三相全桥式逆变器应用原理 电路图
1)电压型三相全桥式逆变器
电压型三相全桥式逆变器 电路及其波形如图1所示，图1 (a)为电路结构，图1(b)为输出电压波形。在图1 (a)中的N是负载的中点，O为直流输入电源的中点，它是一个为讨论方便而虚设的点。每个桥臂的上下开关管轮流导通180。，这样，流经每相负载的电流是连续的。我们称其为180。导通型三相全桥式逆变器。六个功率开关管的导通次序为Vl、V2，V3、V4，V5、V6。分析时，假设三相负载是对称的，ZA=ZB=ZC=Z。下面以阻性负载和感性负载两种情况进行讨论。
(1)阻性负载
从图3-16( b)可知，线电压UAB、UBC和UCA为矩形波，其宽度为120。，幅值为土Vcc，各电压之间的相位差为120°；相电压UAN、UBN和UCN为6 阶梯波，幅值为±2Vcc/3，每一阶的宽度为60。，各电压间的相位差为120°；N点与O点之间的电压UNO为方波，其频率为基波频率的3倍，幅值为Vcc/6。各相的负载电流与其相电压同相，也是6 阶梯波。
输出线电压和输出相电压的傅里叶级数表达式分别为
输出相电压的峰值UAN(P)＝o．666Vcc。
从式(3-2)和式(3-3)可知，输出线电压UAB的基波峰值UABI(P)＝1.lV cc，基波有效值
UABI(E)=0.78Vcc；输出相电压UAN的基波峰值UANI(P)=0. 636Vcc，基波有效值UANI(P)=0.45Vcc。
(1)感性负载
逆变器的负载为
，则负载角
，根据负载
的不同，可以将逆变器的换流过程分为
两种情况。
的情况
假设原始状态为Vl、V6、V5导通，如图2(a)所示。图中的IA、IB和lC分别为A相、B相和C相的电流，I为输入电源的电流。各个电流的方向如图中的箭头所示。
当开关管V5关断，此时lC不会立即中断，只能通过二极管V8续流，从而完成C相桥臂上下功率开关管的换流过程。V1、V6、V8导通时的状态如图2 (b)所示。续流时，电流lc逐渐下降，过零后向反方向增长。因负载，\\V8的续流时间小于π/3，I的方向不变。逆变器输出电压波形与阻性负载时相同，见图1(b)。
时的换流过程时，180°导通型三相全桥式逆变器有两种工作模式：三个功率开关管导通和两个功率开关管导通、一个二极管续流，如图3(a)和(b)所示。
时的工作模式
情况下假设原始状态为V7、V6、V5导通，电流 IA、IB、IC和I的方向如图4 (a)所示。当功率开关管V5关断时，电流 Ic不会突变，由二极管V8续流。V7和V8同时续流，使电流 I 改变方向，负载侧向直流输入电源传输能量，如图4(b)所示。当 V7完成续流关断时，Vl导通，电流 IA改变方向，再次出现两个功率开关管导通、一个二极管续流的工作模式。
图4 180°导通电压型三相全桥式逆变器在情况二时的换流过程
时，180°导通电压型三相全桥式逆变器有两种工作模式：一个功率开关管导通、两个二极管续流和两个功率开关管导通、一个二极管续流，如图3(c)和(b)所示。2)电流型三相全桥式逆变器
图5给出了120°导通电流型三相全桥式逆变器的原理图。在电流型逆变器中，采用电感L为储能元件，当 L很大时，由于L中的电流不能发生突变，输入电流IL近似恒定。各功率开关管的驱动信号的时序依次相差60°，功率开关管按Vl、V2、V3、V4、V5、V6的次序各自导通120°，这样，在任意时间上，只有两只功率开关管导通。
若负载采用△接法，负载与电流型三相逆变器的连接如图5所示。阻性负载时，流经各功率开关管的电流iVl～iV6为宽为120°，高为IL的矩形波，而负载电流 iAB、iBC和iCA的波形为前后沿陡峭的梯形波，如图6所示。
电流型三相全桥式逆变器常用于电动机调速，此时的负载为感性负载。假设电动机的绕组为△连接，与阻性负载相比较，负载电流 i AB、i BC和iCA的波形虽然为梯形波，但由于感性负载的存在，电流不可能发生突变，电流的变化需要一定的时间。具有电动机负载的电流型三相逆变器电路和工作波形如图8所示。
图8中，电动机的各相绕组可以等效于一个基波电压与电感串联，各基波电压为
从图8(b)可以看出，电流 iAB、iBc、iCA虽然与阻性负载一样，仍然是六阶梯波（图中仅给出了i AB的波形），但 由于电动机的电感的原因，各电流将按一定规律变化。从式(3-9)知，线电压uAB、uBC、uCA因di AB/dt、diBC /dt、diCA/dt的缘故，将在换相时产生电压过冲，如图8 (b)所示。
