直接變頻電路

直接變頻電路又稱周波變流電路。它由兩組反並聯的相控整流電路（正極組和負極組）組成。正極組和負極組整流器交替地工作，即可輸出一個低頻的交流電壓。直接降頻電路按控制方式可分為定比式周波變流器和連續式周波變流器兩種。

電路的輸出頻率與輸入頻率有一定的比例關係，不能連續變化，輸出電壓的低次諧波較大，但控制方式簡單，可用於頻率精度要求不高的場合。

它可連續改變正極組和負極組的觸發滯後角，通過改變觸發滯後角的變化週期改變輸出頻率，改變觸發滯後角改變輸出電壓。它的輸出頻率和電壓都是連續可調的。連續式周波變流器的輸出電壓波形見圖3。為使輸出電壓波形更接近於正弦波，各整流器的觸發滯後角按餘弦規律變化。連續式周波變流器的輸出電壓中包含有分數次諧波。當輸出頻率和輸入頻率之

比大於三分之一時，這種分數次諧波會對負載產生惡劣的影響（見高次諧波抑制）。在周波變流器中，同一組中晶閘管換相與相控整流電路的換相相同（見相控整流電路），而在負載電流過零時進行從正極組工作到負極組工作的轉換。轉換的方式有兩種，一種是有環流式，另一種是無環流式。有環流式控制較簡單，但需要在兩組整流電路之間增設限流電抗器限制環流。無環流式控制是按照檢測出的負載電流的正負有選擇地使正極組或負極組中的一組整流器工作，不產生環流。這種方式因無須設置限流電抗器，功率因數和效率都有所提高。但存在負載電流在過零點不連續的缺點。

直接降頻電路主要應用於交流電動機低速傳動。它的優點是無須換相電路；可以由負載向交流電源回饋電能；變流效率較高。缺點是晶閘管用量多，控制電路較複雜；輸出頻率變化範圍較小，一般低於輸入頻率的三分之一。

按晶閘管換流方式的不同可分為電源換流式和負載換流式兩種。

晶閘管依靠電源電壓換相,所以它的輸出頻率是輸入頻率的整數倍。這種電路的特點是裝置的容量可以做得很大，但輸出頻率不能很高。

常用作感應加熱電源。它的輸出頻率由負載的諧振頻率決定。根據負載的諧振方式，它可分為串聯式直接升頻電路和並聯式直接升頻電路。串聯式直接升頻電路的輸出電流近似為正弦波。電流自然過零，晶閘管易於關斷；起動簡便可靠，不需附加的啓動電路，適用於需要頻繁啓動的生產場合。但對負載變化適應性較差；輸出電壓較高，常需用輸出變壓器降

壓，使效率降低。並聯式直接升頻電路輸出電壓近似為正弦波。它的優點是負載適應能力較強；輸出電壓可以不用變壓器與負載直接耦合。它的缺點是啓動較困難，常需輔助的啓動電路幫助啓動；晶閘管的電流為方波,關斷較困難,且開關損耗較大。如圖5所示。

直接升降頻電路又稱自換流周波變流器。主要用於交流電動機的傳動和專用的固態頻率變換器中。電路中,將所有的晶閘管換成可關斷晶閘管或其他自關斷元件，即可構成自換流周波變流器。它的輸出頻率可在從零到遠大於輸入頻率的範圍中連續地變化。輸出電壓可以按正弦規律進行調製，輸出電壓質量較高。由於沒有采用中間直流貯能環節，整個裝置的體積可以做得較小，效率也較高。這種電路必須採用自關斷元件或附加強迫換流電路，控制電路也比較複雜。