三相交交变频电路教案资料

三相交交变频电路

三相交交变频电路

交交变频电路主要应用于大功率交流电

机调速系统，这种系统使用的是三相交交

变频电路。三相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。

1．电路接线方式

三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和输出星形联结方式。

(1)公共交流母线进线方式

图1 是公共交流母线进线方式的三相交交变频电路简图。它由三组彼此独立的、输出电压相位相互错开 120°的单相交交变频电路构成，它们的电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电路的输出端必须隔离。为此，交流电动机的三个绕组必须拆开，共引出六根线。这种电路主要用于中等容量的交流调速系统。

(2)输出星形联结方式

图2 是输出星形联结方式的三相交交变频电路原理图。其中2 a)为简图，2 b)为详图。三组单相交交变频电路的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结，电动机中性点不和变频器中性点接在一起，电动机只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。

由于变频器输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠

双触发脉冲保证同时导通。而两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时导通。

2．输入输出特性

从电路结构和工作原理可以看出，三相交交变频电路和单相交交变频电路的输出上限频率和输出电压谐波是一致的，但输入电流和输入功率因数则有一些差别。

先来分析三相交交变频电路的输入电流。图3 是在输出电压比

=0.5，负载功率因数

的情况下，交交变频电路输出电压、单相输出时的输入电流和三相输出时的输入电流的波形举例。对于单相输出时的情况，因为输出电流是正弦波，其正负半波电流极性相反，但反映到输入电流却是相同的。因此，输入电流只反映输出电流半个周期的脉动，而不反映其极性。所以如式

式

所示输入电流中含有与2倍输出频率有关的谐波分量。对于三相输出时的情况，总的输入电流是由三个单相交交变频电路的同一相(图中为 U 相)输入电流合成而得到的，有些谐波相互抵消，谐波种类有所减少，总的谐波幅值也有所降低。其谐波频率为

和

式中，k=1，2，3，…； l=0，1，2，…。

当变流电路采用三相桥式电路时，三相交交变频电路输入谐波电流的主要频率为、

、、、

、、、

、、

等。其中

次谐波的幅值最大。

下面再来分析三相交交变频电路的输入功率因数。三相交交变频电路由三组单相交交变频电路组成，每组单相变频电路都有自己的有功功率、无功功率和视在功率。总输入功率因数应为

从上式可以看出，三相电路总的有功功率为各相有功功率之和，但视在功率却不能简单相加，而应该由总输入电流有效值和输入电压有效值来计算，比三相各自的视在功率之和要小。因此，三相交交变频电路总输入功率因数要高于单相交交变频电路。当然，这只是相对于单相电路而言，功率因数低仍是三相交交变频电路的一个主要缺点。