静止变频器低速运行脉冲耦合模式原理浅析

六、静止变频启动的低速运行阶段

在电动机低速运行阶段，静止变频器工作于脉冲耦合模式；在电动机高速运行阶段，静止变频器工作于同步模式。

1.脉冲耦合模式工作原理

格雷兹电桥在任一换相周期内只有两个桥臂通流，两两导通有以下6种组合：1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-1，如此往复。每一组合持续导通60°电角度，360°为一周期。组合间的切换叫换相，如从组1-2桥臂导通切换到组2-3桥臂导通。

在脉冲耦合模式下（转速为0～10%额定频率值），无论如何，机端电动势是不足以确保机桥的可靠换相的。如从组1-2桥臂导通切换到组2-3桥臂导通，其换相过程为：首先，网桥全逆变，当回路电流I_d为0时，机桥组1-2桥臂可控硅因无续流而被关断。一旦检测到回路电流为0，即给组2-3桥臂发触发脉冲，网桥随即取消全逆变，实现所谓强迫换相。

转子位置从0°到360°（相对定子U相磁场轴线）对应机桥可控硅的导通桥臂组合有6种。将电机定子内的空间划分为6个60°的扇区，每个扇形区的中心线都是定子某相绕组磁场的轴线，如图11-3-7所示，转子必然处于6个扇区之一。

图11-3-7　同步电机的转子初始位置（λ≈300°）和6扇区图(www.xing528.com)

静止变频器低速启动阶段脉冲模式录波图如图11-3-8所示。

转子位置角λ确定后，按照驱动力矩轴超前转子极轴90°的原则（强迫换相模式，逆变器逆变导前角为0°，功率因数接近1），根据逆变桥的固定连接结构，可得对应的强迫换相所需触发导通的可控硅桥臂号。

图11-3-8　脉冲模式录波图

2.脉冲耦合模式频率上限

在强迫换相过程中，电流I_d的关断与恢复是需要一定时间的，它几乎是固定不变的。在发电电动机转速不断增加后，换相周期势必随之缩短，留给换相的时间也就越来越少，因此，为了确保机桥可靠换相，必须设置一个频率上限。通常该值为4～5Hz。