目前投入市场运行的变频器绝大多数为交-直-交变频器,交-直-交变频器的主电路框图如图3-1所示。由图可见,主电路包括3个组成部分:整流电路、中间电路和逆变电路。
图3-1 交-直-交变频器的主电路框图
整流电路的功能是将交流电转换为直流电。整流电路按使用的器件不同分为两种类型,即不可控整流电路和可控整流电路。
不可控整流电路使用的器件为功率二极管,按输入交流电源的相数不同分为单相整流电路、三相整流电路和多相整流电路。下面对变频器中应用最多的三相整流电路的工作原理加以说明。
图3-2 三相桥式整流电路
图3-2所示为三相桥式整流电路,为分析电路工作原理方便,我们以电阻负载为例。
三相桥式整流电路共有6只整流二极管,其中VD1、VD3、VD53只管子的阴极连接在一起,称为共阴极组;VD4、VD6、VD23只管子的阳极连接在一起,称为共阳极组。
三相对称交流电源R、S、T的波形如图3-3所示,R、S、T接人电路后,共阴极组的二极管哪只阳极电位最高,哪只二极管优先导通;共阳极组的二极管哪只阴极电位最低,哪只二极管优先导通。同一个时间内只有两只二极管导通,即共阴极组的阳极电位最高的二极管和共阳极组的阴极电位最低的二极管构成导通回路,其余4只二极管承受反向电压而截止。在三相交流电压自然换相点换流导通。
把三相交流电压波形在一个周期内六等分如图3-3a中t1、f2、……、t6所示。在0-t1期间,电压uT>uB>uS,因此电路中T点电位最高,S点电位最低,于是二极管VD5、VD6先导通,电流的通路是T→VD5_→RL→VD6→S,忽略二极管正向压降,负载电阻RL上得到电压Mo= UTS。二极管VD5导通后,使VD1、VD3阴极电位为UT,因承受反向电压截止。同理,VD6导通,二极管VD4、VD2也截止。
在自然换相点t1稍后,电压uR>uT>us,于是二极管VD5与VD1换流,VD5截止,VD1导通,VD6仍旧导通,即在t1 -t2期间,二极管VD6、VD1导通,其余截止,电流通路是R→VD1→RL→VD6→S,负载电阻RL上的电压uo= URS。
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