第7章 逆變電路與變頻電路

逆變——與整流相對應，直流電變成交流電。交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變。交流側(cè)接負載，為無源逆變。

逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。

主要應用：各種直流逆變電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等，交流電機調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應加熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。第七章逆變電路與變頻電路1第一節(jié)電力變流器換相方式

電力半導體器件可以用切斷和接通電流的開關(guān)來表示。切換開關(guān)的動作有兩種：熄滅和換相。熄滅：電路電流沒有向其他地方轉(zhuǎn)移，而是消失了。換相：電路電流從支路a轉(zhuǎn)移到支路b2換相——就是電流從一個導電支路轉(zhuǎn)移到另一個導電支路的過程，也稱為換流。

開通：適當?shù)拈T極驅(qū)動信號就可使器件開通。關(guān)斷：全控型器件可通過門極關(guān)斷。半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷。一般在晶閘管電流過零后施加一定時間反壓，才能關(guān)斷。研究換相主要是研究如何使器件關(guān)斷。第一節(jié)電力變流器換相方式31.交流電網(wǎng)換相第一節(jié)電力變流器換相方式換相方式

無需換相電路，用于整流電路、有源逆變、還用于AC/AC變流器中。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力。

不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。

器件與交流電網(wǎng)相連，利用電網(wǎng)電壓自動過零并變負的性能即可關(guān)斷。42.負載諧振式換相

由負載提供換相電壓的換相方式。要求負載電流的相位必須超前于負載電壓的相位，即負載為電容性負載，且負載電流超前電壓的時間應大于晶閘管的關(guān)斷時間。單相無源逆變電路采用此種換相方式。3.脈沖換相（強迫換相）

采用專門的換流電路，給欲關(guān)斷的晶閘管強制施加反向電壓或反向電流的換流方式。第一節(jié)電力變流器換相方式5第一節(jié)電力變流器換相方式通常利用附加電容上所儲存的能量來實現(xiàn)，因此也稱為電容換相。電壓強迫換流由換流電路中的電容直接給電力電子器件提供換流電壓的方式。當晶閘管VT處于通態(tài)時，預先給電容C充電。當S合上，就可使VT被施加反壓而關(guān)斷。6第一節(jié)電力變流器換相方式電流強迫換流由電容和電感組成的關(guān)斷振蕩電路構(gòu)成。換流電容預先充有圖(a)所示極性的電，當S閉合時，L與C

形成振蕩回路，在振蕩的第一個半周期內(nèi)振蕩電流iC與T中的電流方向相反，當iC=iVD時，iVT=0，VT關(guān)斷，VD流過iC中大于iVD的電流部分，并使T承受其值為二極管D管壓降的反向電壓，如(b)圖。7第一節(jié)電力變流器換相方式4.器件換相利用全控型器件的自關(guān)斷能力進行換相。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換相方式是器件換相。5.換相方式總結(jié)器件換流——適用于全控型器件。其余三種方式——針對晶閘管。器件換相和強迫（脈沖）換相——屬于自換相。電網(wǎng)換相和負載換相——屬于外部換相。8一、以下圖為例說明最基本的工作原理圖7-3逆變電路工作原理

S1~S4是橋式電路的4個臂，由電力電子器件及輔助電路組成。第二節(jié)單相無源逆變電路9+-S1、S4閉合、S2、S3斷開第二節(jié)單相無源逆變電路10-+S1、S4斷開、S2、S3閉合第二節(jié)單相無源逆變電路11逆變電路最基本的工作原理

