换流器：在电力系统中的作用与应用

换流器是一个回转的发电机或一个把电能变换成另外的电压、电流类型、频率或相数的机组。

如图13-174所示，电动发电机组是由一个电动机、联接轴和发电机组成。对于焊接换流器，如一台笼型转子电动机驱动一台为焊接提供所需的大电流同步发电机。发电机的电流经过硅二极管整流。如图13-175所示，电动机和发电机有一个称为单轴换流器联结轴。

图13-174 电动发电机组-换流器原理图

图13-175 电动发电机组（焊接换流器）

同步换流器由不同极数的同步机组成，它一般用于变换频率，如把频率从50Hz转换为40Hz。频率变换也可以用变频器。

同频变频器由一个三相电流笼型转子和一个集电环转子电机组成。两个电机的定子绕组接到电网（输入电网）上。如图13-176所示，输入电网是通过集电环转子的集电环供电。

在集电环转子发电机的定子绕组中的三相电流产生一个磁场，此磁场在转子绕组中感应出由集电环取用的电压。在转子静止状态时，其输出频率等于输入频率（变压器原理）。驱动用电动机驱动集电环转子产生一个抵抗定子的旋转磁场的磁场，因此在转子绕组中的磁通变化加速。由转子所提供的输出频率高于输入频率。若驱动用电动机使转子在定子旋转磁场方向旋转，则输出的频率低。使用同步变频器能把频率转换到500Hz。

以旋转磁场相反驱动时，输出频率为：

f₂=pn+f₁(www.xing528.com)

以旋转磁场同向驱动时，输出频率为：

f₂=pn-f₁

式中 f₂——输出频率；

f₁——输入频率；

p——变频器极数；

n——变频器转速。

图13-176 同步变频器的接线

运行特性。带负载的变频器会引起笼型转子电动机产生一个大的滑差。随着滑差的变化，输出频率也发生变化。同时，负载电流的作用在输出绕组产生一个电压降。同步频率变频器的电压及频率与负载相关。

同步频率变频器也作为倍频变频器（如f₂=180Hz）由感应电动机提供高转速，如金属加工设备。