负载换相式电流源型变频器

    负载换相式电流源型变频器(LoadCommutated Inverter-LCI)，负载为同步电动机，变频器工作原理与输出滤波器换相式电流源型变频器有些类似，组成结构如图10-7所示。

    图10-7    LCI组成结构

    晶闸管的关断主要靠同步电动机定子交流反电动势自然完成，不需要强迫换相，逆变器晶闸管的换相与整流桥晶闸管的换相极其相似。变频器的输出频率一般不是独立调节的，而是依靠转子位置检测器得到的转子位置信号按一定顺序周期性地触发逆变器中相应的晶闸管。LCI这种“自控式”功能，保证变频器的输出频率和电动机转速始终保持同步，不存在失步和振荡现象。同步电动机在整个调速范围内都必须提供超前的功率因数，以保证逆变器晶闸管的正常换相。电动机必须有足够的漏电感，以限制晶闸管的di/dt，电动机也是要能够承受变频器的谐波电流。除了需要特殊的同步电动机之外，LCI应用是较为成功的。尤其是在一些超大容量的传动系统中，因为LCI无须强迫换相电路，结构简单，在大容量时只有晶闸管能够提供所需的电压和电流耐量，从电动机角度来，同步电动机在大容量时，相对异步电动机也有不少优势。现在，随着大容量自关断器件的应用越来越广泛，LCI应用逐渐减少。

    变频器输出电流波形和输入电流波形极为相似，呈120°方波状，输出电流中含有丰富的谐波成分，谐波电流会产生电动机的附加发热，也会产生转矩脉动。图10-8为该种变频器的输出电压、电流和转矩。

    图10-8    LCI输出波形

    在起动和低速时，电动机反电动势很小，不足以保证安全换相，因此，一般也采取电流断续换相法。

   LCI的一个主要缺点就是转矩过载能力不强。过载能力不强是由换相造成的，为保证利用反电动势换相的安全，要设置一定的换相提前角，比如空载换相提前角设为60°，这样一来就导致平均转矩下降，且转矩脉动增加。

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