电流型和电压型逆变电路及无换向器电动机控制方式

把直流电变换成交流电称为逆变，当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变； 当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变，这里主要介绍无源逆变电路。根据直流侧储能元件形式的不同，逆变电路可划分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。

图2.43　电流型逆变电路模型

1.单相电流型逆变电路

以单相桥式逆变电路为例（图2.43）：

VT1～VT4是桥式电路的4 个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。

当VT1、VT4闭合，VT2、VT3断开时，负载电压uo为正； 当VT1、VT4断开，VT2、VT3闭合时，uo为负，把直流电变成了交流电。改变两组开关切换频率，可改变输出交流电频率。

2.单相电压型逆变电路

电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。阻感负载时，io滞后于uo，波形也不同，如图2.44 所示。

t1前： V1、V4导通，uo和io均为正。

t1时刻： V1、V4关断，V2、V3延时导通，uo变负，但io不能立刻反向。io从电源负极，经VD2、负载和VD3流回正极，负载电感能量向电源反馈，io逐渐减小，t2时刻下降为零，之后io才反向增大。

现在的电压型逆变电路一般采用高频功率开关管（如IGBT 等），采用SPWM 控制技术可使输出电压、电流波形接近正弦波（后续介绍）。

图2.42 所示的桥式可逆斩波电路中，若将V1-V4的导通改用SPWM 控制方式，同样可成为单相电压型逆变电路。

图2.44　电压型逆变电路举例（全桥逆变电路）

3.三相电压型逆变电路

三个单相逆变电路可组成一个三相逆变电路，应用最广的是桥式逆变电路，如图2.45所示。(www.xing528.com)

三相桥式逆变电路可看作是由三个半桥逆变电路组成。每桥臂导电180°，同一相上、下两臂交替导电，各相开始导电的角度差120°，任一瞬间有三个桥臂同时导通，每次换流都是在同一相上、下两臂之间进行，也称纵向换流。

负载各相到电源中性点N′的电压： U 相，V1通，uUN′=Ud/2； V4通，uUN′=-Ud/2。

导通次序： V1-V2-V3-V4-V5-V6-V1依次相隔60°轮流导通。

为了防止短路发生，同一相的上、下两个开关管不能同时导通。

电压型三相桥式逆变电路的工作波形如图2.46 所示。

图2.45　三相电压型桥式逆变电路

图2.46　电压型三相桥式逆变电路的工作波形

4.无换向器电动机

电流型三相桥式逆变器驱动同步电动机，负载换流，工作特性和调速方式与直流电动机相似，但无换相器，因此称为无换相器电动机，也称无刷电动机，如图2.47 所示。

BQ——转子位置检测器，检测磁极位置以决定何时给哪个晶闸管发出触发脉冲。

图2.48 所示为无换相器电动机电路工作波形。

图2.47　无换相器电动机的基本电路

图2.48　无换相器电动机电路工作波形