三相串聯(lián)電感式逆變器電路圖、特點(diǎn)、換流過(guò)程及輸出電壓波形與數(shù)量的關(guān)系

　　三相串聯(lián)電感式逆變器電路如圖所示。圖中C0為直流濾波電容，VT1～VT6為主晶閘管，L1～L6為換流電感，C1～C6為換流電容，VD1～VD6為反饋二極管。

　　這種逆變器屬180°導(dǎo)通型，每個(gè)晶閘管在阻性負(fù)載時(shí)每周期中導(dǎo)通180°，相鄰序號(hào)的晶閘管兩個(gè)觸發(fā)脈沖的間隔為60°，換流在同一橋臂之間進(jìn)行，如a相的VT1與VT4、b相的VT3與VT6、c相的VT5與VT2。在每一周期的任何瞬間每相都有一個(gè)管子導(dǎo)通。為了保證大電感負(fù)載時(shí)能可靠換流，觸發(fā)脈沖寬度應(yīng)大于90°，一般為120°。

　　特點(diǎn)

　?。?）主晶閘管承受的du/dt值較低。

　?。?）主晶閘管除承擔(dān)負(fù)載電流外，還承擔(dān)環(huán)流電流。當(dāng)逆變器輸出頻率較高時(shí)，環(huán)流較大，故不適用于頻率較高的場(chǎng)所。此外，環(huán)流較大，換流效率較低，故適用于中等功率負(fù)載。

　　（3）當(dāng)換流參數(shù)一定且負(fù)載電流一定時(shí)，晶閘管承受的反壓時(shí)間隨直流電壓降低而減小，所以適用于調(diào)壓范圍不太大的場(chǎng)合。

　　換流過(guò)程

　　晶閘管之間的換流采用強(qiáng)迫換流方式，由換向電容和換向電感來(lái)完成?，F(xiàn)以a相VT1換流到VT4為例作大致分析。

　　當(dāng)晶閘管VT1導(dǎo)通時(shí)，＝0、＝U，即換流電容C4已充上電荷，使VT4承受正向電壓，具備導(dǎo)通的一個(gè)條件。當(dāng)觸發(fā)VT4導(dǎo)通后，電容C4放電，放電回路為C4→L4→VT4，＝。由于L4和L1耦合較緊，在L1中產(chǎn)生同樣的電壓U，從而使VT1承受反壓而關(guān)斷。VT1關(guān)斷以后，C1充電、C4放電，此時(shí)，在L4中將流過(guò)與原先VT1導(dǎo)通時(shí)相應(yīng)的電流＝，以保持VT1關(guān)斷瞬時(shí)在L1中的磁能不變。L4中的電流在＝L4＝L4＝0時(shí)達(dá)最大值，以后電流＝下降，在L4中感應(yīng)相反極性的電勢(shì)，使VD4承受正偏而導(dǎo)通，VT4則截止。從VD4導(dǎo)通起，C1及C4充放電過(guò)程就基本上結(jié)束了。VD4導(dǎo)通后，改變極性，而電流仍保持原來(lái)方向，顯然這是由感性負(fù)載的性質(zhì)所決定的，VD4導(dǎo)通時(shí)間的長(zhǎng)短取決于負(fù)載的功率因數(shù)角。但由于此時(shí)VT4的觸發(fā)脈沖并未消失，VD4中的電流減小至零以后，VT4重新導(dǎo)通，因此，VT4經(jīng)歷了觸發(fā)導(dǎo)通、截止到再導(dǎo)通的過(guò)程。應(yīng)該指出，起初的從導(dǎo)通到截止的過(guò)程是十分短暫的，所以可以認(rèn)為在感性負(fù)載時(shí)，當(dāng)觸發(fā)VT4、關(guān)斷VT1時(shí)，首先是反饋二極管VD4導(dǎo)通，待經(jīng)過(guò)相應(yīng)于j角的時(shí)間后VT4才開(kāi)始尋通。

　　三相串聯(lián)電感式逆變器輸出電壓波形及數(shù)量的關(guān)系

　　阻性負(fù)載時(shí)，各管導(dǎo)通順序如表6-1所示。

　　在0°～60°期間，VT1、VT6、VT5導(dǎo)通。因三相負(fù)載對(duì)稱，可得相電壓、線電壓分別為

　　在60°～120°期間，VT1、VT6、VT2導(dǎo)通。此時(shí)

　　依此分析，可得負(fù)載上相電壓、線電壓波形如圖6-38所示。感性負(fù)載時(shí)，各管導(dǎo)通順序如表6-2所示。

　　如表6-2中所表示的，若a相的晶閘管VT1、VT4換流時(shí)（關(guān)斷VT1、觸發(fā)VT4），因感性負(fù)載中電流方向的變化落后于電壓極性的變化，因此當(dāng)VT1關(guān)斷后，應(yīng)是與VT4反并聯(lián)的續(xù)流二極管VD4導(dǎo)通，以保證當(dāng)電壓極性改變后仍維持a相中原先的電流流通方向，之后才是VT4導(dǎo)通。可見(jiàn)在感性負(fù)載時(shí)晶閘管在一個(gè)周期中的導(dǎo)通角度q =180°-j。晶閘管及續(xù)流二極管合計(jì)的導(dǎo)通角度為180°。在不考慮管子導(dǎo)通壓降的情況下，VD4或VT4導(dǎo)通均不影響a相電壓，因此，輸出電壓波形就與阻性負(fù)載時(shí)相同，其數(shù)量關(guān)系也就一樣了。也就是說(shuō)，180°導(dǎo)通型的電壓型逆變器交流輸出電壓的波形和數(shù)值與負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，此時(shí)，輸出電壓與直流側(cè)的輸入電壓有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這是這類(lèi)逆變器的優(yōu)點(diǎn)。