电流型交交变频电路

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本文介绍一种电流型交-交变频器。这种变频器可以较方便地将单相交流输入电源,变成频率可调的三相交流输出电源,对于只有单相电源的电力牵引是方便的。其原理电路如图1所示。<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />
电流型交交变频电路
图1

电流型交-交变频器由A、B两组反并联的桥式晶闸管整流器构成,输入为单相交流电源,负载为同步电动机TD,LZ为励磁整流器,为电动机提供励磁电流。该交-交变频器的工作原理是利用正、反并联的三相整流桥,将单相工频交流电变成三相频率可调的交流电,按相序依次轮流供给同步电动机的三相定子绕组。其输出频率由整流桥中晶闸管的触发频率控制。

电流型交-交变频器的工作原理和换流过程如下:例如为了使电机中的A相和B相绕组得电,当牵引变压器输出的电压左端为正时,A桥中的晶闸管T1和T5导通,电流经平波电抗器L1和T1进入A相绕组,再由B相流出,经T5返回电源的负端。若电动机需要的频率低于电源频率时,当电源改变极性,则使B桥中的T7和T11导通,可使A、B绕组电流继续按原方向流通。当电源再次反向时,再次使A桥中的T1和T5导通。只有当需要下一对绕组,如A相和C相通电时,才使相应的晶闸管,即A桥中的T1和T6以及B桥中的T7和T12轮流导电。应用上述原理就可以使电动机的三相绕组依次轮流导电,从而使电动机的定子获得旋转磁场。

在上述变流过程中,晶闸管不需要强迫换流。因为当电源频率远高于负载频率时,一个整流桥中的晶闸管换流到另一个整流桥中时,原晶闸管在电源反向时承受反向电压,所以可以利用电源电势的反向实现自然换流,即电网换流。

当电机的转速升高,电机定子电流的频率上升到接近电源频率的1/3左右时,继续使用这种电网换流的方法已有困难。不过因为这里使用的是同步电动机,在具有他励磁的情况下,电机的转速达到一定值时,它产生的感应电势可以用来实现负载换流。

上述系统提供了一个新的电力牵引模式。通常用同步电动机牵引时功率因数较高,其电力电子装置也较异步电动机的牵引简单,但同步电机不如异步电机简单、可靠。

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