——改變兩組開關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。電阻負載時，負載電流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感負載時，io相位滯后于uo，波形也不同。阻性阻感性第二節(jié)單相無源逆變電路121.逆變電路的分類——根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同電壓型逆變電路——又稱為電壓源型逆變電路VoltageSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)大電容濾波是電壓源電流型逆變電路——又稱為電流源型逆變電路CurrentSourceTypeInverter-VSTI直流側(cè)大電感濾波是電流源第二節(jié)單相無源逆變電路二、電壓型和電流型逆變器132.電壓型逆變電路的主要特點直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動。輸出電壓為矩形波，輸出電流因負載阻抗不同而不同。阻感負載時需提供無功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。電壓型單相橋式逆變電路第二節(jié)單相無源逆變電路143.電流型逆變電路主要特點電流型三相橋式逆變電路直流側(cè)串大電感，電流基本無脈動，相當于電流源。交流輸出電流為矩形波，與負載阻抗角無關(guān)。輸出電壓波形和相位因負載不同而不同。直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用，無需設反饋二極管。電流型逆變電路中，采用半控型器件的電路仍應用較多。換流方式有負載換流、強迫換流。第二節(jié)單相無源逆變電路15t1~t2：C1——V1——負載，輸出電壓右正左負-+第二節(jié)單相無源逆變電路三、基本逆變電路1.半橋逆變電路16t2~t3：C2——VD2——負載，二極管VD2續(xù)流，輸出電壓左正右負+-第二節(jié)單相無源逆變電路1.半橋逆變電路17t3~t4：C2——V2——負載，輸出電壓右正左負+-第二節(jié)單相無源逆變電路1.半橋逆變電路18-+t4~t5：C1——VD1——負載，二極管VD1續(xù)流，輸出電壓左負右正第二節(jié)單相無源逆變電路1.半橋逆變電路19-++-+--+工作原理V1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時，io和uo同方向，直流側(cè)向負載提供能量；VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,起著使負載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。第二節(jié)單相無源逆變電路1.半橋逆變電路20優(yōu)點：電路簡單，使用器件少。缺點：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。應用：用于幾kW以下的小功率逆變電源。單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合。第二節(jié)單相無源逆變電路1.半橋逆變電路21tOtOtOtOtO?b)uG1uG2uG3uG4uoiot1t2t3iouo特點共四個橋臂，可看成兩個半橋電路組合而成。兩對橋臂交替導通180°。輸出電壓合電流波形與半橋電路形狀相同，幅值高出一倍。第二節(jié)單相無源逆變電路2.全橋逆變電路22三個單相逆變電路可組合成一個三相逆變電路。應用最廣的是三相橋式逆變電路。圖

三相電壓型橋式逆變電路第三節(jié)三相無源逆變電路一、電壓型三相逆變電路23基本工作方式——180°導電方式每橋臂導電180°，同一相上下兩臂交替導電，各相開始導電的角度差120°。任一瞬間有三個橋臂同時導通。每次換流都是在同一相上下兩臂之間進行，也稱為縱向換流第三節(jié)三相無源逆變電路圖

三相電壓型橋式逆變電路24V1——V6觸發(fā)控制信號的波形V1：V4：V3：V6：V5：V2：25V1V2V3V4V5V610°～60°

ononon260～120ononon3120～180ononon4180～240ononon5240～300ononon6300～360onononV1——V6導通順序2612345627狀態(tài)

123456電角度

0～60

60～120120～180180～240240～300300～360導通開關(guān)

V5、V6、V1V6、V1、V2V1、V2、V3V2、V3、V4V3、V4、V5V4、V5、V6負載等值電路

uUN

28波形分析負載各相到電源中點N'的電壓：U相，1通，uUN'=Ud/2，4通，uUN'=-Ud/2。負載線電壓負載相電壓圖電壓型三相橋式逆變電路的工作波形tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3第三節(jié)三相無源逆變電路29負載中點和電源中點間電壓

負載三相對稱時有

uUN+uVN+uWN=0，于是

tOtOtOtOtOtOtOtOa)b)c)d)e)f)g)h)uUN'uUNuUViUiduVN'uWN'uNN'UdUd2Ud3Ud62Ud3第三節(jié)三相無源逆變電路圖電壓型三相橋式逆變電路的工作波形30負載已知時，可由uUN波形求出iU波形。一相上下兩橋臂間的換流過程和半橋電路相似。綜上所述，三相橋式逆變電路中各開關(guān)元件每隔60°導通一個，導通180°后關(guān)斷，各元件導通順序為V1→V2→V3→V4→V5→V6。橋臂1、3、5的電流相加可得直流側(cè)電流id的波形，即電流每隔60°脈動一次，直流電壓基本無脈動，因此逆變器從交流側(cè)向直流側(cè)傳送的功率是脈動，電壓型逆變電路的一個特點。防止同一相上下兩橋臂的開關(guān)器件同時導通而引起直流側(cè)電源的短路，要采取“先斷后通”的方法。第三節(jié)三相無源逆變電路31第三節(jié)三相無源逆變電路二、電流型三相逆變電路1.串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路

