交交变频器

一、无环流运行方式 这种方式是对正、反组变流器的触发脉冲 进行逻辑控制，即当一组工作时，另一组绝对 封锁。这样在两组变流器之间就不存在环流。 具体方法： 检测负载电流，当电流正向过零时，同时 封锁正、反组变流器触发信号一小段时间，这 段时间应大于变流器可靠关断时间。然后对正 组变流器进行触发控制。同样，当电流负向过 零时，同时封锁正、反组变流器触发信号一小 段时间后，再对负组变流器进行触发控制。
三、局部环流运行方式
在负载电流趋于不连续时，通过控 制让变流器按有环流方式运行，而在负 载电流连续时则按无环流方式运行，这 就是所谓的局部环流运行方式。
自然环流运行方式下理想等值电路
t1 t2
20
i0
i0 I om sin 0t
i0
（3）当t>t2，随着负载电流下降，环流电抗器感应电动
势极性翻转，N端为正，M端为负。迫使负组变流器导 通，即出现正组、负组变流器同时导通情况。由于
P N 1800
正、负组同时导通后， U dP U d cos p U dN U d cos N U d cos p
所以，环流电抗器在正组、负组变流器同时导通情况下 两端电压等于零。
设电抗器总匝数为w。 按磁势平衡原理，则
1 1 1 iP w i N w I 0 m w 2 2 2 即：iP iN I 0 m
t2时刻环流电抗器磁势
同时负载支路电流
iP iN I om sin 0t
因此，解得： 1 1 iP I om I om sin 0t 2 2 1 1 iN I om I om sin 0t 2 2

可见，交—交变频器输出频率总是低于 电源频率。因此交—交变频器应用于低 速传动场合。
U d U d1 cos
我们把这种在控制上连续的按特定规 律改变控制角α的方法称为调制式相 位触发.调制控制角α的确定常采用 “余弦交截法”去实现
从上图可见，输出电压实际是由若干段电 源电压拼接而成，在输出电压的一个周期 内，所包含的电源电压波段越多，其波形 就越接近正弦波。
以三相零式整流电路组成的单相交—交变 频器为例说明工作原理及触发控制
A
B
0 Ⅰ Ⅱ
T/2 Ⅲ Ⅳ
T 组选
1 3 5 1 3 5 6 2 4 6 6 2 4 6
晶闸管号选
2、三相交—交变频器
ห้องสมุดไป่ตู้

组选： 为了在负载上获得三相互差1200的对称电压波形,每组导电 时间应为T/3,并且应相隔T/6换组,同一时刻应有一个正组和一个 反组同时导通,但不允许同一相同时导通,否则将会造成电源短路。
3、如何调节输出正弦波电压频率？
改变正、反组切换频率，即改变每半波的 电源电压波段数，可改变输出电压的频率。 每半波包含的电源电压波段数越多，输出正 弦波频率越低。
对于三相桥式交—交变频器，输出正弦波
最高频率 f 0 max 1 f1， ( f1为电源频率）
2
，此时
每半个周期内包含6个电源电压波段。
无环流运行方式的主要特点：
没有环流，不需要限环流电抗器。 但它的输出电流在过零点附近一小 段时间，输出波形畸变，动态过程较慢。
二、有环流运行方式
为区别于局部环流运行方式，这种 方式又称为连续环流运行方式，或自然 环流运行方式。 具体实现： （1）在这种方式下， 为了限制环流 ，在P、N两组之间应接入 限环流电抗器，以将环流限制在允许的 范围内。 （2）同时对P、N组变流器施加触发 0 180 脉冲，并保持 p N
（1）输出负载电流；
（2）—正变流器总电流， -----正变流器输出的负载 电流成分； （3）—负变流器总电流， -----正变流器输出的负载 电流成分； （4）自感应环流 （5）环流电抗器两端电 压
自然环流运行方式特点： 在换流过程保持电流的连续性。但由于 环流分量存在，使变流器分担的电流比负载 电流大的多（占总电流的57%），需额外增 加变流器容量。
交-交变频器的特点
1) 因为是直接变换，没有中间环节，所以比一般的变频 器效率要高。 2) 由于其交流输出电压是直接由交流输入电压波的某些 部分包络所构成，因而其输出频率比输入交流电源的 频率低得多，输出波形较好。 3) 由于变频器按电网电压过零自然换相，故可采用普通 晶闸管。不需要强迫换流电路。 4) 由于输出上限频率不高于电网频率的 1/3～1/2，因受 电网频率限制，通常输出电压的频率较低。 5) 交-交变频电路采用的是相位控制方式，因此其输入电 流的相位总是滞后于输入电压，需要电网提供无功功 率。功率因数较低，特别是在低速运行时更低，需要 适当补偿。
三、正、反组变流器工作状态分析
正、反组变流器之间的切换，是以输出电流是否 改变方向为依据的。因此换组指令应由负载电流信号
过零点来控制。
四、 三相输出交-交变频电路
三相输出交-交变频电路主要应用于 大功率交流电机调速系统，三相输出交交变频电路是由三组输出电压相位各差 120°的单相交-交变频电路组成的，所 以其控制原理与单相交-交变频电路相同。 下面简单介绍一下三相交-交变频电路接 线方式。
第 1节 交—交变频器的工作原理及分类
根据变频器输出电压波形的不同，交—交变频器 分为：方波型及正弦波型两种。 一、方波型交—交变频器主电路及工作原理 1、单相交—交变频器主电路及工作原理


在一个控制周期内，当P组和N组整流桥 以不变触发角α轮流地向负载供电时，在 负载上就会获得方波交流电压。 改变两组变流器的切换频率，就可改变 输出电压的频率，改变两组变流器的控 制触发角α，就可改变输出电压的幅值。
1 公共交流母线进线方式
公共交流母线进线方式的三相交-交变频电路简图
2 输出星形联结方式
输出星形联结方式的三相交-交变频电路原理图
3 矩形波交-交变频
三相零式交-交变频电路
第3节 交—交变频器的环流处理方式
交—交变频器正、反组变流器之间如果存在 环流，将会造成电源短路的严重后果，因此环流 的处理问题至关重要。通常环流的处理方式有： （1）无环流运行方式； （2）有环流运行方式； （3）局部环流运行方式。