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变频器的逆变器工作原理
来源:艾特贸易2017-06-04
简介负载侧的变流器Ⅱ为逆变器。最常见的结构形式是利用六个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律地控制逆变器中主开关器件的通与断,可以得到任意频率的三相交流电输
负载侧的变流器Ⅱ为逆变器。最常见的结构形式是利用六个半导体主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律地控制逆变器中主开关器件的通与断,可以得到任意频率的三相交流电输出。图1-2中,由S1~S6组成了三相逆变桥,S导通时相当于开关接通,S截止时相当于开关断开。 三相逆变电路的原理图如图1-2所示。 图1-2 三相逆变电路的原理图 图1-2a中,S1~S6组成了桥式逆变电路,这6个开关交替地接通、断开就可以在输出端得到一个相位互差2π/3的三相交流电压。当S1、S4接通时,uU-v为正;S3、S2接通时,uU-v为负。用同样的方法可得:S3、S6同时接通与S5、S4同时接通,得到uV-w,S5、S2同时接通与S1、S6同时接通,得到uW-U。为了使三相交流电uU-V、uV-W、uW-U在相位上依次相差2π/3;各开关接通、断开需符合一定的规律,其规律在图1-2b中已标明。根据该规律可得uU-V、uV-W、uW-U波形如图1-3所示。 观察6个开关的位置及波形图可以发现以下两点: (1)同一桥臂上的开关如S1、S2始终处于交替接通、断开的状态。 (2)各相的开关顺序以各相的“首端”为准,互差2π/3电角度。如S3比S1滞后2π/3,S5比S3滞后2π/3。 上述分析说明,通过6个开关的交替工作可以得到一个三相交流电,只要调节开关的通断速度就可调节交流电频率,当然交流电的幅值可通过Ud的大小来调节。
图1-3 三相逆变电路导通时序图 现在常用的逆变管有绝缘栅双极型晶体管(IGBT),大功率晶体管(GTR)、门极关断晶闸管(GTO)晶闸管、功率场效应晶体管(MOSFET)等。其中续流二极管(VD7~VD12)有下面几个功能: (1)由于电动机是一种感性负载,工作时其无功电流返回直流电源需要VD7~VD12提供通路。 (2)降速时,电动机处于再生制动状态,VD7~VD12为再生电流提供返回直流的通路。 (3)逆变时,VD7~VD12快速高频率地交替切换,同一桥臂的两管交替地工作在导通和截止(阻断)状态,在切换过程中,也需要给线路的分布电感提供释放能量的通路。