主要用于中大功率交流電動機調(diào)速系統(tǒng)。電流型三相橋式逆變電路。各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用。

120°導電工作方式。強迫換流方式，電容C1~C6為換流電容。32電容器充電規(guī)律：對共陽極晶閘管，它與導通晶閘管相連一端極性為正，另一端為負，不與導通晶閘管相連的電容器電壓為零。等效換流電容概念：分析從VT1向VT3換流時，C13就是C3與C5串聯(lián)后再與C1并聯(lián)的等效電容。換相過程分析第三節(jié)三相無源逆變電路33恒流放電階段

t1時刻觸發(fā)VT3導通，VT1被施以反壓而關(guān)斷Id從VT1換到VT3，C13通過VD1、U相負載、W相負載、VD2、VT2、直流電源和VT3放電，放電電流恒為Id，故稱恒流放電階段uC13下降到零之前，VT1承受反壓，反壓時間大于tq就能保證關(guān)斷

t1時刻觸發(fā)VT3導通，VT1被施以反壓而關(guān)斷從VT1向VT3換流的過程:假設換流前VT1和VT2通，C13電壓UC0左正右負恒流放電階段第三節(jié)三相無源逆變電路34恒流放電階段從VT1向VT3換流的過程:假設換流前VT1和VT2通，C13電壓UC0左正右負二極管換流階段t2時刻uC13降到零，之后C13反向充電。忽略負載電阻壓降，則二極管VD3導通，電流為iV，VD1電流為iU=Id-iV，VD1和VD3同時通，進入二極管換流階段隨著C13電壓增高，充電電流漸小，iV漸大，t3時刻iU減到零，iV=Id，VD1承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束

t3以后，VT2、VT3穩(wěn)定導通階段第三節(jié)三相無源逆變電路35電感負載時，uC13、iU、iV及uC1、uC3、uC5波形uC1的波形和uC13完全相同，從UC0降為－UC0C3和C5是串聯(lián)后再和C1并聯(lián)的，電壓變化的幅度是C1的一半uC3從零變到-UC0，uC5從UC0變到零這些電壓恰好符合相隔120°后從VT3到VT5換流時的要求

波形分析第三節(jié)三相無源逆變電路36電流型GTO三相逆變電路基本工作方式是120°導電方式——每個臂一周期內(nèi)導電120°，每個時刻上下橋臂組各有一個臂導通，換流方式為橫向換流。波形分析1）輸出電流波形和負載無關(guān)，正負脈沖各120°的矩形波。2）輸出電流和三相整流橋帶大電感負載時的交流電流波形相同，諧波分析表達式也相同。3）輸出線電壓波形和負載性質(zhì)有關(guān)，大體為正弦波。4）輸出交流電流的基波有效值。第三節(jié)三相無源逆變電路37PWM(PulseWidthModulation)控制就是脈寬調(diào)制技術(shù)：即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào)制，來等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值)。PWM控制的思想源于通信技術(shù)，全控型器件的發(fā)展使得實現(xiàn)PWM控制變得十分容易。PWM技術(shù)的應用十分廣泛，它使電力電子裝置的性能大大提高，因此它在電力電子技術(shù)的發(fā)展史上占有十分重要的地位。PWM控制技術(shù)正是有賴于在逆變電路中的成功應用，才確定了它在電力電子技術(shù)中的重要地位?，F(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了PWM技術(shù)。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路381.重要理論基礎(chǔ)——面積等效原理沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。沖量窄脈沖的面積效果基本相同環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同圖

形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖d)單位脈沖函數(shù)f(t)d(t)tOa)矩形脈沖b)三角形脈沖c)正弦半波脈沖tOtOtOf(t)f(t)f(t)第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路39b)圖沖量相等的各種窄脈沖的響應波形具體的實例說明“面積等效原理”a）u(t)－電壓窄脈沖，是電路的輸入。

i(t)－輸出電流，是電路的響應。

第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路40Ouωt>SPWM波第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路Ouωt>如何用一系列等幅不等寬的脈沖來代替一個正弦半波Ouωt> 若要改變等效輸出正弦波幅值，按同一比例改變各脈沖寬度即可。41OwtUd-Ud對于正弦波的負半周，采取同樣的方法，得到PWM波形，因此正弦波一個完整周期的等效PWM波為：OwtUd-Ud根據(jù)面積等效原理，正弦波還可等效為下圖中的PWM波，而且這種方式在實際應用中更為廣泛。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路42工作時V1和V2通斷互補，V3和V4通斷也互補。以uo正半周為例，V1通，V2斷，V3和V4交替通斷。負載電流比電壓滯后，在電壓正半周，電流有一段區(qū)間為正，一段區(qū)間為負。負載電流為正的區(qū)間，V1和V4導通時，uo等于Ud

