避免此问题：逆变器输出侧不可接电容器

逆变电路及其输出电压如图2-13所示。

图2-13 逆变电路及其输出电压

（1）逆变电路的结构与输出电压

逆变电路由开关器件VT₁～VT₆构成，称为逆变桥。其功能是把直流电转换成频率可调的三相交流电。

逆变电路实际输出线电压的波形是经过SPWM调制后的高频脉冲系列，如图2-13b所示。但就宏观效果而言，它和图2-13c所示的正弦波是等效的。因此，分析过程中，为了便于理解，把逆变电路的输出线电压就看成正弦波电压。

（2）反向二极管的作用

图2-13中，每个IGBT旁边都反并联一个二极管（VD₇～VD₁₂），这是外加电压和电动机定子绕组的反电动势之间的相互作用的需要。具体作用可以通过电动机的不同状态来说明。

1.逆变电路的电流路径

（1）电动机状态（n_M<n₀）

电动机状态如图2-14所示。

图2-14 电动机状态

a）空载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线

假设电动机带动一个起升机构向下运行，如图2-14a所示。当吊钩处于空钩状态时，吊钩的自身重量不足以向下动行，必须由电动机来带动。故电动机处于电动状态。

这时，电动机转子的转速低于同步转速，转子绕组以和磁场旋转的相反方向切割磁力线，所产生的电磁转矩方向和磁场旋转方向相同，是带动吊钩下降的（见图2-14a）。

（2）发电机状态（n_M>n₀）

当吊钩所带重物很重时，重物的重力加速度将使转子的转速超过同步转速，转子绕组切割磁力线的方向和磁场旋转方向相同，转子电流以及电磁转矩都和磁场的旋转方向相反，如图2-15a所示。电流与电压的瞬时值曲线如图2-15d所示。这时反电动势克服电源电压，经反向二极管流向直流电路而霎时间超过了电源电压克服反电动势经IGBT流向电动机而做功的时间（t₁>t₂）。所以总的来说，是电动机的反电动势在做功，或者说是重物的位能通过电动机发电而做功，电动机处于发电状态，也叫再生状态。

电动机产生发电效应的场合：

1）停机降速时，当停机设置了频率下降时间，因电动机的惯性大，转速高于了变频器的输出频率，电动机变为发电机。(www.xing528.com)

2）起重设备重物下降时，重物拉着电动机转动，为了给电动机一个制动力矩，变频器输出频率低于电动机的转速，使电动机发电，发出的电能被制动电阻所消耗，电动机保持匀速下降。

3）在正常工作中，不规则的反冲击负载造成电动机快转，产生发电效应。

4）调速设备中，当速度下降得过快，产生发电效应。

发电机状态如图2-15所示。

图2-15 发电机状态

a）重载示意图 b）矢量图 c）电路图 d）电压、电流曲线

2.逆变桥输出的禁忌

输入、输出不允许接错如图2-16所示。

（1）主电路的输入、输出不允许接错

假设在某一瞬间，电源电压为L₁“+”、L₂“-”，在同一瞬间，恰值VT3导通，则电流从L₁经VD₇、VT₃至L₂，形成短路，VT₃将立即损坏，由于VT₃和VT₆是交替导通的，中间只隔几微秒，所以VT₆也随即损坏，又由于是双极性调制，所以瞬间6只IGBT全部损坏。

图2-16 输入、输出不允许接错

a）电源接至输出侧 b）接错的后果

输出侧接电容器的后果如图2-17所示。

图2-17 输出侧接电容器的后果

（2）输出侧不能接电容器

如图2-16所示，如果在逆变电路的输出端接入了电容器，则当与直流电路“+”端相接的逆变管（VT₁、VT₃、VT₅）导通时，逆变管将额外地增加了电容器的充电电流，而当与直流电的“-”端相接的逆变管（VT₄、VT₆、VT₂）导通时，逆变管将额外地增加了电容器的放电电流。由于充、放电电流的峰值往往较大，所以将影响逆变管的使用寿命。如果电容器的容量较大，甚至使逆变管直接损坏。