電流型逆變電路

電流型逆變電路

直流電源為電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。

基本信息

電流型逆變電路 電流型逆變電路
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實際上理想直流電流源並不多見,一般是在逆變電路直流側串聯一個大電感,因為大電感中的電流脈動很小,因此可近似看成直流電流源。

電流型逆變電路有以下主要特點:

1) 直流側串聯有大電感,相當於電流源。直流側電流基本無脈動,直流迴路呈現高阻抗。

2) 電路中開關器件的作用僅是改變直流甩流的流通路徑,因此交流側輸出電流為矩形波,並且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。

3) 當交流側為阻感負載時需要提供無功功率,直流側電感起緩衝無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流並不反向。

電流型逆變電路中,採用半控型器件的電路仍套用較多,就其換流方式而言,有的採用負載換流,有的採用強迫換流。

1、

1) 電路分析

基本工作方式是120°導電方式-每個臂一周期內導電120°,每個時刻上下橋臂組各有一個臂導通,換流方式為橫向換流

2) 波形分析

輸出電流波形和負載性質無關,正負脈衝各120°的矩形波。

輸出電流和三相橋整流帶大電感負載時的交流電流波形相同,諧波分析表達式也相同。

輸出線電壓波形和負載性質有關,大體為正弦波。

輸出交流電流的基波有效值。

2、串聯二極體式晶閘管逆變電路

主要用於中大功率交流電動機調速系統。

是電流型三相橋式逆變電路。

各橋臂的晶閘管和二極體串聯使用。

120°導電工作方式,輸出波形和圖5-14的波形大體相同。

強迫換流方式,電容C1~C6為換流電容。

*換流過程分析

電容器所充電壓的規律:

對於共陽極晶閘管,它與導通晶閘管相連一端極性為正,另一端為負,不與導通晶閘管相連的電容器電壓為零。

等效換流電容概念:

* 分析從VT1向VT3換流時,圖5-16中的C13就是圖5-14中的C3與C5串聯後再與C1並聯的等效電容。

分析從VT1向VT3換流的過程:

假設換流前VT1和VT2通,C13電壓UC0左正右負。如圖5-16a。

換流階段分為恆流放電和二極體換流兩個階段。

t1時刻觸發VT3導通,VT1被施以反壓而關斷。

Id從VT1換到VT3,C13通過VD1、U相負載、W相負載、VD2、VT2、直流電源和VT3放電,放電電流恆為Id,故稱恆流放電階段。如圖5-16b。

uC13下降到零之前,VT1承受反壓,反壓時間大於tq就能保證關斷

t2時刻uC13降到零,之後C13反向充電。忽略負載電阻壓降,則二極體VD3導通,電流為iV,VD1電流為iU=Id-iV,VD1和VD3同時通,進入二極體換流階段。

隨著C13電壓增高,充電電流漸小,iV漸大,t3時刻iU減到零,iV=Id,VD1承受反壓而關斷,二極體換流階段結束。

t3以後,VT2、VT3穩定導通階段。

*波形分析

電感負載時,uC13、iU、iV及uC1、uC3、uC5波形。

uC1的波形和uC13完全相同,從UC0降為-UC0 。

C3和C5是串聯後再和C1並聯的,電壓變化的幅度是C1的一半。

uC3從零變到-UC0,uC5從UC0變到零。

這些電壓恰好符合相隔120°後從VT3到VT5換流時的要求

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