三相電流型逆變電路分析
電路分析
◆基本工作方式是120°導電方式,每個臂一周期內導電120°,每個時刻上下橋臂組各有一個臂導通。
◆換流方式為橫向換流。
波形分析
◆輸出電流波形和負載性質無關,正負脈沖各120°的矩形波。
◆輸出電流和三相橋整流帶大電感負載時的交流電流波形相同,諧波分析表達式也相同。
◆輸出線電壓波形和負載性質有關,大體為正弦波,但疊加了一些脈沖。
◆輸出交流電流的基波有效值IU1和直流電流Id的關系為
串聯二極管式晶閘管逆變電路
◆主要用于中大功率交流電動機調速系統。
◆電路分析
?是電流型三相橋式逆變電路,各橋臂的晶閘管和二極管串聯使用。
? 120°導電工作方式,輸出波形和圖4-14的波形大體相同。
?采用強迫換流方式,電容C1~C6為換流電容。
◆換流過程分析
?電容器所充電壓的規律:對于共陽極晶閘管,它與導通晶閘管相連一端極性為正,另一端為負,不與導通晶閘管相連的電容器電壓為零,共陰極的情況與此類似,只是電壓極性相反。
?等效換流電容概念:圖4-16中的換流電容C13就是圖4-14中的C3與C5串聯后再與C1并聯的等效電容。
?分析從VT1向VT3換流的過程
√假設換流前VT1和VT2通,C13電壓UC0左正右負。
√換流階段分為恒流放電和二極管換流兩個階段。
√ t1時刻觸發VT3導通,VT1被施以反壓而關斷,Id從VT1換到VT3,C13通過VD1、U相負載、W相負載、VD2、VT2、直流電源和VT3放電,放電電流恒為Id,故稱恒流放電階段,如圖4-16b。
√uC13下降到零之前,VT1承受反壓,反壓時間大于tq就能保證可靠關斷。
√t2時刻uC13降到零,之后C13反向充電,忽略負載電阻壓降,則二極管VD3導通,電流為iV,VD1電流為iU=Id-iV,VD1和VD3同時導通,進入二極管換流階段。
√隨著C13電壓增高,充電電流漸小,iV漸大,t3時刻iU減到零,iV=Id,VD1承受反壓而關斷,二極管換流階段結束。
√t3以后,進入VT2、VT3穩定導通階段。
√從VT1向VT3換流的過程中,如果負載為交流電動機,則在t2時刻uC13降至零時,如電機反電動勢eVU>0,則VD3仍承受反向電壓而不能導通。直到uC13升高到與eVU相等后,VD3才承受正向電壓而導通,進入VD3和VD1同時導通的二極管換流階段。

4-14串聯二極管式晶閘管逆變電路

圖4-16 換流過程各階段的電流路徑
◆波形分析
?圖4-17給出了電感負載時uC13、iU和iV的波形圖。
? uC1的波形和uC13完全相同。
? uC3從零變到-UC0,uC5從UC0變到零,變化幅度是C1的一半。
?這些電壓恰好符合相隔120°后從VT3到VT5換流時的要求,為下次換流準備好了條件。

圖4-17 串聯二極管晶閘管逆變電路換流過程波形
負載為同步電動機
◆其工作特性和調速方式都和直流電動機相似,但沒有換向器,因此被稱為無換向器電動機。
◆采用120°導電方式,利用電動機反電勢實現換流。
◆BQ是轉子位置檢測器,用來檢測磁極位置以決定什么時候給哪個晶閘管發出觸發脈沖。

圖4-18 無換相器電動機的基本電路