電壓型逆變電路

電壓型逆變電路

逆變電路直流側電源是電壓源的稱為電壓型逆變電路(Voltage Source Type Inverter--VSTI)。 圖1是一個三相電壓型逆變電路的主電路。直流電源採用相控整流電路,由普通晶閘管組成。

簡介,工作原理,特點,套用領域,

簡介

逆變電路由6個導電臂組成,每個導電臂均由具有自關斷能力的全控型器件及反並聯二極體組成,所以實際上也是一種全控型逆變電路。負載為感性,星形接法,在整流電路和逆變電路之間並聯大電容Cd。由於Cd的作用,逆變入端電壓平滑連續,直流電源具有電壓源性質。

工作原理

逆變電路中各全控器件控制極電壓信號的時序如圖2b所示。信號脈寬為180°,每隔60°有一次脈衝電平的變化,任何時刻有3個脈衝處於高電平。相應地在主電路中也有 3個導電臂處於導通狀態。例如有K1K2 K3導通(K1為導電臂代號,含全控元件T1和反並聯二極體D1,余類推),則各相對負載中點O間的電位各為
電壓型逆變電路電壓型逆變電路
依此類推,可得 uAO波形如圖2c所示。其他兩相uBO和uCO波形分別滯後於uAO120°和240°。根據uAB=uAO-uBO,可得uAB波形如圖2e所示。由圖可見,逆變電路輸出電壓uAB、uBC和uCA是分別互差120°的交變四階梯波。該波形不隨負載而異,其重複頻率f 取決於控制極信號的重複頻率,方波幅值Ud則取決於直流電源電壓,從而實現逆變目的。

特點

①由於直流電壓源的鉗位作用,交流側輸出電壓波形為矩形波,並且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。由圖1a可見,A相電流iΑ可視為六階梯波相電壓uAO對負載ZΑ作用的成果。iΑ的變更規律取決於ZΑ的性質。例如在純阻負載時,iΑ也為六階梯波;在感性負載時則分段按指數曲線升降等。
②只有單方向傳遞功率的功效。 在圖1中由於直流電源是由晶閘管組成的相控整流電路,其輸出電流id方向不能轉變;直流側又並聯大電解電容Cd,因此輸出電壓平均值Ud極性也不能轉變,因此逆變入端功率平均值PB恆大於零,即電能只能由直流側經逆變電路輸向負載而不能沿相反方向由負載反饋回電網。
③故障電流較難克制。由於逆變入端並聯大電容Cd,當逆變側短路時,Cd中電能將釋放出來,形成浪涌短路電流。

套用領域

電壓型逆變電路主要用於兩方面:①籠式交流電動機變頻調速系統。由於逆變電路只具有單方向傳遞電能的功能,故比較適用於穩態運行、無需頻繁起制動和加、減速的場合。
②不停電電源。該電源在逆變輸入端並接蓄電池,類似於電壓源。

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