[其他]一種電壓型斷續換流的PWM逆變電路

無效

• 申請號: 85100460
• 申請日: 1985-04-03
• 公開（公告）號: CN85100460B
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發明（設計）人: 應建平
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02M7/527
• 分類號: H02M7/527;H02M7/515
• 代理公司: 浙江大學專利代理事務所
• 代理人: 韓介梅

本發明是關于交流異步電動機的變頻調速裝置。

在交流電動機的變頻調速領域中，日本《電氣計算》1980年臨時增刊，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《電氣計算》1980年臨時增刊，48，№8，P.70《自勵式ィンバ-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，另一種是斷續換流的電流型逆變電路，如圖2所示。

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

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

（2）斷流換流時電機電流為零，輸出電流中諧波較大，所以脈動轉矩較大。

（3）由于電感DCL存在，所以控制響應滯后較大。

針對上述缺點，本發明的任務是設計一種成本低、裝置利用率高、輸出電流諧波小且控制響應快的逆變電路。

本發明是一種電壓型斷續換流的PWM逆變電路。如圖3，圖4所示。圖3所示電路適用于負載功率因數角較小的情況，圖4所示電路適用于負載功率因數角較大的情況。本發明的逆變橋的六個橋臂全部采用可控硅，在負載功率因數角較小的情況下，則在輸入回路中串入一只反并二極管D₇的全控型開關Tr₁，上橋的各個續流二極管都共接一只低反壓全控型開關Tr₂，通過該開關接上橋可控硅陽極，下橋的各續流二極管陽極也共接一只低壓全控型開關Tr₃，通過該開關接下橋可控硅的陰極。在負載功率因數角較大的情況下，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Tr₄，并串入一只二極管D₈。

本發明能夠在逆變電路內部同時完成換流和調節輸出電壓二個功能。

一、換流過程

1）在負載功率因數角較小的情況，即當可控硅換流時，所有的續流二極管都不導通的情況，如圖3。這時如上橋臂的可控硅要換流給下橋臂可控硅，則只要將Tr₁、Tr₂同時關斷，而維持Tr₃導通，待可控硅中載流子復合完后，重新開通Tr₁、Tr₂時，上橋臂的所有可控硅都恢復阻斷，觸通所要求的橋臂的可控硅后，換流就成功了。同樣，當下橋臂可控硅要換流給上橋臂，則只要將Tr₁、Tr₃同時關斷，而讓Tr₂導通，待可控硅中載流子復合完后，下橋臂所有的可控硅都恢復阻斷。觸通所要求橋臂的可控硅后，換流也會成功。

例如，橋臂1、2、3換流給橋臂2、3、4，換流前是T₁、T₃、T₂，導通。當Tr₁、Tr₂關斷后，T₁、T₃中就不流進電流，因為是感性負載，電流必須連續。所以T₁中的電流移到了D₄中，T₃中的電流移到了D₆中。這時一部分電流從W→T₂→Tr₃→D₄→U，另一部分電流從W→T₂→Tr₃→D₆→V，所以Tr₂僅承受T₂、Tr₃和T₄的正向壓降之和，充其量不大于10V。經過幾十微秒到幾百微秒的時間（這段時間由T₁的少子壽命決定）T₁就能恢復阻斷，這時讓Tr₁、Tr₂導通，并觸發T₃、T₄，則換流就成功結束。