。二、單相SPWM逆變電路圖7-25單相橋式PWM逆變電路結(jié)合IGBT單相橋式電壓型逆變電路對調(diào)制法進行說明第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路43V4關(guān)斷時，負載電流通過V1和VD3續(xù)流，uo=0負載電流為負的區(qū)間，V1和V4仍導通，io為負，實際上io從VD1和VD4流過，仍有uo=Ud

。V4關(guān)斷V3開通后，io從V3和VD1續(xù)流，uo=0。uo總可得到Ud和零兩種電平。uo負半周，讓V2保持通，V1保持斷，V3和V4交替通斷，uo可得-Ud和零兩種電平。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路圖7-25單相橋式PWM逆變電路44ur正半周，V1保持通，V2保持斷。1)當ur>uc時使V4通，V3斷，uo=Ud

。2)當ur<uc時使V4斷，V3通，uo=0。ur負半周，請同學們自己分析。圖7-24單極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud表示uo的基波分量（一）單極性PWM控制（單相橋逆變）在ur和uc的交點時刻控制IGBT的通斷。

45(二)雙極性PWM控制（單相橋逆變）在ur的半個周期內(nèi)，三角波載波有正有負，所得PWM波也有正有負，其幅值只有±Ud兩種電平。同樣在調(diào)制信號ur和載波信號uc的交點時刻控制器件的通斷。ur正負半周，對各開關(guān)器件的控制規(guī)律相同。當ur

>uc時，給V1和V4導通信號，給V2和V3關(guān)斷信號。如io>0，V1和V4通，如io<0，VD1和VD4通，

uo=Ud

。當ur<uc時，給V2和V3導通信號，給V1和V4關(guān)斷信號。如io<0，V2和V3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud

。圖7-27雙極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud在ur和uc的交點時刻控制IGBT的通斷。46圖7-27雙極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud圖7-24雙極性PWM控制方式波形urucuOwtOwtuouofuoUd-Ud對照上述兩圖可以看出，單相橋式電路既可采取單極性調(diào)制，也可采用雙極性調(diào)制，由于對開關(guān)器件通斷控制的規(guī)律不同，它們的輸出波形也有較大的差別。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路47三、三相SPWM逆變電路圖7-28三相SPWM逆變電路

第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路48ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud圖7-29三相橋式PWM逆變電路波形

下面以U相為例分析控制規(guī)律：當urU>uc時，給V1導通信號，給V4關(guān)斷信號，uUN’=Ud/2。當urU<uc時，給V4導通信號，給V1關(guān)斷信號，uUN’=-Ud/2。當給V1(V4)加導通信號時，可能是V1(V4)導通，也可能是VD1(VD4)導通。uUN’、uVN’和uWN’的PWM波形只有±Ud/2兩種電平。uUV波形可由uUN’-uVN’得出，當1和6通時，uUV=Ud，當3和4通時，uUV=－Ud，當1和3或4和6通時，uUV=0。49輸出線電壓PWM波由±Ud和0三種電平構(gòu)成負載相電壓PWM波由(±2/3)Ud、(±1/3)Ud和0共5種電平組成。防直通的死區(qū)時間ucurUurVurWuuUN'uVN'uWN'uUNuUVUd-UdO?tOOOOO?t?t?t?t?t2Ud?2Ud2Ud?2Ud2Ud3Ud32Ud圖7-29三相橋式PWM逆變電路波形

同一相上下兩臂的驅(qū)動信號互補，為防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加關(guān)斷信號的死區(qū)時間。死區(qū)時間的長短主要由開關(guān)器件的關(guān)斷時間決定。死區(qū)時間會給輸出的PWM波帶來影響，使其稍稍偏離正弦波。50四、PWM逆變電路的控制方式根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。通常保持fc固定不變，當fr變化時，載波比N是變化的在信號波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個數(shù)不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱當fr較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影響都較小當fr增高時，N減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM脈沖不對稱的影響就變大。載波比載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比，N=fc

