主頁 > 新聞動態 > 電流型逆變電路主要特點工作原理及分類解析和常見問題 2021-12-15

電流型逆變電路主要特點工作原理及分類解析和常見問題

逆變電路是與整流電路（Rectifier）相對應，把直流電變成交流電稱為逆變。當交流側接在電網上，即交流側接有電源時，稱為有源逆變；當交流側直接和負載鏈接時，稱為無源逆變。
逆變電路的應用非常廣泛。在已有的各種電源中，蓄電池、干電池、太陽能電池等都是直流電源，當需要這些電源向交流負載供電時，就需要逆變電路。另外，交流電機調速用變頻器、不間斷電源、感應加熱電源等電力電子裝置使用非常廣泛，其電路的核心部分都是逆變電路。它的基本作用是在控制電路的控制下將中間直流電路輸出的直流電源轉換為頻率和電壓都任意可調的交流電源。
一、電流型逆變電路有以下主要特點
1.直流側串聯有大電感，相當于電流源。直流側電流基本無脈動，直流回路呈現高阻抗。
2.電路中開關器件的作用僅是改變直流甩流的流通路徑，因此交流側輸出電流為矩形波，并且與負載阻抗角無關。而交流側輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。
3.當交流側為阻感負載時需要提供無功功率，直流側電感起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向。
4.電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應用較多，就其換流方式而言，有的采用負載換流，有的采用強迫換流。
二、電流型逆變電路的工作原理
橋式逆變電路的開關狀態由加于其控制極的電壓信號決定，橋式電路的PN端加入直流電壓Ud，A、B端接向負載。當T1、T4打開而T2、T3關合時，u0=Ud;相反,當T1、T4關合而T2、T3打開時，u0=-Ud。于是當橋中各臂以頻率 f（由控制極電壓信號重復頻率決定）輪番通斷時，輸出電壓u0將成為交變方波，其幅值為Ud。重復頻率為f，（如圖1：單向全橋式逆變電路所示），其基波可表示為把幅值為Ud的矩形波uo展開成傅立葉級數得：uo=4Ud/π （sinwt+1/3 sin3wt+1/5 sin5wt+...）由式可見,控制信號頻率f可以決定輸出端頻率，改變直流電源電壓Ud可以改變基波幅值，從而實現逆變的目的。

三、電流型逆變電路的分類
為了滿足不同用電設備對交流電源性能參數的不同要求，已發展了多種逆變電路，并大致可按以下方式分類。
①按輸出電能的去向分，可分為有源逆變電路和無源逆變電路。前者輸出的電能返回公共交流電網，后者輸出的電能直接輸向用電設備。
②按直流電源性質可分為由電壓型直流電源供電的電壓型逆變電路和由電流型直流電源供電的電流型逆變電路。
③按主電路的器件分，可分為：由具有自關斷能力的全控型器件組成的全控型逆變電路；由無關斷能力的半控型器件（如普通晶閘管）組成的半控型逆變電路。半控型逆變電路必須利用換流電壓以關斷退出導通的器件。若換流電壓取自逆變負載端，稱為負載換流式逆變電路。這種電路僅適用于容性負載;對于非容性負載,換流電壓必須由附設的專門換流電路產生，稱自換流式逆變電路。
④按電流波形分，可分為正弦逆變電路和非正弦逆變電路。前者開關器件中的電流為正弦波，其開關損耗較小，宜工作于較高頻率。后者開關器件電流為非正弦波，因其開關損耗較大，故工作頻率較正弦逆變電路低。
⑤按輸出相數可分為單相逆變電路和多相逆變電路。

四、電流型逆變電路的分析
1.由四個橋臂構成，每個橋臂的晶閘管各串聯一個電抗器，用來限制晶閘管開通時的di/dt。
2.采用負載換相方式工作的，要求負載電流略超前于負載電壓，即負載略呈容性。
3.電容C和L 、R構成并聯諧振電路。
4.輸出電流波形接近矩形波，含基波和各奇次諧波，且諧波幅值遠小于基波。

五、電流型逆變電路的常見問題
1.換流方式有4種：
1）器件換流:利用全控器件的自關斷能力進行換流.全控型器件采用此換流方式。
2）電網換流:由電網提供換流電壓,只要把負的電網電壓加在欲換流的器件上即可。
3）負載換流:由負載提供換流電壓,當負載為電容性負載即負載電流超前于負載電壓時,可實現負載換流。
4）強迫換流:設置附加換流電路,給欲關斷的晶閘管強迫施加反向電壓換流稱為強迫換流.通常是利用附加電容上的能量實現,也稱電容換流。
注：晶閘管電路不能采用器件換流,根據電路形式的不同采用以上3種方式。
2.無源逆變電路和有源逆變電路的不同主要是:有源逆變電路的交流側接電網,即交流側接有電源.而無源逆變電路的交流側直接和負載聯接。
3.按照逆變電路直流測電源性質分類,直流側是電壓源的稱為電壓型逆變電路,直流側是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。

六、結束語
單項電流型逆變電路由電流型直流電源供電，具有電流型逆變電路的一般特性。電路的輸出電流io為交變方波且語負載無關，輸出電壓uo的波形隨負載而變，可雙向傳遞功率。電流型逆變器的特征是直流中間環節用電感作為儲能原件，由于有大電感抑制電流，短路的危險性也比電壓型逆變器小得多。電路對晶閘管關斷時間的要求比電壓型低，電路相對電壓型也較簡單，造假略低。電流型逆變器能量的再生運行非常方便，因此在大容量的逆變器中，電流型逆變器仍然占有一席之地。

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