电压型变频器及电压调节方式

    (1)电压型变频    最简单的电压型变频器由可控整流器和电压型逆变器组成，用可控整流器调压，逆变器调频，如图3-3所示。图中，逆变电路使用的功率开关为晶闸管。因中间直流电路并联着大电容Cd，直流极性无法改变，即从可控整流器到Cd之间的直流电流Id的方向和直流电压Ud的极性不能改变。因此，功率只能从交流电网输送到直流电路，反之则不行。这种变频由于能量只能单方向传送一不能适应再生制动运行，应用范围受到限制。
    图3-3    无再生制动功能的电压型变频    为适应再生制动运行，可在图3-3电路的基础上，增加附加电路。方法一是，在中间直流电路中设法将再生能量处理掉，即在电容Cd的两端并联一条由耗能电阻R与功率开关（可以是晶闸管或自关断器件）相串联的电路，如图3-4所示。
    图3-4    并联耗能电阻的电压型变频器    当再生电能经逆变器的续流二极管反馈到直流电路时，将使电容电压升高，触发导通与耗能电阻串联的功率开关，再生能量便消耗在电阻上。该方法适用于小容量系统。    方法二是，在整流电路中设置再生反馈通路——反并联一组逆变桥，如图3-5所示。此时，Ud的极性仍然不变，但Id可以借助于反并联三相桥（工作在有源逆变状态）改变方向使再生电能反馈到交流电网。该方法可用于大容量系统。
    图3-5    反并联逆变桥的电压型变频器    (2)电压调节方式    为适应变频调速的需要，变频电源必须在变频的同时实现变压。对于输出矩形波的变频器而言，在逆变器输出端要利用变压器进行调压或移相调节，而在逆变器输入端调节电压主要有两种方式。    一种是采用可控整流器整流，通过对触发脉冲的相位控制直接得到可调直流电压，见图3-3。该方式电路简单，但电网侧功率因数低，特别是低电压时，更为严重。    另一种是采用不控整流器整流，在直流环节增加斩波器，以实现调压。如图3-6所示。此方式由于使用不控整流器，电网侧的功率因数得到明显改善。
    图3-6    利用斩波器调压的变频器    上述两种方法都是通过调节逆变器输入端的直流电压来改变逆变器输出电压的幅值，又称为脉幅调制( Pulse Am-plitude Modulation，PAM)。此时逆变器本身只调节输出电压的交变频率，调压和调频分别由两个环节完成。