电流型交交变频电路

图1

电流型交－交变频器由A、B两组反并联的桥式晶闸管整流器构成，输入为单相交流电源，负载为同步电动机TD，LZ为励磁整流器，为电动机提供励磁电流。该交－交变频器的工作原理是利用正、反并联的三相整流桥，将单相工频交流电变成三相频率可调的交流电，按相序依次轮流供给同步电动机的三相定子绕组。其输出频率由整流桥中晶闸管的触发频率控制。

电流型交－交变频器的工作原理和换流过程如下：例如为了使电机中的A相和B相绕组得电，当牵引变压器输出的电压左端为正时，A桥中的晶闸管T₁和T₅导通，电流经平波电抗器L₁和T₁进入A相绕组，再由B相流出，经T₅返回电源的负端。若电动机需要的频率低于电源频率时，当电源改变极性，则使B桥中的T₇和T₁₁导通，可使A、B绕组电流继续按原方向流通。当电源再次反向时，再次使A桥中的T₁和T₅导通。只有当需要下一对绕组，如A相和C相通电时，才使相应的晶闸管，即A桥中的T₁和T₆以及B桥中的T₇和T₁₂轮流导电。应用上述原理就可以使电动机的三相绕组依次轮流导电，从而使电动机的定子获得旋转磁场。

在上述变流过程中，晶闸管不需要强迫换流。因为当电源频率远高于负载频率时，一个整流桥中的晶闸管换流到另一个整流桥中时，原晶闸管在电源反向时承受反向电压，所以可以利用电源电势的反向实现自然换流，即电网换流。

当电机的转速升高，电机定子电流的频率上升到接近电源频率的1/3左右时，继续使用这种电网换流的方法已有困难。不过因为这里使用的是同步电动机，在具有他励磁的情况下，电机的转速达到一定值时，它产生的感应电势可以用来实现负载换流。

上述系统提供了一个新的电力牵引模式。通常用同步电动机牵引时功率因数较高，其电力电子装置也较异步电动机的牵引简单，但同步电机不如异步电机简单、可靠。