《电力电子》 ２００７ 年 １ 期

Power Electronics  |  49

波，直流电流波形比较平直，输出交流电流是矩形波或

阶梯波，叫做电流源型逆变器（ Ｃ Ｓ Ｉ ，Ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ 　 Ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ

Ｉｎｖｅｒｔｅｒ），或简称电流型逆变器。

两类逆变器的主电路虽然只有滤波环节不同，性能上

却有明显的差异，主要表现如下：

１）　能量的回馈。用电流源型逆变器给异步电动机供电

的电流型变压变频调速系统有一个显著的特征，就是容易

实现能量的回馈，从而便于四象限运行，适用于需要回

馈制动和经常正、反转的生产机械。采用电压型的交 －

直 － 交变压变频调速系统要实现回馈制动和四象限运行却

很困难，因为其中间直流环节有大电容钳制着电压的极

性，不可能迅速反向，而电流受到器件单向导电性的制

约也不能反向，所以在原装置上无法实现回馈制动。必

须制动时，只能在直流环节中并联电阻实现能耗制动，或

者与整流器反并联一组反向的可控整流器，用以通过反向

的制动电流，而保持电压极性不变，实现回馈制动。这

样 做 ，设 备 要 复 杂 得 多 。

２）　 动态响应。正由于交 － 直 － 交电流型变压变频调速

系统的直流电压极性可以迅速改变，所以动态响应比较快，

电压型系统采用 Ｐ Ｗ Ｍ 控制时也能获得较快的动态响应。

３）　应用场合。电压源型逆变器属恒压源，电压控制响

应慢，不易波动，适于做多台电动机同步运行时的供电电

源，或单台电动机调速但不要求快速起制动和快速减速的

场合。采用电流源型逆变器的系统则相反，不适用于多电

动机传动，但可以满足快速起制动和可逆运行的要求。

２．１．３　　１８０°导通型和 １２０°导通型逆变器

交 － 直 － 交变压变频器中的逆变器一般接成三相桥式

电路，以便输出三相交流变频电压，图 ２ － ８ 绘出了由 ６

个电力电子开关器件 Ｖ Ｔ １ ~ Ｖ Ｔ ６ 组成的三相逆变器主电

路，图中用开关符号代表任何一种电力电子开关器件。控

制各开关器件轮流导通和关断，可使输出端得到三相交流

电压。在某一瞬间，控制一个开关器件关断，同时使另

一个器件导通，就实现了两个器件之间的换流。在三相

桥式逆变器中，有 １ ８０°导通型和 １２０ °导通型两种换流

方 式 。

同一桥臂上、下两管之间互相换流的逆变器称作 １８０°

导通型逆变器，例如，当 ＶＴ１ 关断后，使 ＶＴ４ 导通，而当

ＶＴ４ 关断后，又使 ＶＴ１ 导通，其它各相亦均如此。这时，每

个开关器件在一个周期内导通的区间是 １８０°。在 １８０°导通

型逆变器中，除换流期间外，每一时刻总有 ３ 个开关器件同

时导通。但须注意，必须防止同一桥臂的上、下两管同时导

通，否则将造成直流电源短路，谓之“直通”

。为此，在换流

时，必须采取“先断后通”的原则，即先给应该关断的器件

发出关断信号，待其关断后留有一定的时间裕量，叫做“死

区时间”

，再给应该导通的器件发出开通信号。死区时间的长

短视器件的开关速度而定，为了保证安全，设置死区时间是

非常必要的，但它会增大输出电压波形的畸变。

１２０°导通型逆变器的换流是在同一排不同桥臂的左、

右两管之间进行的，例如，Ｖ Ｔ １ 关断后使 Ｖ Ｔ ３ 导通，

Ｖ Ｔ ３ 关断后使 Ｖ Ｔ ５ 导通，Ｖ Ｔ ４ 关断后使 Ｖ Ｔ ６ 导通等等。

这时，每个开关器件一次连续导通 １２０ °，在同一时刻只

有两个器件导通，如果负载电机绕组是 Ｙ 联结，则只有

两 相 导 电 ，另 一 相 悬 空 。

２．２　通用变压变频器

现代通用变压变频器（ 以下简称“通用变频器”） 大

都采用交 － 直 － 交电压源型 １８０°导通的变压变频器，其

中由交流电源到恒定的中间直流电压用二极管整流器整

流，由中间直流电压到变压变频的交流输出采用全控型

开关器件 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 或智能功率模块（ Ｉ Ｐ Ｍ ） 组成的脉宽调制

（ＰＷＭ）逆变器，它已经占据了全世界 ０．５￣５００ｋＶＡ 中、小

容量变频调速装置的绝大部分市场。所谓“通用”，包含

着两方面的含义：一是可以和通用的笼型异步电动机配套

使用；二是具有多种可供选择的功能，适用于各种不同性

质的负载。

图 ２－９ 绘出了通用变频器主电路的原理图（图中未画出

开关器件的吸收电路和其它辅助电路） 。大电容滤波器的

中点 Ｏ 为逆变器提供了直流电源的中点电位，它与负载（电

动机）中性点　 的电位未必是相同的，在分析负载电压波形

时必须注意。

为了减少逆变器输出电压的谐波，通用变频器的输出

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图 ２－８　　　三相桥式逆变器主电路

图２－９　　通用变频器主电路原理图