晶闸管电流型变频器的主电路结构

    图6-5所示为晶闸管电流型变频器的主电路。

    图6-5    晶闸管电流型变频器的主电路

    晶闸管电流型变频器采用晶闸管三相桥式整流电路将交流变为直流，然后再经晶闸管三相桥式逆变电路将直流变为频率可调的交流，将其输出以控制电动机运行和调速。由于在它的直流母线上串联有平波电抗器，因此该变频器称为电流型变频器。

    晶闸管电流型变频器属于负载换向式，它通过负载所供给的超前电流使晶闸管关断，以实现自然换向。由于同步电动机可以通过励磁电流的调整达到功率因数超前，实现起来比较容易，因此，负载换向式电流型变频器( LCI)特别适合于同步电动机的变频调速系统。

    当电流型变频器用于异步电动机调速时，必须在变频器的输出端加接LC滤波器，使滤波器和电动机合成的负载功率因数超前，以达到自然换向的目的，这称为输出滤波器换向式变频器或自换向式( SSI)变频器，如图6-5所示，以区别于用于同步电动机调速的负载换向式(LCI)变频器。

    自换向式变频器的逆变桥和整流桥具有相同的结构，器件可互换。位于直流回路上的分流电路用于辅助换向。当频率较低或起动初期，由于滤波器不能有效换向，可通过分流器使直流回路中的电流迅速旁路，使逆变器的晶闸管有效关断，实现换向。大约达到额定频率的60%左右时（视电动机特性而定），分流器断开，逆变器通过输出滤波器和异步电动机自身反电势的联合作用自然换向。

    输出滤波器的另一个作用是减小输出波形畸变并抑制di/dt。滤波器的参数应根据特性由计算机仔细选择。滤波器与电动机之间的接触器触点用来隔断电容器和电动机之间的联系，以防止一旦变频器停止功率输出时电动机的自励发电。

    电流型变频器的优点是能量可以回馈到电网，因此系统可以四象限运行。由于存在大的平波电抗器和快速电流调节器，过电流保护较容易实现。但是由于采用三相桥式晶闸管整流，电流型变频器的输入波形畸变较为严重，功率因数也会随电动机转速的下降而有所下降。实际上常采用接入输入滤波器和多重化（如12脉波）的方法，使输入电压和电流畸变达到IEEE 519 - 92的要求。

    由于晶闸管( SCR)器件生产成熟，可做到其他器件尚不能达到的电压和容量(10 kV/10 kA以上)，所以，此种变频器在3000 kW以上的大型调速系统，尤其是在大型同步电动机调速系统中仍有优势。

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