电力电子技术

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1、书名：电力电子技术第2版ISBN：978-7-111-49619-9作者：龙志文出版社：机械工业出版社本书配有电子课件第三章逆变电路3．1电力电子器件的换流方式3．2有源逆变电路3．3无源逆变电路3．4负载换流式逆变电路3．5电压型逆变电路3．6电流型逆变电路高校教材网http://www.kmyz.edu.cn第三章逆变电路在实际应用中除了将交流电能变换直流电能外，还需将直流电能换成交流电能，这种对应于整流的逆向过程称为逆变。完成这一变换过程的电路称为逆变电路。在一定条件下，同一晶闸管电路既可作整流又可作逆变，

2、这种电路为变流电路或变流器。如果将逆变电路的交流侧接到交流电网上，直流电逆变成与电网同频率的交流电反送至电网上，称为有源逆变。如果将电路的交流侧直接与负载连接，将直流电逆变成某一频率或频率可调的交流电供给负载，称为无源逆变。高校教材网http://www.kmyz.edu.cn第三章逆变电路3.1电力电子器件的换流方式电流从一个支路向另一个支路的转移的过程称为换流，换流又常被称为换相。一般来说，电力电子电路有四种换流方式：1、器件换流利用全控型器件自身具有的自关断能力实现换流称为器件换流。2、电网换流由电网提供

3、换流电压称为电网换流。3、负载换流由负载提供换流电压称为负载换流。高校教材网http://www.kmyz.edu.cn4、脉冲换流设置附加的换流电路，向导通的晶闸管施加反向电压或从导通的晶闸管控制级施加反向电流，使晶闸管强迫关断，称为脉冲换流。又称强迫换流。脉冲换流有脉冲电压换流和脉冲电流换流两种。第三章逆变电路3.1电力电子器件的换流方式高校教材网http://www.kmyz.edu.cn第三章逆变电路3.2有源逆变电路有源逆变电路主要应用于直流电机的可逆调速、绕线转子异步电动机的串级调速、高压直流输电和太

4、阳能发电等领域。3.2.1有源逆变的工作原理1、直流电能的传递有两个电源，一个是电池，一个是具有电动势的直流电动机，其电路的连接方式有三种。高校教材网http://www.kmyz.edu.cn由上述分析可知：（1）两个电源同极相接时，电流总是从电动势高处流向电动势低处，电路中电流的大小为两电动势之差与回路电阻的比值。如果回路电阻很小，很小的电动势差也可产生足够大的电流，使两个电源系统之间交换很大的功率。（2）电流从正端流出的电源输出功率，电流从正端流入的电源接受功率。（3）两个直流电源反极性相接时，如果回路电阻很小

5、，回路中的电流将很大，这实际上相当于两个电源短路。在工作中应严防这种事故的发生。第三章逆变电路3.2有源逆变电路高校教材网http://www.kmyz.edu.cn第三章逆变电路3.2有源逆变电路2、有源逆变的工作原理高校教材网http://www.kmyz.edu.cn1）电动机M电动运行电路工作在整流状态，晶闸管的控制角在0-90°之间，电动机作电动运行。这时交流电源通过晶闸管输出电能，电动机则输入电能。当Ud>EM时电路的电流值为Id=（Ud—EM）/R式中，R为回路的总电阻。一般情况下，R值很小，因此电

6、路经常工作在Ud≈EM第三章逆变电路3.2有源逆变电路2、有源逆变的工作原理电路分析高校教材网http://www.kmyz.edu.cn第三章逆变电路3.2有源逆变电路2、有源逆变的工作原理电路分析2）电动机M发电回馈制动运行如图3-5b所示，EM＞Ud，电流反向。为了防止两电动势顺向串联形成短路，则要求Ud的极性也必须反过来，即上负下正，电流Id从直流电动机流向整流电路，这时电路的电流为Id=（EM—Ud）/R此时电动机运行于发电状态，其产生的直流电能通过变流电路逆变为交流电能返送至电网，电路进入逆变工作状态

7、。高校教材网http://www.kmyz.edu.cn在图3-5b波形中，ωt1-ωt2之间，Ud>EM，电路处于整流状态，由于平波电抗器L的存在，不会产生较大短路电流；ωt2-ωt3之间，EM＞Ud，电路实现有源逆变；ωt3-ωt4之间，EM+di/dt>Ud，电路继续保持逆变状态。由以上分析可知，工作过程中虽存在整流状态，但逆变状态处于主导地位，因此整个过程属于逆变。第三章逆变电路3.2有源逆变电路2、有源逆变的工作原理电路分析高校教材网http://www.kmyz.edu.cn实现有源逆变必须同时具备两个

8、条件：（1）一定要有直流电动势源，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，且其值应大于变流器直流侧的平均电压Ud。（2）变流器必须工作在α＞90°的区间，使Ud＜0。为了保证变流回路中的电流连续，负载回路应串入大电感。此外，由于半控桥或有续流二极管的电路不能输出负电压，也不允许直流侧出现负极性的电动势，不能实现有源逆变。第三章逆变电路3.2有源逆变