/fr(一)

異步調(diào)制載波信號和調(diào)制信號不同步的調(diào)制方式51(二)

同步調(diào)制——載波信號和調(diào)制信號保持同步的調(diào)制方式，當變頻時使載波與信號波保持同步，即N等于常數(shù)。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'2Ud-2Ud圖7-30同步調(diào)制三相PWM波形基本同步調(diào)制方式，fr變化時N不變，信號波一周期內(nèi)輸出脈沖數(shù)固定。三相電路中公用一個三角波載波，且取N為3的整數(shù)倍，使三相輸出對稱。為使一相的PWM波正負半周鏡對稱，N應取奇數(shù)。fr很低時，fc也很低，由調(diào)制帶來的諧波不易濾除。fr很高時，fc會過高，使開關(guān)器件難以承受。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路52(三)分段同步調(diào)制——異步調(diào)制和同步調(diào)制的綜合應用。把整個fr范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)保持N恒定，不同頻段的N不同。在fr高的頻段采用較低的N，使載波頻率不致過高；在fr低的頻段采用較高的N，使載波頻率不致過低。為防止fc在切換點附近來回跳動，采用滯后切換的方法。同步調(diào)制比異步調(diào)制復雜，但用微機控制時容易實現(xiàn)。可在低頻輸出時采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，和分段同步方式效果接近。圖7-31分段同步調(diào)制

第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路531.自然采樣法： 按照SPWM控制的基本原理產(chǎn)生的PWM波的方法，其求解復雜，難以在實時控制中在線計算，工程應用不多。ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d

圖7-36規(guī)則采樣法

2.規(guī)則采樣法工程實用方法，效果接近自然采樣法，計算量小得多。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路五、PWM波形的生成技術(shù)54三角波兩個正峰值之間為一個采樣周期Tc

。自然采樣法中，脈沖中點不和三角波(負峰點)重合。規(guī)則采樣法使兩者重合，使計算大為減化。如圖所示確定A、B點，在tA和tB時刻控制開關(guān)器件的通斷。脈沖寬度d

和用自然采樣法得到的脈沖寬度非常接近。

規(guī)則采樣法原理ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d

圖7-36規(guī)則采樣法

第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路55規(guī)則采樣法計算公式推導正弦調(diào)制信號波三角波一周期內(nèi)，脈沖兩邊間隙寬度a稱為調(diào)制度，0≤a<1；wr為信號波角頻率從圖7-36得,ucuOturTcADBOtuotAtDtBdd'd'2d2d

圖7-36規(guī)則采樣法

第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路563.三相橋逆變電路的情況三角波載波公用，三相正弦調(diào)制波相位依次差120°

