[其他]一種電壓型斷續(xù)換流的PWM逆變電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000000460
• 申請(qǐng)日: 1985-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN85100460B
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)建平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 代理公司: 浙江大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 韓介梅

“電壓型斷續(xù)換流的ＰＷＭ逆變電路”是用于交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。由于逆變電路中的某些全控型開關(guān)元件是低耐壓或小電流的，所以價(jià)格尤為低廉。本發(fā)明能夠在逆變電路內(nèi)部同時(shí)完成換流和調(diào)節(jié)輸出電壓二個(gè)功能，由于在換流過程中，不必將電機(jī)電流降到零，故裝置利用率高，此外本發(fā)明還具有輸出電流，輸出電壓諧波小，控制響應(yīng)快的特性。

本發(fā)明是關(guān)于交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速裝置。

在交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速領(lǐng)域中，日本《電氣計(jì)算》1980年臨時(shí)增刊，48，№8，P，62《バヮトソヅスタ使ったモ-タの制御》第二表及日本《電氣計(jì)算》1980年臨時(shí)增刊，48，№8，P.70《自勵(lì)式ィンバ-タ主回路の最近の傾向》分別給出了目前一般在使用的二種三相橋式逆變電路，一種是由GTR組成的PWM三相逆變電路，如圖1所示，另一種是斷續(xù)換流的電流型逆變電路，如圖2所示。

對(duì)于圖1所示的PWM三相逆變電路，由于它的六個(gè)橋臂全部采用高反壓大電流晶體管，所以成本高，對(duì)于圖2所示的電流型逆變電路，它的六個(gè)橋臂都用快速可控硅，而另增添了兩只換流兼調(diào)壓用全控型開關(guān)Tr₁、Tr₂及續(xù)流可控硅Th₇，由于快速可控硅較同樣電壓等級(jí)和電流等級(jí)的晶體管來得便宜，所以該電路相對(duì)于圖1所示電路成本低，但它有以下缺點(diǎn)：

（1）由于電機(jī)負(fù)載電感較大，換流時(shí)電流下降到零時(shí)間較長，而在這段時(shí)間內(nèi)電機(jī)向電源反送能量，所以裝置利用率較低，功率不易送出。

（2）斷流換流時(shí)電機(jī)電流為零，輸出電流中諧波較大，所以脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。

（3）由于電感DCL存在，所以控制響應(yīng)滯后較大。

針對(duì)上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種成本低、裝置利用率高、輸出電流諧波小且控制響應(yīng)快的逆變電路。

本發(fā)明是一種電壓型斷續(xù)換流的PWM逆變電路。如圖3，圖4所示。圖3所示電路適用于負(fù)載功率因數(shù)角較小的情況，圖4所示電路適用于負(fù)載功率因數(shù)角較大的情況。本發(fā)明的逆變橋的六個(gè)橋臂全部采用可控硅，在負(fù)載功率因數(shù)角較小的情況下，則在輸入回路中串入一只反并二極管D₇的全控型開關(guān)Tr₁，上橋的各個(gè)續(xù)流二極管都共接一只低反壓全控型開關(guān)Tr₂，通過該開關(guān)接上橋可控硅陽極，下橋的各續(xù)流二極管陽極也共接一只低壓全控型開關(guān)Tr₃，通過該開關(guān)接下橋可控硅的陰極。在負(fù)載功率因數(shù)角較大的情況下，則還需要在上橋二極管陰極和下橋二極管陽極間接入一只小電流高反壓全控型開關(guān)Tr₄，并串入一只二極管D₈。

本發(fā)明能夠在逆變電路內(nèi)部同時(shí)完成換流和調(diào)節(jié)輸出電壓二個(gè)功能。

一、換流過程

1）在負(fù)載功率因數(shù)角較小的情況，即當(dāng)可控硅換流時(shí)，所有的續(xù)流二極管都不導(dǎo)通的情況，如圖3。這時(shí)如上橋臂的可控硅要換流給下橋臂可控硅，則只要將Tr₁、Tr₂同時(shí)關(guān)斷，而維持Tr₃導(dǎo)通，待可控硅中載流子復(fù)合完后，重新開通Tr₁、Tr₂時(shí)，上橋臂的所有可控硅都恢復(fù)阻斷，觸通所要求的橋臂的可控硅后，換流就成功了。同樣，當(dāng)下橋臂可控硅要換流給上橋臂，則只要將Tr₁、Tr₃同時(shí)關(guān)斷，而讓Tr₂導(dǎo)通，待可控硅中載流子復(fù)合完后，下橋臂所有的可控硅都恢復(fù)阻斷。觸通所要求橋臂的可控硅后，換流也會(huì)成功。