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,變成頻率可調的三相交流輸出電源,對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兩組反并聯的橋式晶閘管整流器構成,輸入為單相交流電源,負載為同步td,lz為勵磁整流器,為電動機提供勵磁電流。該交-交變頻器的工作原理是利用正、反并聯的三相整流橋,將單相工頻交流電變成三相頻率可調的交流電,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:例如為了使電機中的a相和b相繞組得電,當牽引變壓器輸出的電壓左端為正時,a橋中的晶閘管t1和t5導通,電流經平波電抗器l1和t1進入a相繞組,再由b相流出,經t5返回電源的負端。若電動機需要的頻率低于電源頻率時,當電源改變極性,則使b橋中的t7和t11導通,可使a、b繞組電流繼續按原方向流通。當電源再次反向時,再次使a橋中的t1和t5導通。只有當需要下一對繞組,如a相和c相通電時,才使相應的晶閘管,即a橋中的t1和t6以及b橋中的t7和t12輪流導電。應用上述原理就可以使電動機的三相繞組依次輪流導電,從而使電動機的定子獲得旋轉磁場。
在上述變流過程中,晶閘管不需要強迫換流。因為當電源頻率遠高于負載頻率時,一個整流橋中的晶閘管換流到另一個整流橋中時,原晶閘管在電源反向時承受反向電壓,所以可以利用電源電勢的反向實現自然換流,即電網換流。
當電機的轉速升高,電機定子電流的頻率上升到接近電源頻率的1/3左右時,繼續使用這種電網換流的方法已有困難。不過因為這里使用的是同步電動機,在具有他勵磁的情況下,電機的轉速達到一定值時,它產生的感應電勢可以用來實現負載換流。
上述系統提供了一個新的電力牽引模式。通常用同步電動機牽引時功率因數較高,其電力裝置也較的牽引簡單,但同步電機不如異步電機簡單、可靠。