单相电流型逆变电路

电流型逆变电路·引言

电流型三相桥式逆变电路

■直流电源为电流源的逆变电路称为电流型逆变电路。

■电流型逆变电路主要特点

    ◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源。

    ◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同。

    ◆直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。

■电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多，换流方式有负载换流、强迫换流。

 

单相电流型逆变电路

单相桥式电流型（并联谐振式）逆变电路

■电路分析

    ◆由四个桥臂构成，每个桥臂的晶闸管各串联一个电抗器，用来限制晶闸管开通时的di/dt。

    ◆采用负载换相方式工作的，要求负载电流略超前于负载电压，即负载略呈容性。

    ◆电容C和L 、R构成并联谐振电路。

    ◆输出电流波形接近矩形波，含基波和各奇次谐波，且谐波幅值远小于基波。

并联谐振式逆变电路工作波形

■工作波形分析

   ◆在交流电流的一个周期内，有两个稳定导通阶段和两个换流阶段。

   ◆t1~t2：VT1和VT4稳定导通阶段，io=Id，t2时刻前在C上建立了左正右负的电压。

   ◆在t2时刻触发VT2和VT3开通，开始进入换流阶段。

       ☞由于换流电抗器LT的作用， VT1 和VT4不能立刻关断，其电流有一个减小过程，VT2和VT3的电流也有一个增大过程。    

     ☞4个晶闸管全部导通，负载电容电压经两个并联的放电回路同时放电。

       √一个回路是经LT1、VT1、VT3、LT3回到电容C。

       √另一个回路是经LT2、VT2、VT4、LT4回到 电容C。

◆当t=t4时，VT1、VT4电流减至零而关断，直流侧电流Id全部从VT1、VT4转移到VT2、VT3，换流阶段结束。

◆晶闸管需一段时间才能恢复正向阻断能力，t4时刻换流结束后还要使VT1、VT4承受一段反压时间tb，tβ= t5- t4应大于晶闸管的关断时间tq。

◆为保证可靠换流应在uo过零前td = t5- t2时刻触发VT2、VT3，td为触发引前时间

io超前于uo的时间j（负载的功率因数角）

把tj表示为电角度j（弧度）可得

 

■基本的数量关系

    ◆io展开成傅里叶级数可得 

其基波电流有效值Io1为

◆负载电压有效值Uo和直流电压Ud的关系

一般情况下g值较小，可近似认为cos(g/2)≈1，再考虑到式可得

■实际工作过程中，感应线圈参数随时间变化，必须使工作频率适应负载的变化而自动调整，这种控制方式称为自励方式。

    ◆固定工作频率的控制方式称为他励方式。

    ◆自励方式存在起动问题，解决方法：

        ☞先用他励方式，系统开始工作后再转入自励方式。

        ☞附加预充电起动电路。