本文介紹一種電流型交-交。這種變頻器可以較方便地將單相交流輸入,變成頻率可調(diào)的三相交流輸出電源,對(duì)于只有單相電源的牽引是方便的。其原理電路如圖1所示。
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圖1 |
電流型交-交變頻器由a、b兩組反并聯(lián)的橋式晶閘管整流器構(gòu)成,輸入為單相交流電源,負(fù)載為同步td,lz為勵(lì)磁整流器,為電動(dòng)機(jī)提供勵(lì)磁電流。該交-交變頻器的工作原理是利用正、反并聯(lián)的三相整流橋,將單相工頻交流電變成三相頻率可調(diào)的交流電,按相序依次輪流供給的三相定子繞組。其輸出頻率由整流橋中晶閘管的觸發(fā)頻率控制。
電流型交-交變頻器的工作原理和換流過程如下:例如為了使電機(jī)中的a相和b相繞組得電,當(dāng)牽引變壓器輸出的電壓左端為正時(shí),a橋中的晶閘管t1和t5導(dǎo)通,電流經(jīng)平波電抗器l1和t1進(jìn)入a相繞組,再由b相流出,經(jīng)t5返回電源的負(fù)端。若電動(dòng)機(jī)需要的頻率低于電源頻率時(shí),當(dāng)電源改變極性,則使b橋中的t7和t11導(dǎo)通,可使a、b繞組電流繼續(xù)按原方向流通。當(dāng)電源再次反向時(shí),再次使a橋中的t1和t5導(dǎo)通。只有當(dāng)需要下一對(duì)繞組,如a相和c相通電時(shí),才使相應(yīng)的晶閘管,即a橋中的t1和t6以及b橋中的t7和t12輪流導(dǎo)電。應(yīng)用上述原理就可以使電動(dòng)機(jī)的三相繞組依次輪流導(dǎo)電,從而使電動(dòng)機(jī)的定子獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
在上述變流過程中,晶閘管不需要強(qiáng)迫換流。因?yàn)楫?dāng)電源頻率遠(yuǎn)高于負(fù)載頻率時(shí),一個(gè)整流橋中的晶閘管換流到另一個(gè)整流橋中時(shí),原晶閘管在電源反向時(shí)承受反向電壓,所以可以利用電源電勢(shì)的反向?qū)崿F(xiàn)自然換流,即電網(wǎng)換流。
當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速升高,電機(jī)定子電流的頻率上升到接近電源頻率的1/3左右時(shí),繼續(xù)使用這種電網(wǎng)換流的方法已有困難。不過因?yàn)檫@里使用的是同步電動(dòng)機(jī),在具有他勵(lì)磁的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí),它產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)可以用來實(shí)現(xiàn)負(fù)載換流。
上述系統(tǒng)提供了一個(gè)新的電力牽引模式。通常用同步電動(dòng)機(jī)牽引時(shí)功率因數(shù)較高,其電力裝置也較的牽引簡(jiǎn)單,但同步電機(jī)不如異步電機(jī)簡(jiǎn)單、可靠。