路置于該互補(bǔ)電路的公共通道上。在實(shí)際電路中，開關(guān)S用工作于互補(bǔ)狀態(tài)的兩個(gè)普通晶閘管T_1A和T_4A替代。設(shè)換流前有u_C=-U_C0(按圖標(biāo)正方向，圓圈內(nèi)極性為實(shí)際方向)。當(dāng)S合向a(即T_1A導(dǎo)通)時(shí)，由C_K和L_K組成串聯(lián)振蕩電路所產(chǎn)生的振蕩電流i_c將強(qiáng)制i_T1下降并將T₁關(guān)斷。在此過程中C_k被反向充電并有u_C＝+U_C0。當(dāng)S合向b時(shí)（即T_4A導(dǎo)通），為關(guān)斷T₄作準(zhǔn)備。

（5）控制電路E：最基本功能是按照給定信號(hào)的幅值產(chǎn)生相應(yīng)重復(fù)頻率為ω的門極脈沖加到橋各臂T₁～T₄和換流晶閘管T_1A和T_4A，使逆變橋各導(dǎo)電臂輪番通斷，在輸出端便得到重復(fù)角頻率為ω的交變方波電壓，實(shí)現(xiàn)逆變的目的。逆變電路輸出頻率受控于給定信號(hào)，在需要對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，可通過改變門極脈沖的參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，通常稱為逆變器內(nèi)部調(diào)壓方式（見逆變電路輸出電壓調(diào)節(jié)）。由于換流是在橋一相上下導(dǎo)電臂間進(jìn)行，因此必須嚴(yán)格保持先斷后通的換流程序，即只有在退出導(dǎo)通元件可靠關(guān)斷之后才能接通相的另一導(dǎo)電臂，否則便將出現(xiàn)一相上下臂元件均導(dǎo)通態(tài)的短路狀態(tài)，C_d中的儲(chǔ)能釋出將導(dǎo)致可控元件過流損壞。為此應(yīng)正確安排換流晶閘管門極脈沖與各主晶閘管間的超前相移量，保證有足夠時(shí)間以關(guān)斷退出導(dǎo)通的元件。

三相逆變電路

該電路（圖3a適用于向交流電動(dòng)機(jī)之類的三相負(fù)載（感性）供電。

）比較圖2和圖3b可見，直流電源仍為電壓源，換流電路仍用麥克默里電路，負(fù)載仍為RL串聯(lián)感性負(fù)載(在電動(dòng)機(jī)時(shí)則附加反電動(dòng)勢(shì)E)，但逆變橋則擴(kuò)展為三相橋式電路（由T₁～T₆組成）。當(dāng)各門極脈沖的相位被安排為一相上下臂脈沖為互補(bǔ)（如T₁與T₄間為互補(bǔ)，余類推），各脈沖按圖3主晶閘管標(biāo)號(hào)互差60°(如T₂滯后T₁脈沖60°，余類推），則橋中各主晶閘管將按1-2-3-4-5-6-1依次輪番導(dǎo)通。任何時(shí)刻電路只有3只主晶閘管處于通態(tài)。例如有T₁T₂T₃導(dǎo)通，則電路中有圖3b的狀態(tài)。若選擇負(fù)載中點(diǎn) 0為參考點(diǎn)，有

由此可見，當(dāng)T₁～T₆輪番通斷時(shí)，負(fù)載相電壓波形將如圖3c所示。這是一個(gè)六階梯波，其基波頻率取決門極脈沖的重復(fù)頻率，它受控于信號(hào)電壓的幅值，從而實(shí)現(xiàn)三相逆變的目的。

由于在任何時(shí)刻電路中都有3只元件導(dǎo)通，晶閘管的利用率較高，負(fù)載端電壓波形不受負(fù)載功率因數(shù)的影響。但由于C_d和反并聯(lián)二極管的存在，直流側(cè)電壓極性不能改變。因此采用電壓型逆變電路向交流電動(dòng)機(jī)供電時(shí)便局限于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。鑒于此，這種逆變電路多用于交流機(jī)群拖系統(tǒng)，且無頻繁加減速的應(yīng)用場(chǎng)合。

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標(biāo)簽：自換流式電壓型逆變電路

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文章名稱：《自換流式電壓型逆變電路》

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