2
旋转式变流机组和静止式离子整流器的技术经济性能均不 及半导体整流器，因而在世界范围内已为后者所取代。
静止式半导体整流器，按照电路中变流器件的开关频率不 同，所有的半导体变流电路可划分力低频和高频两大类。
➢ 对于整流电路而言，前者是指传统相控式整流电路，是所 有半导体变流电路中历史最久，技术最成熟，应用也最广 泛的一种电路，
b)
0 t1
ug
正向阻断状态，UVT＝U2，
2
t
Ud=0;
（2） ωt1以后，VT由于触
c) 0
ud
t
发脉冲UG的作用而导通， 则Ud=U2, UVT=0,Id=U2/R，
一直到π时刻；
d)
0
uVT
e) 0
t
（3） π～2π期间，U2反
向，VT由于承受反向电压
而关断,UVT=U2,Ud=0。
第二章 变频器工作原理
关键词：整流、逆变
1
2.1 整流电路
❖AC／DC变换电路是能够直接将交流电能转换
为直流电能的电路，泛称整流电路。
一、整流电路的分类 ❖自本世纪20年代迄今已经历了以下几个发展阶
段： 第一阶段：旋转式变流机组（电动机－发电机组）； 第二阶段：静止式离子整流器； 第三阶段：静止式半导体整流器；高低频频整整流流电电路路
uud21 = 0°ua
ub
uc
1.工作原理和波形分析： (1) α =0时的情况
O t1
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ ⅤⅥ
uu2dL
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
➢ 对于共阴极组的3个晶闸管，阳
极所接交流电压值最大的一个导 O
t
通；
➢ 对于共阳极组的3个晶闸管，阴 iVT1
O
uab
uac
t
t
26
2.5 变频调速原理
~ 380V
50HZ f = 0~ 500HZ
图 3-1 变频调速
• 变频调速 f
• 变极对数调速 P • 变转差率调速 S
交—直—交变频器基本结构
整
滤
逆
流
波
变
器
器
器
图3-2 交—直—交变频器主回路图
三相逆变桥示意图
图3-3 三相逆变桥
变频变压的实现
O
t
uVT1
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
ia
uab
uac
O
t
t
21
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =60时的波形
ud1 = 60°ua
ub
uc
t1
O
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
u
u rU
uc urV
urW
O
t
u UN'
Ud
2
O
Ud
t
2
u VN'
O
t
u WN'
O
t
图 同步调制三相PWM波形
SPWM
（1）单极性调制
变频器及应用技术
a）频率较高 b）频率较低
采用三角波和正弦波相交获得的PWM波形直接控制各个开关可以得到脉 冲宽度和各脉冲间的占空比可变的呈正弦变化的输出脉冲电压电压，能获得理 想的控制效果，输出电流近似正弦波。
➢ 这种共阳极电路接法，对
ud id RL
于螺栓型晶闸管的阳根可 图3-26 三相半波可控整流电路
以共用散热器，使装置结
构简化；但三个触发器的
输出必须彼此绝缘。
11
2.4 SPWM变频器的工作原理--三相桥式整流电路
❖ 由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联， 因此输出电压是三相半波的两倍。当输出电流连续时：
a）电路框图 b）频率较高 c）频率较低
输出电压为方波，电流为正弦波
SPWM
（2）电流型
变频器及应用技术
串联二极管式电流型变频器主电路及电流波形
输出电压为正弦波，电流为方波
SPWM 2. 电压型正弦波脉宽调制（SPWM）
变频器及应用技术
2.6 SPWM变频器的工作原理：
❖所谓正弦波脉宽调制(SPWM)就是把正弦波 等效为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形， 如图4所示，等效的原则是面积相等。
电路有公共端，连线方便。
T
a
VT 1
b
VT 2
c ud
VT 3
R id
图3-19 三相半波可控整流电路
10
2.3.2共阳极三相半波可控整流电路
❖ 电路
➢ 共阳极电路，即将三个晶 闸管的阳极连在一起，其 阴极分别接变压器三相绕 组，变压器的零线作为输
T
a
b
VT 1 VT2
c
VT3
出电压的正端，晶闸管共 阳极端作为输出电压的负 端，如图2-26所示。
UFM URM 2.45U2
动画 17
三相桥式全控整流电路原理图
VT1 VT3 VT5 d1
T ia n
id
a
负 b c载
ud
VT4 VT6 VT2 d2
18
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =0时的波形
uud21 = 0°ua
ub
uc
O t1
t
ud2 uu2dL
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ uab uac ubc uba uca ucb uab uac
VT4
VT2
ud
ud(id)
id
b)
0

uVT1 ,4
c) 0 i2
d) 0
t
t t
7
单相全控桥带电感性负载时的电路及波形
id
VT3
VT1
u1
T
i2
a
u2 b
L ud
R
VT4
VT2
u2
a)
O ud
t
O
id
iVT1O ,4 iVT2O ,3
O i2 O uVT1 ,4
Id Id
Id Id
uud21 = 0°ua
ub
uc
O t1
t
ud2 uu2dL
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
t
id
O
t
iVT1
O
t
24
三相桥式全控整流电路带电感性负载α =30时的波形
ud1 = 30°ua
ub
uc
O t1
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
t
以后不断重复以上过程。
5
带电感性负载的单相半波电路及其波形
a)
u1
T u2
VT uVT
id
L ud
R
u2
b)
0
t1

ug
c) 0
ud
d) 0 id
e) 0
uVT
+
f) 0
2
t
t +
t
t
t
6
单相桥式全控整流电路图（纯电阻负载）
VT3
VT1
T
i2 a
a)
u1
u2 b
id
ud
R
1. 单相逆变桥原理
变频器及应用技术
a）单相逆变桥电路 b）负载所得电压波形
变频变压的实现 2. 变频方法
变频器及应用技术
a）频率较高 b）频率较低
变频变压的实现 3. 三相逆变桥
变频器及应用技术
a）三相逆变电路 b）输出电压波形
SPWM
1. 交—直—交 （1）电压型脉宽调制（PWM）
变频器及应用技术
uVT1
uac
uac
O
uab
t
t
22
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =90时的波形
ud1
ua
ub
uc
ua
ub
O
t
ud2 ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba
O
id
O iVT1
O ia O
t
t t t
23
三相桥式全控整流电路带电感性负载α =0时的波形
极所接交流电压值最低（或者说 O uVT1
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
t
负得最多）的导通；
➢ 任意时刻共阳极组和共阴极组中
各有1个SCR处于导通状态。其 O
t
余的SCR均处于关断状态。
➢ 触发角α的起点，仍然是从自然
uab uac
换相点开始计算，注意正负方向 图2-18三相桥式全控整流
整流输出电压ud ua-ub =uab
ua-uc =uc
ub-uc =ubc
ub-ua =uba
uc-ua =uca
uc-ub =ucb
20
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =30时的波形
ud1 = 30°ua
ub
uc
O t1
t
ud2 ud
ⅠⅡ uab uac
ⅢⅣ ubc uba
ⅤⅥ uca ucb uab uac
VT6
ua-ub =uab
VT1 VT3
VT2 VT2
ua-uc =uac
ub-uc =ubc
动画
VT3
VT4
ub-ua =uba