电力电子变压变频器类型详解：ASCS系统下的交-直-交与电流源逆变器

电力电子变压变频器是现代电力传动自动控制系统中的关键设备，广泛应用于中矿传动等工业领域。本文主要探讨了电力电子变压变频器的主要类型以及其在直流调速系统中的应用。 首先，电力电子变压变频器的两大基本类型包括交-直-交（AC-DC-AC）和交-交（AC-AC）变换器。交-直-交变频器通常用于交流电动机驱动，通过整流器将交流电转换为直流，然后逆变为交流，实现对电机速度的精确控制。交-交变频器则适用于需要直接改变交流电机频率的情况，如某些伺服系统。 电压源型和电流源型逆变器是两种常见的逆变器结构。电压源型逆变器的特点是输出电压可以独立控制，而电流源型逆变器则更注重输出电流的稳定性。180º导通型和120º导通型逆变器则是根据逆变电路中开关元件导通角的不同划分，180º方式效率更高，但成本较高，而120º方式成本较低但存在一定程度的电磁兼容性问题。 在直流调速系统中，调速方法主要有三种：变压（电压调整）、变阻（电阻调整）和变磁（磁通调整）。变压器调速法主要通过改变电动机的输入电压来实现转速控制，而变阻法通过调节电枢电阻影响电机电流进而改变转速，但这种方法限于有级调速。变磁调速则通过改变励磁磁通，可以实现平滑调速，但在实际应用中通常作为调压调速的补充，只在基速之上进行小范围的弱磁升速。 直流电机的转速受到电枢电压、电流、电枢电阻、励磁磁通等因素的影响，通过调速方法可以精确控制电机的运行状态。例如，调压调速特性曲线显示，当电压变化时，电机转速相应地下降或上升，机械特性曲线也随之移动。调磁和调阻方法各有优缺点，调压调速因其平滑性在大多数情况下被优先选择，特别是在要求无级平滑调速的系统中。 直流调速系统有多种实现方式，如旋转式变流器（G-M，发电机-电动机）、静止式变流器（V-M，晶闸管-电动机）和脉宽调制变换器（PWM）。V-M系统采用晶闸管可控整流器供电，具有触发脉冲相位控制、电流脉动控制和抑制措施等特点。这些系统在设计时需综合考虑性能、成本和电磁兼容性等因素，以满足特定工业应用的需求。 总结来说，电力电子变压变频器在现代工业中扮演着重要角色，通过不同的类型和调速方法，实现对电动机速度的精细控制。在实际应用中，根据系统的具体需求，合理选择和优化调速策略是提高系统性能的关键。