有源逆变电路.ppt

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1、一、逆变的概念逆变：把直流电变成交流电的过程。逆变UPS3.5有源逆变电路逆变分类DC—AC有源逆变无源逆变AC—DC—AC直流电交流电电网直流电交流电负载逆变类型对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于有源逆变，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路。二、有源逆变工作原理1.能量关系UdM可用两个电源相连来反映问题二、有源逆变工作原理1.能量关系Ud:施能E:受能R：耗能整流短路有源逆变反极性相连，相当于两个电源串联短路，应避免Ud:受能E:施能R：耗能UdER+_+_IUdER+_+_IUdER+_+_I2.有源逆变产生的条件Q掷向1：

2、αⅠ＜90°，整流工作。UdⅠ上正下负，电动机作电动运行，反电势E上正下负。Q快速掷向2：若αⅡ＜90°，UdⅡ下正上负，反电势E上正下负，两电源顺极性相连，相当于短路事故。Q掷向2：应使αⅡ＞90°，UdⅡ极性为上正下负，且使︱Ud︱＜︱E︱。此时电动机供给能量，运行在发电状态，晶闸管装置吸收能量送回电网。逆变角β=180°—αⅡ图3-25单相桥式电路的整流和逆变原理实现有源逆变的条件可归纳如下：1)变流装置的直流侧必须外接有电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源E，且E的数值要大于Ud2)变流器必须工作在β＜90°（α＞90°)区间，使Ud＜0，才能将直流功率逆变为交流功率返送电网

3、3)为了保证变流装置回路中的电流连续，逆变电路中一定要串接大电抗2、有源逆变产生的条件注意：半控桥或有续流二极管的电路，不能实现有源逆变。欲实现有源逆变，只能采用全控电路。三、有源逆变应用电路1.单相有源逆变电路（以单相全控桥接电动机负载为例）整流逆变2.三相有源逆变电路（三相半波接电动机负载）Ud=-1.17U2cosβ图3-26三相半波有源逆变电路原理图3-27三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时不同逆变角的电压波形3.5晶闸管的有源逆变工作状态四、逆变失败与最小逆变角限制1.逆变失败变流器工作在有源逆变状态时，若出现输出电压平均值与直流电源E顺极性串联，必然形成很大的短路电流流过

4、晶闸管和负载，造成事故。这种现象称为逆变失败，或称为逆变颠覆。3.5晶闸管的有源逆变工作状态2.造成逆变失败的原因：(1)触发电路工作不可靠。不能适时、准确地给各晶闸管分配触发脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等。(2)晶闸管发生故障。器件失去阻断能力，或器件不能导通。(3)交流电源异常。在逆变工作时，电源发生缺相或突然消失而造成逆变失败。(4)换相裕量角不足，引起换相失败。应考虑变压器漏抗引起的换相重叠角、晶闸管关断时间等因素的影响。为防止逆变失败，应限制最小逆变角3.5晶闸管的有源逆变工作状态3.最小逆变角β确定的方法最小逆变角β的大小要考虑以下因素：(1)换相重叠角γ（15°～25°）(

5、2)晶闸管关断时间tq所对应的电角度δ：约4°～6°(3)安全裕量角θ′：一般取θ′为10°左右综上所述，最小逆变角为：3.5晶闸管的有源逆变工作状态换相重叠角的影响：图3-28交流侧电抗对逆变换相过程的影响当b>g时，换相结束时，晶闸管能承受反压而关断。如果bgiVT1iVTiVT3iVTiVT322ik=ib是逐渐增大的，而iα=Id-ik是逐渐减小的。当ik增大到等于Id时，iα=0，V

6、T1关断,换流过程结束。3.6变压器漏感抗对整流电路的影响考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响，该漏感可用一个集中的电感LB表示。现以三相半波为例，然后将其结论推广。VT1换相至VT2的过程：因α、b两相均有漏感，故iα、ib均不能突变。于是VT1和VT2同时导通，相当于将α、b两相短路，在两相组成的回路中产生环流ik。图3-29考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形udidwtOwtOgiciαibiciαIduαubucα3.6变压器漏感对整流电路的影响换相重叠角——换相过程持续的时间，用电角度g表示。换相过程中，整流电压ud为同时导通的两个晶闸管所对应的两个相电压的平均

7、值。换相压降——与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值降低的多少。换相重叠角g的计算由上式得：进而得出：3.6变压器漏感对整流电路的影响由上述推导过程，已经求得：当时，，于是g随其它参数变化的规律：（1）Id越大则g越大；（2）XB越大g越大；（3）当α≤90时，越小g越大。3.6变压器漏感对整流电路的影响变压器漏抗对各种整流电路的影响②电路形式单相全波单相全控桥三相半波三相全控桥m脉波整流电路①各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算注：①单