交-直-交电流型逆变电路设计优化

1.主电路的整流与滤波

（1）整流桥 由晶闸管VT_R1～VT_R6构成，如图7-46的左侧所示。当电动机处于电动状态时，它是整流桥，把从R、S、T端输入的三相交流电全波整流成直流电；当电动机处于发电状态时，它将是有源逆变桥，向电源反馈电能。

（2）滤波器件 直流回路采用大电感L滤波，所以，如前面所述，具有恒流源的特点。

2.主电路的逆变

（1）逆变桥的结构 主体由晶闸管VT_I1～VT_I6构成，如图7-46的右侧所示。

电容器C₁～C₆用于晶闸管的换流。

二极管VD₁～VD₆用于阻隔电动机的反电动势，以免影响晶闸管的换流。

图7-46 电流型变频器的主电路

需要注意的是，这里的逆变桥，是把逆变所得的三相交变电压提供给电动机的，电动机在电动状态下只是负载，不是电源。所以，是无源逆变。

（2）逆变晶闸管的换流 晶闸管在直流电路中，一经导通之后，如无特殊措施，是不会自行关断的。因此，换流的关键，是如何使已经导通了的晶闸管关断。

如图7-47a所示，首先假设VT₁₁导通。这时，除去晶闸管本身的压降不计，电容器C₁的左侧电位等于直流的平均电压，为513V，C₁的右侧电位为0V。(www.xing528.com)

图7-47 逆变桥的换流

a）VT₁₁导通 b）VT₁₃导通

当VT₁₃导通时，C₁的右侧电位上升至513V，由于电容器两端的电压是不能突变的，所以，其左侧电位也同时上升513V，变成了1026V，使晶闸管VT₁₁因处于反偏状态而关断，如图7-47b所示。

上述换流过程只是主要的部分，实际换流时，还要考虑晶闸管和二极管的特性，以及电动机漏磁电抗的影响等，比较复杂，我们作为使用者，就不必那么深入了。此外，为了保证可靠换流，每只晶闸管的导通角都是120°。

3.电流和电压的波形

（1）电流波形 由于滤波电感的作用，直流电流在短时间内不可能改变，所以，变频器的输出电流是120°的矩形波，如图7-48a所示。

（2）电压波形 在异步电动机里，电源电压主要用于克服定子绕组的反电动势，而反电动势是正弦波的，所以，电压的波形也基本上是正弦波，如图7-48b所示。

图7-48 电流型变频器的输出波形

a）电流波形 b）电压波形