该类变频器使用GTO作为功率输出器件。由于GTO本身可以通过门极控制关断,从而可引入PWM控制技术,简化控制电路。其主电路如图6-6所示。
图6-6 GTO电流型变频器的主电路
图6-6电路中,变压器二次绕组采用Y和△不同联结组别,是为了获得互差60°的六相电压,既可以减少整流后的电压纹波,也可以降低电网的谐波。整流部分采用SCR器件,逆变部分采用了可关断晶闸管GTO,开关频率为180 Hz。电路可以说是电流源和PWM技术的结合(简称“CSI - PWM技术”)。由于采用脉宽调制方式,输出谐波降低,滤波器可大大减小,但不能省去。实际使用中常加电容滤波器,为防止电容与电动机的电感在换向过程中产生谐振,其数值需仔细选择。
GTO器件目前实用水平为6000 V/6000 A。采用器件串联方式,变频器容量可达5000 kW以上,且谐波问题比较容易解决。因此,GTO电流型变频器可以说是SCR方式的改进。
但将GTO器件用作中压变频器仍有需要改进的地方,主要是:
1)受耗散功率的限制,GTO的开关频率较低,一般为200 Hz左右。
2) GTO的通态压降为2.5~4 V,高于晶闸管的压降(1.5~2 V),因此效率较低。
3)对GTO的门极驱动,除了要提供与晶闸管一样的导通脉冲外,还要提供峰值为阳极电流1/5到1/3的反向关断电流,故其驱动电路的功率高达晶闸管驱动电路的10倍。