电流型三相桥式方波逆变器优化

图2-13 电流型三相桥式方波逆变电路

图2-13是电流型三相桥式方波逆变电路。由于电流型逆变电路无需续流，也就不需要这个续流二极管，在每个IGBT模块下串联一个二极管，可增强IGBT的反向电压耐受能力。在为电动机负载供电时，为减小电动机转矩的脉动，应使每相绕组在任何时刻都有电流，一般负载多采用三角形联结。在换相时，为给负载中的感性电流提供流通路径、吸收负载电感中储存的能量，必须在负载端并联三相电容器，否则将产生巨大的换相过电压造成电力电子器件的损坏。直流侧的滤波元件为大电感，可以使直流电流无脉动，看做恒流源。当采用120°导电型工作方式时，驱动信号电压和输出电流的波形如图2-14所示。

图2-14 电流型三相桥式方波逆变电路工作波形

所谓120°导电型工作方式，是指任一时刻处于不同相的上桥臂组和下桥臂组中各有一个臂的电力电子开关导通，换相是在上桥臂组或下桥臂组的组内依次进行，所以也称为横向换相。按VT₁到VT₆的顺序每隔60°依次导通。其导通顺序为VT₆、VT₁→VT₁、VT₂→VT₂、VT₃→VT₃、VT₄→VT₄、VT₅→VT₅、VT₆→VT₆、VT₁，每个状态持续60°。电路工作时，任何瞬间都只有两个开关导通，一个在共阴极组，另一个在共阳极组。每个周期中，每个器件依次导通120°。在分析电路的工作过程时，假定VT₁～VT₆为理想开关，忽略换相过程，则一个周期内，6个不同的工作状态分别为：

在0～π/3区间，VT₆、VT₁导通，W相无电流，i_U=I_d、i_V=-I_d、i_W=0。

在π/3～2π/3区间，VT₁、VT₂导通，V相无电流，i_U=I_d、i_V=0、i_W=-I_d。

在2π/3～π区间，VT₂、VT₃导通，U相无电流，i_U=0、i_V=I_d、i_W=-I_d。

在π～4π/3区间，VT₃、VT₄导通，i_U=-I_d、i_V=I_d、i_W=0。(www.xing528.com)

在4π/3～5π/3区间，VT₄、VT₅导通，i_U=-I_d、i_V=0、i_W=I_d。

在5π/3～2π区间，VT₅、VT₆导通，i_U=0、i_V=-I_d、i_W=I_d。

下面对电流型三相桥式方波逆变器的输出电流进行定量分析。

线电流的基波幅值为

线电流的基波有效值为

线电流有效值为

相电流和线电流满足3倍关系。比较线电流有效值计算式（2-34）和电压型三相桥式逆变电路输出线电压有效值计算式（2-23），可见两式系数相同，这是由于两者波形形状相同。逆变电路输出电压与负载的阻抗性质及参数有关。如果已知负载的阻抗参数，输出电压可由输出电流与阻抗求出。随着全控型器件的不断发展，电流型逆变电路已大多采用全控型器件。