本文介紹一種電流型交－交變頻器。這種變頻器可以較方便地將單相交流輸入電源，變成頻率可調(diào)的三相交流輸出電源，對于只有單相電源的電力牽引是方便的。其原理電路如圖1所示。
圖1
電流型交－交變頻器由a、b兩組反并聯(lián)的橋式晶閘管整流器構(gòu)成，輸入為單相交流電源，負載為同步電動機td，lz為勵磁整流器，為電動機提供勵磁電流。該交－交變頻器的工作原理是利用正、反并聯(lián)的三相整流橋，將單相工頻交流電變成三相頻率可調(diào)的交流電，按相序依次輪流供給同步電動機的三相定子繞組。其輸出頻率由整流橋中晶閘管的觸發(fā)頻率控制。
電流型交－交變頻器的工作原理和換流過程如下：例如為了使電機中的a相和b相繞組得電，當(dāng)牽引變壓器輸出的電壓左端為正時，a橋中的晶閘管t1和t5導(dǎo)通，電流經(jīng)平波電抗器l1和t1進入a相繞組，再由b相流出，經(jīng)t5返回電源的負端。若電動機需要的頻率低于電源頻率時，當(dāng)電源改變極性，則使b橋中的t7和t11導(dǎo)通，可使a、b繞組電流繼續(xù)按原方向流通。當(dāng)電源再次反向時，再次使a橋中的t1和t5導(dǎo)通。只有當(dāng)需要下一對繞組，如a相和c相通電時，才使相應(yīng)的晶閘管，即a橋中的t1和t6以及b橋中的t7和t12輪流導(dǎo)電。應(yīng)用上述原理就可以使電動機的三相繞組依次輪流導(dǎo)電，從而使電動機的定子獲得旋轉(zhuǎn)磁場。
在上述變流過程中，晶閘管不需要強迫換流。因為當(dāng)電源頻率遠高于負載頻率時，一個整流橋中的晶閘管換流到另一個整流橋中時，原晶閘管在電源反向時承受反向電壓，所以可以利用電源電勢的反向?qū)崿F(xiàn)自然換流，即電網(wǎng)換流。
當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速升高，電機定子電流的頻率上升到接近電源頻率的1/3左右時，繼續(xù)使用這種電網(wǎng)換流的方法已有困難。不過因為這里使用的是同步電動機，在具有他勵磁的情況下，電機的轉(zhuǎn)速達到一定值時，它產(chǎn)生的感應(yīng)電勢可以用來實現(xiàn)負載換流。
上述系統(tǒng)提供了一個新的電力牽引模式。通常用同步電動機牽引時功率因數(shù)較高，其電力電子裝置也較異步電動機的牽引簡單，但同步電機不如異步電機簡單、可靠。