变频器电压型主回路控制方式

    变频器主回路控制方式有电压型变频器和电流型变频器两种。电压型是将整流后的直流输出端并接电容构成直流电压源控制后再逆变，如表2-1中所示；电流型是将整流后的直流输出端串接电感构成电流源后再逆变，如表2-1中所示。下面用机械开关代替电力电子半导体器件来说明基本动作，负载是异步电动机。

    表2-1    变频器种类

    电压型逆变器的动作原理如图2-3所示。其中图2-3 (a)为单相桥式电压型逆变器的电路构成，如果使开关S1～S4像图2-3 (b)中的(3)那样导通、关断，那么负载电压U就成为矩形波交流电压，其大小等于直流电压源Ed，如(1)中实线所示。这里我们假定：由于负载电感的平滑作用负载电流i为正弦波状交流电流，如(1)中虚线所示。

    现在，使开关S1、S2导通，由直流电压源Ed沿图中①路线供给负载电流i。在时刻t1使这两个开关关断，同时使开关S3、S4导通，于是负载的无功功率就沿②路线反馈给直流电压源Ed。

    考虑负载电流i和开关的动作状态，直流电流Id的波形如图2-3 (b)中的(2)所示。另外，负载电压U与负载电流i的积为瞬时功率P，它与直流电流Id的波形相同。瞬时功率P的平均值Pa为向负载提供的有功功率。

   t1～t2时刻的滞后角φ相当于异步电动机的滞后功率因数角，φ<90°时有功功率为正（电动状态），φ<90°时为负（再生状态）。滞后角φ与瞬时功率P及有功功率Pa的关系，如图2-4所示。

    图2-3    电压源逆变器动作原理

   (a)电路构成；(b)动作

    图2-4    滞后角φ与瞬时比率P及有功功率Pa的关系

    当开关采用单方向导通的半导体开关时，以晶体管为例，为了向电源反馈（图2-3中路线②），要同晶体管反并联接入反馈二极管。

    电压型变频器的主回路构成如表2-1中项目1～3所列，由用晶闸管或二极管、晶体管构成的整流器、平滑电容（用作电压源）以及逆变器组成。