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小孙学变频之电流型逆变桥的换流过程

发布日期:2014-04-03 来源:《变频器世界》 作者:张燕宾

小孙问:“在图106所示的逆变桥中,晶闸管导通之后,是怎样关断的呢?”



张老师说:“实际的逆变桥的结构有好几种方式,换流过程比较复杂。这里所说的换流过程,是指从某一相晶闸管导通切换到另一相晶闸管导通的过程。

下面,就介绍几种。

串联二极管式逆变桥

逆变桥的结构如图67所示,其换流过程如下:

1.换流前状态

假设,在换流前,SCR1VD1以及SCR2VD2处于导通状态,电流的路径如图(a)中之路径

电源‘+’→SCR1VD1

U相绕组→W相绕组

→电源‘-’

电流从U相进,W相出。在此过程中,电容器充电,左‘+’右‘-’。C1C3串联后又和C5并联。以后就笼统地称为合成电容C吧。

2SCR3触发导通

SCR3触发导通,则电容器两侧电位上升,SCR1因得到反向电压而截止。电容器开始放电,电流的路径如图(b)中之路径所示:

电源‘+’→SCR3C1VD1

U相绕组→W相绕组

→电源‘-’

这时,因C1右侧的电位尚低,二极管VD3尚未导通。

电流继续从U相进,W相出。

3.重叠换流

一方面,电容器的开始反向充电,路径仍在继续,如图(c)所示;

另一方面,随着电容器右侧电位的升高,VD3导通,又增加了如图(c)所示的路径

电源‘+’→SCR3VD3V相绕组→W相绕组→电源‘-’

在此过程中,既有从U相进,W相出的电流,又有从V相进,W相出的电流,故称为重叠换流。

4.换流完成

当电容器反向充电完毕后,路径不再继续,就只有路径了。电流从原来的从U相进入切换为从V相进入了,换流完成。”

小孙问:“这里好像只说了晶闸管在什么时候触发,没有提到移相角?”

老师说:“假设,电动机绕组是Y形联接的,我们就来分析一下。

逆变桥的输出电流和电压


1
.逆变桥的输出电流

如上所述,在一个周期内,SCR11导通后,是通过触发SCR13来关断SCR11的,又通过触发SCR15来关断SCR13,如图108b)所示,所以,每个晶闸管的导通角都等于120°。或者说,每个晶闸管的移相角都是30°,这是不能调节的。”

“那…,怎么来调节逆变桥的输出电流呢?”小孙问。

老师说:“注意,这是电流源逆变器,它的电流大小取决于电源所提供的电流。实际上,是通过改变整流桥的移相角来改变电路里的电流的。”

“那逆变桥的输出电压又是怎样控制的呢?”小孙又问。

2.逆变桥的输出电压



张老师说:“在电压源电路里,电源的电压是恒定的,电流的大小和波形取决于负载ZL,如图109a)所示。

而在电流源电路里,电源的电流是恒定的,负载两端电压的大小和波形取决于负载ZL,如图(b)所示。

现在,我们的逆变桥的负载是三相异步电动机。我们曾经讨论过,在异步电动机里,电源电压所需克服的主要对象是反电动势,而反电动势主要和磁通成正比。电动机的磁通基本上是正弦波,如图(c)中之曲线所示,当然,反电动势也是正弦波的,如曲线所示,所以,逆变桥的输出电压也是正弦波,如曲线所示。

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