7.2.2  循环电流型周波变换器

上述说明中，通过周波变换器在电流通过零点时放置停顿时间来防止误动作，以确保两个SDA-9顺利切换。停顿时间较长时，对变换器的性能会有影响。在高性能要求的场合^[5]，可用图7.7所示的循环电流型周波变换器。这种电路的特征是两个SDA由变压器进行绝缘^[6]，通过中间抽头电抗器相互连接。两个SDA在正常工作时保持合适的输出电压差，由这个电压差导致环流流动。中间抽头电抗器控制合理的环流，同时对两侧的SDA动作起到持流电抗器的作用。由电抗器进行分压的中间电压值作为输出电压，可以不间断连续地为负载供电。另外，本装置没有零时间带，所以属于电源切换型功率变换。

图7.7 循环电流型周波变换器的基本电路组成

对于周波变换器的输出电压，如图7.5所示，将连接电源的三相交流电压合起来，可得近似正弦波的输出电压。因此，不能输出太高的频率，应对输出频率有一定的限制。根据输入电源的谐波电流和负载的输出波形，可从谐波电流的影响等角度来决定输出频率的限制，不过并没有清楚的计算准则。一般认为，在循环电流型中输出频率上限为电源频率的1/2，在无循环电流型中以电源频率的1/3作为输出频率界限。(https://www.daowen.com)

周波变换器的输入电流中含有很多谐波成分，由于通常采用控制延迟角来进行控制，所以会有输入平均功率因数很低的缺点。由于可能的工作频率很低，所以只能用于像钢铁轧机用碾磨机驱动一样的几千kW以上的大容量电动机驱动中^[7]。图7.8所示为3组基本电路组合形成三相接线的举例。为了使电源能够提供大功率，有必要由6000V以上的高压进行供电，而由于开关器件的耐压也有限制，所以很多情况下需要通过变压器进行降压，来驱动3000V等级的电动机。由于周波变换器利用电源电压进行换流，所以也能驱动感应电动机。图7.9所示为其等价电源电路。电动机驱动基本上都采用电流控制（转矩控制）。另外，由于谐波电流成分会流入电源线路中，所以实际装置中有必要设置滤波器进行吸收。

图7.8 三相循环电流型周波变换器接线举例（同时表示三相电路）

图7.9 循环电流型周波变换器的等价电源电路（电源切换型功率变换）