三相串聯電感式逆變器電路圖、特點、換流過程及輸出電壓波形與...

2020-11-23 電子產品世界

　　三相串聯電感式逆變器電路如圖所示。圖中C0為直流濾波電容，VT1～VT6為主晶閘管，L1～L6為換流電感，C1～C6為換流電容，VD1～VD6為反饋二極體。

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　　這種逆變器屬180°導通型，每個晶閘管在阻性負載時每周期中導通180°，相鄰序號的晶閘管兩個觸發脈衝的間隔為60°，換流在同一橋臂之間進行，如a相的VT1與VT4、b相的VT3與VT6、c相的VT5與VT2。在每一周期的任何瞬間每相都有一個管子導通。為了保證大電感負載時能可靠換流，觸發脈衝寬度應大於90°，一般為120°。

　　

　　特點

　　（1）主晶閘管承受的du/dt值較低。

　　（2）主晶閘管除承擔負載電流外，還承擔環流電流。當逆變器輸出頻率較高時，環流較大，故不適用於頻率較高的場所。此外，環流較大，換流效率較低，故適用於中等功率負載。

　　（3）當換流參數一定且負載電流一定時，晶閘管承受的反壓時間隨直流電壓降低而減小，所以適用於調壓範圍不太大的場合。

　　換流過程

　　晶閘管之間的換流採用強迫換流方式，由換向電容和換向電感來完成。現以a相VT1換流到VT4為例作大致分析。

　　當晶閘管VT1導通時，＝0、＝U，即換流電容C4已充上電荷，使VT4承受正向電壓，具備導通的一個條件。當觸發VT4導通後，電容C4放電，放電迴路為C4→L4→VT4，＝。由於L4和L1耦合較緊，在L1中產生同樣的電壓U，從而使VT1承受反壓而關斷。VT1關斷以後，C1充電、C4放電，此時，在L4中將流過與原先VT1導通時相應的電流＝，以保持VT1關斷瞬時在L1中的磁能不變。L4中的電流在＝L4＝L4＝0時達最大值，以後電流＝下降，在L4中感應相反極性的電勢，使VD4承受正偏而導通，VT4則截止。從VD4導通起，C1及C4充放電過程就基本上結束了。VD4導通後，改變極性，而電流仍保持原來方向，顯然這是由感性負載的性質所決定的，VD4導通時間的長短取決於負載的功率因數角。但由於此時VT4的觸發脈衝並未消失，VD4中的電流減小至零以後，VT4重新導通，因此，VT4經歷了觸發導通、截止到再導通的過程。應該指出，起初的從導通到截止的過程是十分短暫的，所以可以認為在感性負載時，當觸發VT4、關斷VT1時，首先是反饋二極體VD4導通，待經過相應於j角的時間後VT4才開始尋通。

　　三相串聯電感式逆變器輸出電壓波形及數量的關係

　　阻性負載時，各管導通順序如表6-1所示。

　　

　　在0°～60°期間，VT1、VT6、VT5導通。因三相負載對稱，可得相電壓、線電壓分別為

　　

　　在60°～120°期間，VT1、VT6、VT2導通。此時

　　

　　依此分析，可得負載上相電壓、線電壓波形如圖6-38所示。感性負載時，各管導通順序如表6-2所示。

　　

　　

　　如表6-2中所表示的，若a相的晶閘管VT1、VT4換流時（關斷VT1、觸發VT4），因感性負載中電流方向的變化落後於電壓極性的變化，因此當VT1關斷後，應是與VT4反並聯的續流二極體VD4導通，以保證當電壓極性改變後仍維持a相中原先的電流流通方向，之後才是VT4導通。可見在感性負載時晶閘管在一個周期中的導通角度q =180°-j。晶閘管及續流二極體合計的導通角度為180°。在不考慮管子導通壓降的情況下，VD4或VT4導通均不影響a相電壓，因此，輸出電壓波形就與阻性負載時相同，其數量關係也就一樣了。也就是說，180°導通型的電壓型逆變器交流輸出電壓的波形和數值與負載性質無關，此時，輸出電壓與直流側的輸入電壓有確定的對應關係，這是這類逆變器的優點。

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