自換流式電流型逆變電路

由電流型直流電源供電的自換流式逆變電路。它由普通晶閘管組成，向非容性負載供電，具有電流型逆變電路的一般特性。它與負載換流式電流型逆變電路（見串聯逆變電路）的區別在於:①多使用於電動機負載,故為三相結構。②必須設置專門的換流電路。　結構特點 　自換流式電流型三相逆變電路的結構原理如圖1所示。與電壓型三相逆變電路（見自換流式電壓型逆變電路）相比，圖1所示電路具有以下特點：首先是直流端採用可控整流器和直流輸出端串聯大電抗器Ld,這樣便構成電流源供電。為此,來自負載端的無功功率可由Ld吸收，即逆變側的電壓無功分量由Ld承擔，因此逆變橋各導電臂便無需再反並聯二極管。這不僅簡化了主電路，也使直流側電壓極性反向成為可能，即當負載為吸取能量時（在電機負載時，即處於電動機運行狀態），直流端工作於整流狀態，將三相電網的能量輸向負載；當負載反饋能量時（即電機處於制動運行狀態時），直流端工作於有源逆變狀態，直流電壓反向。在直流電流id方向不變的條件下，負載端能量反饋回電網，實現功率雙向傳送。

圖1所示電路與電壓型三相逆變電路的其他差別還在於附加的換流電路的形式。

工作原理 　逆變橋各晶閘管T1～T6的門極脈衝如圖2a所示，其分佈狀態是各脈衝依次互隔60°，其寬度為120°。因此任何時刻只有兩隻元件導通,上下組各一隻（為簡便T1、T3、T5稱為上組,T2、T4、T6稱為下組）。例如在0ωt6和T1導通，其他晶閘管阻斷,於是電流Id經T1和T6流向負載，其等效電路如圖2b所示。由圖可見，此時電路中有

iΑ=Id　iB=-Id　iC=0

在60°ωt1和T2導通,等效電路如圖2c所示。電路中有

iΑ=Id　 　iB=0　iC=-Id

相電流iA及其基波iA1的波形如圖2d所示。根據圖2b和2c可計出電流iAB的數值（圖2e）。由圖可見輸出交變電流的重複頻率取決於門極脈衝電壓的重複頻率f=1/T,改變f值即可改變輸出頻率,實現逆變目的。

與電壓型三相逆變電路的區別 　圖2f畫出各時區中導通元件的時序。該時序表明：①每一元件導通120°。②每隔60°電路中導通元件的號碼產生一次更迭。③導通元件的更迭是在上（下）組的相鄰導電臂中進行。如ωt=60°時，有T6向T2換流；在ωt=120°時，有T1向T3換流等等。這種換流順序顯然有別於電壓型三相逆變電路。這是由於後者元件的導通角度為180°,因而換流是在每相上下臂中進行。電流型三相逆變電路的這種換流順序與三相橋式可控整流電路相同（見相控整流電路），這是由於兩種電路中元件的導通期均為120°。不同之處是,整流電路具有交流電源,可利用電網電壓作為換流電壓；電流型逆變電路工作於直流電源,非容性負載,因此只能在電路中設立獨立的換流電路,如圖1中虛線框內的電容Ck即用於換流，稱換流電容。由於換流次序的不同，使電流型逆變電路的換流電路在結構上與電壓型逆變電路不同（見自換流式電壓型逆變電路），但換流電路的功能卻是相同的：關斷退出導通的元件;將電流轉移到進入導通的元件中;為下一次換流做好準備。

圖 1虛線所示的附加換流電路是電流型逆變電路常用的一種。換流電容Ck被充電，當換流時作為負壓加到退出導通元件。例如當T1導通時，uCk1大於0(按圖示正方向)；當T3導通時,uCk1即作為負壓加到T1上，實現T1向T3換流，並關斷T1,其他類推。電路中隔離二極管D1～D6是為了避免換流電容Ck中的電荷向負載泄放。

電流型逆變電路的侷限性是換流時間取決於換流電容Ck和負載電感，換流時會產生瞬時過電壓。適當增大Ck可抑制這種過電壓，但要增加換流時間。為避免換流時間佔有過大比例，電流型逆變電路工作頻率範圍較低。

參考書目

馮信康、楊興瑤編譯：《電力傳動控制系統原理與應用》，水利電力出版社，北京，1985。