ACDC变换器整流和有源逆变电路.ppt

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1、第5章AC－DC变换器12345相控有源逆变电路PWM整流电路同步整流电路6概述不控整流电路相控整流电路基本内容5.4相控有源逆变电路逆变（invertion）——把直流电转变成交流电，整流的逆过程实例：电力机车下坡行驶，机车的位能转变为电能，反送到交流电网中去逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路根据逆变输出交流电能去向的不同,逆变电路可以分为：有源逆变电路——交流侧和电网连接无源逆变——变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于逆变，其电路形式未变，只是

2、电路工作条件转变。既可工作在整流状态又可以工作在逆变状态的电路，称为变流电路（Converter)5.4相控有源逆变电路直流发电机—电动机系统电能的流转电动回馈制动反接制动两个电动势（电源）同极性相连，电流总是从电动势高的流向电动势低的。电流大小决定于两电动势之差和回路电阻。如果回路电阻很小，即使两电动势差不大，也可以产生足够大的电流，使两电动势间交换功率。5.4.1相控有源逆变原理及实现条件逆变产生的条件5.4.1相控有源逆变原理及实现条件逆变产生的条件晶闸管的单相导电性，使得电流不能反向如何实现

3、能量回馈？为了实现逆变时的能量回馈，只能电压Ud反向5.4.1相控有源逆变原理及实现条件逆变产生的条件为了实现逆变时的能量回馈，只能电压Ud反向如果仅仅整流器电压反向是否可行?为了防止电流过大，通常要求电动机电动势的方向也反向

4、EM

5、略大于

6、Ud

7、5.4.1相控有源逆变原理及实现条件逆变产生的条件晶闸管阳极大部分位于电源负半周，如何导通？归纳逆变条件：1）要有直流电动势，其极性与晶闸管导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；2）晶闸管的控制角α>π/2，Ud为负怎样才能得到-Ud5.4.1

8、相控有源逆变原理及实现条件5.4.1相控有源逆变原理及实现条件逆变产生的条件归纳逆变条件：1）要有直流电动势，其极性与晶闸管导通方向一致，其值应大于变流电路直流侧的平均电压；2）晶闸管的控制角α>π/2，Ud为负有续流二极管的单相半波整流电路和单相桥式半控电路，能否工作在有源逆变状态？5.4.2三相半波整流电路的有源逆变工作状态三相半波整流电路：1）Ud为负值2）需要一个反向电动势逆变角β：5.4.2三相半波整流电路的有源逆变工作状态靠电动势EM维持其导通5.4.2三相半波整流电路的有源逆变工作状态

9、5.2.3逆变失败与最小逆变角逆变时若换相失败，使电路由逆变状态进入整流状态，输出电压变成正值，使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，——逆变失败（逆变颠覆）1.逆变失败的原因（1）触发电路不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相（2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通（3）交流电源缺相或突然消失.（4）换相的裕量角不足，引起换相失败5.2.3逆变失败与最小逆变角逆变角再次减小5.2.3逆变失败与最小逆变角

10、最小逆变角的限制5.2.3逆变失败与最小逆变角2.确定最小逆变角βmin的依据逆变时允许采用的最小逆变角β应等于βmin=δ+γ+θ′δ:晶闸管的关断时间tq折合的电角度，随电流定额及是否快速型而不同。tq大的可达200～300us，折算到电角度约4～5；γ：换相重叠角，随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。可从整流电路中导出的公式求得：5.2.3逆变失败与最小逆变角5.2.3逆变失败与最小逆变角考虑到：若：安全余量，一般取10oβ的最小值一般取30o-35o在设计逆变电路时，触发电路必须确保β

11、不小于最小逆变角5.2.3逆变失败与最小逆变角5.5PWM整流电路前面以晶闸管为基础的整流电路称为相控整流电路，采用的移相控制技术。PWM整流电路显然是以PWM为控制基础的整流电路将逆变技术中的PWM应用到整流电路中就构成了PWM整流电路5.5.1传统整流电路存在的问题由于交流电能大多数来自公共电网，因而整流电路是公共电网与电力电子装置的接口电路，其性能将影响电网的运行和电能质量。在传统整流电路中，交流输入电压为正弦波，而输入电流却是非正弦波。如目前应用于微机和家电的小容量开关电源普遍采用不控整流加

12、电容滤波的方案，如下图所示，只有整流桥输出电压高于电容电压时，才会有输入电流，交流输入电流非正弦。直流输出电压只与交流输入电压有关但不能调控。得到输出可控直流电压的方案之一：相控整流单相相控整流电路输出电压波形脉动很大，需要很大的滤波器才能得到平稳的直流电压输出电压较低时电源功率因数低，交流电源输入电流中仍含有大量的谐波电流（电网电压畸变，危害通信线路等）5.5.1传统整流电路存在的问题功率因数λ定义为有功功率P和视在功率S的比值：正弦电路功率因数是由电压和电流的相位