單相電流型逆變電路

電流型逆變電路·引言

電流型三相橋式逆變電路

■直流電源爲電流源的逆變電路稱爲電流型逆變電路。

■電流型逆變電路主要特點

    ◆直流側串大電感，電流基本無脈動，相當於電流源。

    ◆交流輸出電流爲矩形波，與負載阻抗角無關，輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。

    ◆直流側電感起緩衝無功能量的作用，不必給開關器件反並聯二極管。

■電流型逆變電路中，採用半控型器件的電路仍應用較多，換流方式有負載換流、強迫換流。

 

單相電流型逆變電路

單相橋式電流型（並聯諧振式）逆變電路

■電路分析

    ◆由四個橋臂構成，每個橋臂的晶閘管各串聯一個電抗器，用來限制晶閘管開通時的di/dt。

    ◆採用負載換相方式工作的，要求負載電流略超前於負載電壓，即負載略呈容性。

    ◆電容C和L 、R構成並聯諧振電路。

    ◆輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠小於基波。

並聯諧振式逆變電路工作波形

■工作波形分析

   ◆在交流電流的一個週期內，有兩個穩定導通階段和兩個換流階段。

   ◆t1~t2：VT1和VT4穩定導通階段，io=Id，t2時刻前在C上建立了左正右負的電壓。

   ◆在t2時刻觸發VT2和VT3開通，開始進入換流階段。

       ☞由於換流電抗器LT的作用， VT1 和VT4不能立刻關斷，其電流有一個減小過程，VT2和VT3的電流也有一個增大過程。    

     ☞4個晶閘管全部導通，負載電容電壓經兩個並聯的放電迴路同時放電。

       √一個迴路是經LT1、VT1、VT3、LT3回到電容C。

       √另一個迴路是經LT2、VT2、VT4、LT4回到 電容C。

◆當t=t4時，VT1、VT4電流減至零而關斷，直流側電流Id全部從VT1、VT4轉移到VT2、VT3，換流階段結束。

◆晶閘管需一段時間才能恢復正向阻斷能力，t4時刻換流結束後還要使VT1、VT4承受一段反壓時間tb，tβ= t5- t4應大於晶閘管的關斷時間tq。

◆爲保證可靠換流應在uo過零前td = t5- t2時刻觸發VT2、VT3，td爲觸發引前時間

io超前於uo的時間j（負載的功率因數角）

把tj表示爲電角度j（弧度）可得

 

■基本的數量關係

    ◆io展開成傅里葉級數可得 

其基波電流有效值Io1爲

◆負載電壓有效值Uo和直流電壓Ud的關係

一般情況下g值較小，可近似認爲cos(g/2)≈1，再考慮到式可得

■實際工作過程中，感應線圈參數隨時間變化，必須使工作頻率適應負載的變化而自動調整，這種控制方式稱爲自勵方式。

    ◆固定工作頻率的控制方式稱爲他勵方式。

    ◆自勵方式存在起動問題，解決方法：

        ☞先用他勵方式，系統開始工作後再轉入自勵方式。

        ☞附加預充電起動電路。