不对称半桥电路的原理和应用

图3-1所示为采用不对称半桥拓扑的四相SR电动机功率变换器主电路。

图3-1 不对称半桥主电路（IGBT作为主开关器件）

以A相为例，每相有两个主开关器件V₁、V₂及续流二极管VD₁、VD₂。当V₁、V2导通时，VD₁、VD₂截止，外加电源U_s加至A相绕组两端，产生相电流i_a；当V₁、V₂关断时，A相绕组产生的变压器电动势极性如图3-1所示，则VD₁、VD₂正向导通，i_a通过VD₁、VD₂及储能电容C_s续流，C_s吸收A相绕组的部分磁能。

不对称半桥主电路具有如下特点：

1）各主开关器件的电压定额为U_s；(www.xing528.com)

2）由于主开关器件的电压定额与电动机绕组的电压定额近似相等，所以这种电路用足了主开关器件的额定电压，有效的全部电源电压可用来控制相绕组电流；

3）由于每相绕组接至各自的不对称半桥电路上，相与相之间的电流控制是完全独立的；对绕组相数没有任何限制；

4）可给相绕组提供三种电压回路，即上、下主开关器件同时导通时的正电压回路；一个主开关器件保持导通另一个主开关器件关断时的零电压回路；上、下主开关器件均关断时的负电压回路。这样，CCC及电压PWM方式运行时可采用非能量回馈式斩波方式，即在斩波续流期间，相电流在“零电压回路”中续流，避免了SR电动机与电源间的无功能量交换，这对增加转矩、提高功率变换器容量的利用率、减少斩波次数、抑制电源电压波动、降低转矩脉动都是有利的；

5）每相需两个主开关器件，未能充分体现单极性的SR电动机功率变换器较其他交流调速系统变换器固有的优势。

综上所述，不对称半桥拓扑在性能上具有显著优势，尤其便于实现灵活的控制策略，其唯一不足是所用开关器件数量多，故适宜在高压、大功率及SR电动机相数较少的场合下使用。