6.3.4 脉冲幅度调制(PAM)变频器
图6-40为交--直--交PAM变频器的主回路原理图。
1. 电路结构与应用特点 2. 工作原理
晶闸管V1~V6组成全控桥式整流电路,得到直流电压Ud,电容C起滤波作用。控制V1~V6的导通角即可获得不同幅值的Ud。可关断晶闸管VT1~VT6与二极管VD1~VD6组成逆变器,VD1~VD6又称续流二极管,主要完成由于电动机电感作用下,电路过渡过程中的续流电路通路作用。电阻R1、R2等值,目的是取得Ud的中间电位点。
PAM在大容量变频器中有着广泛的应用。这类电路的优点是每个周期内开关次数少,电路相对简单、对功率器件的要求不高,容易实现大功率变频器。缺点是输出电压的谐波成分较高,在低频时,由于电流的断续,不能形成平滑的旋转磁场,造成电动机的蠕动步进现象。
这种制式的逆变器功率器件还可用普通晶闸管(SCR)、功率晶体管(GTR)等组成。但要配以相应的辅助电路才行。
PAM工作方式分120°和180°导通两种方式。这里以120°为例,每个GTO导通时间为120°。对VT1和VT4组成的a相桥臂来讲,VT1先导通120°,隔60°后,VT4导通120°,再隔60°后,VT1导通120°,以此方式周而复始工作。此时用示波器观察相电压uao的波形如图6-41a)所示。另两相桥臂的工作方式相同,只是导通时间各相差120°。
相电压ubo和相电压uco的电压波形如图6-41b)、图6-41c)所示。此时用示波器观察线电压uab、ubc、uca的波形分别如图6-41d)、e)、f)所示。这种波形的电压加到交流电动机上后,由于电动机电感的作用及二极管VD1~VD6的续流作用,可获得变化的电流,而形成旋转磁场,使电动机转动。
这种方式通过控制GTO导通的频率来获得不同转速的旋转磁场,达到调速的目的;通过控制整流器晶闸管的导通角来获得不同的整流电压Ud,进而控制输出交流电压的幅值。