电压型主电路及其控制方式

电压型主电路变频器是将电压源的直流电转换为交流电的变频器，其主电路形式如图1-2所示，由三相整流桥电路、电容储能和滤波电路、6只IGBT构成的逆变电路所组成。下面以单相桥式电压型逆变器为例，分析其工作原理，如图1-11所示。其中图1-11a为单相桥式电压型逆变器，如果使开关S1～S4像图1-11b那样导通、关断，那么负载电压u就成为矩形波交流电压，其大小等于直流电压源E_d，如图1-11b中实线所示。这里假定负载电流i由于负载电感的平滑作用为正弦波交流电流，如图1-11b中虚线所示。

现在，使开关S1、S2导通，由直流电压源E_d沿图1-11a中①路线供给负载电流i。在时刻t₁时这两个开关关断，同时使开关S3、S4导通，于是负载的无功功率就沿②路线反馈给直流电压源E_d。

考虑负载电流i和开关的动作状态，直流电流I_d的波形如图1-11c所示。另外，负载电压u与负载电流i的积为瞬时功率P，它与直流电流I_d的波形相同，瞬时功率P的平均值P_a为向负载提供的有功功率。

时刻t₁～t₂的滞后角φ相当于异步电动机的滞后功率因数角，φ＜90°时为负（再生状态）。滞后角φ与瞬时功率P及有功功率P_a的关系，如图1-12所示。

当开关采用单方向导通的半导体开关器件时，以晶体管为例，为了向电源反馈（路线②），要在晶体管的两个输出极反并联续流二极管。

通用变频器采用电压控制方式，与输出频率成比例地控制输出电压，在逆变器侧控制输出电压和频率。可以利用半导体开关的导通率，将输出电压控制为正弦波。(www.xing528.com)

图1-11 电压型逆变器的原理

图1-12 滞后角φ与瞬时功率P及有功功率P_a的关系