同一三角波周期內(nèi)三相的脈寬分別為dU、dV和dW，脈沖兩邊的間隙寬度分別為d′U、d′V和d′W，同一時刻三相調(diào)制波電壓之和為零，由式得利用以上兩式可簡化三相SPWM波的計算第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路57使用載波對正弦信號波調(diào)制，會產(chǎn)生和載波有關(guān)的諧波分量。諧波頻率和幅值是衡量PWM逆變電路性能的重要指標之一。分析以雙極性SPWM波形為準。同步調(diào)制可看成異步調(diào)制的特殊情況，只分析異步調(diào)制方式。分析方法以載波周期為基礎(chǔ)，再利用貝塞爾函數(shù)推導出PWM波的傅里葉級數(shù)表達式。盡管分析過程復雜，但結(jié)論簡單而直觀。第四節(jié)脈寬調(diào)制（PWM）型逆變電路58第五節(jié)交-直-交變頻電路變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。交-直-交變頻電路 先將恒壓恒頻（CVCF）的交流電通過整流器變成直流電，再經(jīng)過逆變器將直流電變化成可控交流電的間接型變頻電路。59第五節(jié)交-直-交變頻電路交-直-交變頻電路的控制方式1）可控整流器調(diào)壓、逆變器調(diào)頻的控制方式結(jié)構(gòu)簡單、控制方便輸入環(huán)節(jié)采用晶閘管可控整流器，當電壓調(diào)得較低時，電網(wǎng)功率因數(shù)較低。輸出環(huán)節(jié)多用三相六拍逆變器，每周換相六次，輸出諧波較大。60第五節(jié)交-直-交變頻電路2）不可控整流、斬波器調(diào)壓、再用逆變器調(diào)頻的控制方式不可控整流采用二極管整流橋。單獨設置斬波器，用脈寬調(diào)壓。雖然電路多了一個環(huán)節(jié)，但是調(diào)壓時輸入功率因數(shù)不變，不過諧波仍較大。61第五節(jié)交-直-交變頻電路3）不可控整流、脈寬調(diào)制逆變器同時調(diào)壓調(diào)頻的控制方式不可控整流采用二極管整流橋，輸入功率不變。用PWM逆變，則輸出諧波可以減小。PWM逆變器需要全控型電力半導體器件，又稱為SPWM逆變器，也是當前最有發(fā)展前途的一種裝置形式。62第五節(jié)交-直-交變頻電路根據(jù)中間直流環(huán)節(jié)分類——電壓型和電流型一、交-直-交電壓型變頻電路采用不可控整流、脈寬調(diào)制逆變器同時調(diào)壓調(diào)頻的控制方式63第五節(jié)交-直-交變頻電路當負載電動機由電動狀態(tài)轉(zhuǎn)入制動運行時，即發(fā)電機狀態(tài)時，能量通過逆變電路中的反饋二極管流入直流中間電路，使直流電壓升高而產(chǎn)生過電壓，為泵升電壓。限制泵升電壓方法：直流側(cè)并聯(lián)一電力晶體管和耗能電阻。在電動機頻繁快速加減速的場合，帶有泵升電壓限制變頻電路耗能較大，因此還需要增加一套有源逆變電路，實現(xiàn)再生制動。64第五節(jié)交-直-交變頻電路二、交-直-交電流型變頻電路整流器采用晶閘管構(gòu)成的可控整流電路，中間采用大電感濾波，逆變器采用串聯(lián)二極管電流型逆變電路。電流型變頻電路很容易實現(xiàn)能量回饋。65第五節(jié)交-直-交變頻電路另一種交-直-交電流型變頻電路采用了全控型的GTO作為功率開關(guān)器件的電流型PWM逆變電路。串聯(lián)二極管以承受反向電壓。輸出端的電容C既可吸收關(guān)斷過電壓，又可以對輸出的PWM電流起濾波作用。66第五節(jié)交-直-交變頻電路無功能量的緩沖三、交-直-交電壓型和電流型變頻器的性能比較

回饋制動——電壓型變頻器用電容器來緩沖無功——電流型變頻器用電抗器來緩沖無功

適用范圍——電壓型變頻器中間環(huán)節(jié)有大電容鉗制電壓，使其不能反向，電流也不能反向，因此本身無法實現(xiàn)回饋制動。——電流型變頻器容易實現(xiàn)回饋制動，也便于四象限運行?！妷盒妥冾l器適用于多臺電機同步運行時的供電電源但不要求快速加減速的場合?！娏餍妥冾l器更適合于一臺變頻器給一臺電機供電的單電機傳動，并能滿足快速起制動和可逆運行的要求。67第六節(jié)交-交變頻電路交-交變頻電路 不通過中間直流環(huán)節(jié)而把電網(wǎng)頻率的交流電直接交換成不同頻率的交流電的變流電路。也稱周波變流器。 交交變頻電路廣泛用于大功率交流電動機調(diào)速系統(tǒng)。一、單相交-交變頻電路（一）原理電路68第六節(jié)交-交變頻電路工作原理P組工作時，負載電流io為正。N組工作時，io為負。兩組變流器按一定的頻率交替工作，負載就得到該頻率的交流電?！淖儍山M變流器的切換頻率，就可改變輸出頻率wo

?！淖冏兞麟娐返目刂平莂，就可以改變交流輸出電壓的幅值。69為使uo波形接近正弦波，可按正弦規(guī)律對a角進行調(diào)制。

在半個周期內(nèi)讓P組a角按正弦規(guī)律從90°減到0°或某個值，再增加到90°，每個控制間隔內(nèi)的平均輸出電壓就按正弦規(guī)律從零增至最高，再減到零。另外半個周期可對N組進行同樣的控制。uo由若干段電源電壓拼接而成，在uo