交-直-交变频器的结构与原理

    1．基本框图

    目前应用得最为广泛的是交-直-交变频器，基本框图如图1-14所示，其工作过程分成两个部分：

    图1-14    交-直-交变频器的主电路框图

   (1)整流。先将电源的三相（或单相）交流电经三相全波整流桥整流成直流电。

   (2)逆变。直流电经三相逆变桥“逆变”成频率和电压都任意可调的三相交流电。变频器的核心部分是“逆变电路”，其构成和原理如下述。

    2．单相逆变桥的结构和原理

    如图1-15a所示。图中，V1、V2、V3、V4为开关器件，组成单相逆变桥，接至直流电源P(+)与N（-）之间，电压为UD；ZL为负载。

    逆变电路的工作情况如下：

   (1)前半周期。令V1、V2导通；V3、V4截止。则负载ZL中的电流从a流向b，ZL上得到的电压是a“+”、b“-”，设这时的电压为“+”，振幅值等于直流电压UD。

    图1-15    单相逆变桥及其工作过程

   a)单相逆变桥的构成b）工作过程

   (2)后半周期。令V1、V2截止；V3、V4导通。则负载ZL中的电流从b流向a，ZL上得到的电压是a“-”、b“+”，这时的电压为“-”，振幅值也是UD。

    上述两种状态如能不断地反复交替进行，则负载ZL上所得到的便是交变电压了，如图1-15b所示。这就是由直流电变为交流电的“逆变”过程。改变交替导通的快慢，就改变了输出电压的频率。

    三相逆变桥的电路结构如图1-16a所示。其工作过程与单相逆变桥相同，只要使三个桥臂的交替过程之间，互差三分之一周期（T/3），从而使三相输出电压的相位之间互差(2π/3)电角度就可以了，如图b所示。

    图1-16    三相逆变桥及其工作

   a)三相逆变桥的构成b）三相逆变桥的输出电压