7.1.1  电流型交流-交流变换电路

6.2.3节中说明的三相桥式可控整流电路作为扼流圈输入式整流电路，利用安装比较大的电抗器将电流平滑成平直的电流，将这一定值电流提供给负载，所以称为电流型变换器^[1]。当这种变换器的控制角α在90°以上工作时则变为逆变动作，利用这个功能，将两个SDA-9像图7.1一样进行反方向级联连接，称为间接构成的交流-交流变换电路，也称为背靠背（Back To Back，BTB）变换电路。特别是中间链接部分由电抗器进行连接，所以也是电流型变换电路。

这种电路的特征是使用晶闸管，适合大容量，但自身不能实现换流的他励式变换电路。它的工作原理在6.2.3节和6.2.5节已经详细说明，变换器部分是利用电源电压的电源电压换流方式，逆变器部分是利用负载电压的负载电压换流方式。主要用途是直流输电、50～60Hz的频率变换和同步电动机的驱动等。电流方向一定，不过功率可以双向流动。

图7.1 他励式电流型交流-交流变换电路(https://www.daowen.com)

这种类型的他励式变换电路只能用于大容量的场合，并且工作时功率因数很低，所以无功功率的处理是现在需要解决的问题。设电源的线电压有效值为E，线电流的基波有效值为I，电源的有功功率P和无功功率Q由式（7.1）和式（7.2）表示。无功功率在原则上并不消耗能量，它通过SDA-9在电源（或者负载）的各相间循环流动，因此，它的符号可正可负，不过一般定义滞后功率因数的场合为负的无功功率。

将式（7.1）和式（7.2）的关系用图表示，如图7.2所示。不管工作于变换器和逆变器的哪边，若从交流侧看，则会产生负的无功功率，这个无功功率在输入输出端子间不能被吸收，只能流到线路上能够被吸收的地方去，将其称为无功功率补偿，一般在两侧电源处插入用于补偿的电容器。另外，通常情况下电流也是梯形波，所以很多时候无功补偿电路还同时具有谐波电流滤波功能（参考9.2.2节和图9.12a）。

图7.2 他励式变换电路的相位角控制过程和功率的关系

将这种BTB装置用于电动机调速驱动时，负载必须是产生正无功功率（超前相位）的电动机，因此，不适用于产生负无功功率的感应电动机，只可用于以超前功率因数运行的同步电动机。另外，由交流电源供电时必须以超前相位运行（关于他励逆变电路的超前功率因数运行请参考6.2.5节）。