交-交变频器(又称循环变频器)是把固定频率的交流电源不经过中间整流的直流环节,直接变成另一种频率的变频装置,见下图,其输出频率一般在工频的1P3～1P2.交-交变频电路利用电网电压实现换相,无需附加换流回路,因而效率很高.变频器一次性换能,换能损耗小.在主回路不增加任何元件的情况下,可实现四象限运行,并且低频输出波形完全接近正弦,因而电动机谐波损耗少,转距脉动很轻,缺点是输出频率受电网频率的限制.这种类型变频器的特点:(1)原理基于可逆整流,可以直接套用成熟的直流可逆调速技术及装置;(2)输出电流近似于三相正弦,电动机附加损耗和脉动转距小;(3)利用电源的交流电压通过自然换相关断晶闸管;(4)主电路复杂,器件多(三相桥式线路需要36个晶闸管),适用于大功率;(5)工频电源下输出频率不超过20Hz.
其主电路是由3个三相全波无环流可逆整流电路构成的一个输出三相低频电路.所有共阴极的3只晶闸管整流元件称为正组,用P表示;所有共阳极的3只晶闸管整流元件称为反组,用N表示.因为正反组不能同时有电流流过,故称之为无环流交-交变频器.无环流运行方式就是控制正、反组整流器的触发脉冲,使一组工作时,另一组封锁,这样两组整流器之间就不会产生环流,在电流连续的情况下,通过对负载零电流检测,切换正、反组.当负载电流过零,两组整流器进行切换之际,应有一段两组桥全部封锁时间,以保证可靠换流,否则,由于原导通晶闸管的关断时间大于触发晶闸管的导通时间,造成电源短路.正反组按一定周期相互切换,在负载上就获得交变的输出电压,输出电压的幅值取决于各组整流装置的控制角α,输出电压的频率取决于两组整流装置的切换频率.如果控制角α恒定不变,则输出频率是方波.如果希望得到正弦波输出,就必须在每一组整流器的导通期间,不断地改变控制角α.例如,在正组导通的半个周期中,使控制角α由πP2逐渐减少到0,然后再逐渐增加到πP2,即α在πP2～0～πP2之间变化,则整流的平均输出电压就由零变到最大值,再由最大值变到零,呈正弦规率变化.对反组导通的半个周期的控制也是相同的.
