电压型逆变器电路及原理介绍

什么叫电压型逆变电路?
由电压型直流电源供电的逆变电路称为电压型逆变电路。 图1是一个三相电压型逆变电路的主电路。直流电源采用相控整流电路，由普通晶闸管组成。逆变电路由6个导电臂组成,每个导电臂均由具有自关断能力的全控型器件及反并联二极管组成，所以实际上也是一种全控型逆变电路。负载为感性，星形接法，在整流电路和逆变电路之间并联大电容Cd。由于Cd的作用，逆变入端电压平滑连续，直流电源具有电压源性质。

　　工作原理 　
逆变电路中各全控器件控制极电压信号的时序如图2b所示。信号脉宽为180°，每隔60°有一次脉冲电平的变化，任何时刻有3个脉冲处于高电平。相应地在主电路中也有 3个导电臂处于导通状态。例如有K1K2 K3导通（K1为导电臂代号,含全控元件T1和反并联二极管D1，余类推），则各相对负载中点O间的电位各为
　

依此类推，可得 uAO波形如图2c所示。其他两相uBO和uCO波形分别滞后于uAO120°和240°。根据uAB＝uAO－uBO，可得uAB波形如图2e所示。由图可见，逆变电路输出电压uAB、uBC和uCA是分别互差120°的交变四阶梯波。该波形不随负载而异，其重复频率f 取决于控制极信号的重复频率，方波幅值Ud则取决于直流电源电压，从而实现逆变目的。
　　电压型逆变器电路特点:
　①输出电流波形随负载而变。由图1a可见,A相电流iΑ可视为六阶梯波相电压uAO对负载ZΑ作用的结果。iΑ的变化规律取决于ZΑ的性质。例如在纯阻负载时，iΑ也为六阶梯波；在感性负载时则分段按指数曲线升降等。
　　②只有单方向传递功率的功能。 在图1中由于直流电源是由晶闸管组成的相控整流电路，其输出电流id方向不能改变；直流侧又并联大电解电容Cd，因此输出电压平均值Ud极性也不能改变，因此逆变入端功率平均值PB恒大于零，即电能只能由直流侧经逆变电路输向负载而不能沿相反方向由负载反馈回电网。
　　③故障电流较难抑制。由于逆变入端并联大电容Cd，当逆变侧短路时，Cd中电能将释放出来，形成浪涌短路电流。
　　电压型逆变器的应用 　
电压型逆变电路主要用于两方面：
①笼式交流电动机变频调速系统。由于逆变电路只具有单方向传递电能的功能，故比较适用于稳态运行、无需频繁起制动和加、减速的场合。
②不停电电源。该电源在逆变入端并接蓄电池，类似于电压源。