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电流源型逆变器工作原理.docx
资料介绍
基本定义与核心特征
电流源型逆变器（Current Source Inverter，CSI），是直接将直流输入电流逆变为交流输出电流的电力电子变换装置，与电压源型逆变器（VSI）相对应，是逆变器两大主流拓扑分类之一。
其核心特征在于：直流侧采用大电感储能滤波，直流输入呈现低阻抗电流源特性，输出电流波形由直流侧电流幅值决定，近似为矩形波，逆变器输出的是受控电流源特性的交流电能。
基本拓扑结构
电流源型逆变器的典型拓扑由三部分组成：
1. 直流侧环节：直流电源串联大平波电感，维持直流电流稳定，抑制电流波动，使直流输入表现为恒定电流特性。
2. 逆变桥臂：采用可控电力电子开关器件，传统CSI采用晶闸管（SCR），现代中大功率应用多采用绝缘栅双极型晶体管（IGBT）集成门极换流晶闸管（IGCT）等全控型器件；需要注意的是，CSI开关器件需要承受反压，因此通常需要反向串联二极管来提供反向阻断能力。
3. 交流输出环节：一般接容性负载或者LC滤波网络，配合负载特性得到正弦化的输出电流与电压。
常见的电路结构包括单相半桥、单相全桥、三相半桥、三相全桥等，其中工业应用最广泛的是三相桥式电流源型逆变器。
工作原理
以三相桥式电流源型逆变器120°导电型工作模式为例，其工作过程为：
直流侧通过大电感维持电流Id恒定，每个时刻只有一个上桥臂开关和一个下桥臂开关导通，每个开关导通120°（对应一个工频周期），换流时依次关断原有导通开关，开通下一组开关，直流电流按顺序依次流入三相交流输出端，在输出端得到幅值为Id、相位互差120°的矩形波交流电流。
通过控制直流侧电流Id的大小，或者改变开关器件的导通规律（如采用脉冲宽度调制PWM），就可以调整输出交流电的幅值和频率，实现变频变压输出。
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