换流器的工作原理分解课件.ppt

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1、换流器的工作原理2.1概述图2-1三相桥式换流器的原理结线图上半桥下半桥为了阐明基本原理，采取下列假定条件：三相交流电源的电动势是对称的正弦波，频率恒定；交流电网的阻抗也是对称的，而且忽略不计换流变压器的激磁导纳；直流侧平波电抗器具有很大的电感，使直流侧电流经滤波后波形是平直的，没有纹波；阀的特性是理想的，即通态正向压降和断态漏电流小到可以忽略不计；六个桥阀以1/6周期的等相位间隔依次轮流触发。2.2单桥整流器的工作原理图2-2单桥整流器的等值电路图交流系统三相等值电势交流系统每相等值电感2.2.1换相过程如果以系统等值电动势的矢量作为基准，则电源相电动势的瞬时值为

2、其中，E为电源线电动势的有效值。(2-1)则相应的线电动势为：(2-2)可以从阀5和阀6导通，其余各阀阻断的状态开始，并且假定整流器向直流线路输出的直流电流为，这时，整流器实际导通的电路为：图2-3阀5和阀6导通时的电路假定触发角为，则在阀1触发开通的瞬间，实际导通的电路变为图2-4。图2-4阀5和阀1换相时的实际电路此时，阀5、6、1都导通了，等值电路如图2-5所示。图2-5阀5和阀1换相时的等值电路在分析换流器各组阀导通状态转换过程时，一个基本原则是：在导通或关断瞬间，通过电感的电流是连续的，不会突变。在等值电路中有：由于，所以的方向是从a点流向c点，因此：代入

3、式（2-3），可得：(2-3)(2-4)(2-5)整理后，得：求积分后，得：式中，--从电源到桥之间的每相等值电抗；交流系统在换流器交流端两相短路时，短路电流强制分量的幅值；A--积分常数。(2-6)(2-7)在时，电路从一组阀（阀5和阀6）导通改变成另一组阀（阀5、阀6和阀1）导通的瞬间，电流不会突变，即：(2-8)所以式（2-7）中的积分常数：将式（2-8）代入式（2-7）中即得：由式（2-9）可知：实际上是阀1开通时，交流系统在ca两点发生两相短路时的短路电流。式中第一、二两项分别为短路电流的自由分量和强制分量。同时(2-9)(2-10)阀1和阀5的电流

4、波形如图2-6所示。图2-6阀5和阀1换相时的电流波形μ随着的增加，电流分量将增大，因此阀1电流逐渐增大，而阀5电流逐渐减小。如果经过一定相角之后，电流增大到。即当时，从式（2-9）可得：由于阀单向导电特性的限制，不能反向，而停留在零值；此后不可能再增大，也保持为；所以当，阀5就关断。换流器电流又从三个阀（5，6和1）导通状态改变位两个阀（6和1）导通的状态，如图2-7所示。(2-11)(2-12)μ图2-7阀6和阀1导通时的实际电路几个名词：换相过程：从阀1开通瞬间到阀5关断瞬间，直流电流从c相流经阀5转移到从a相流经阀1的过程；换相电流：电流；由上面的分析可知

5、，直流输电的换流器是借助于交流电网所提供的短路电流来实现换相的。换相电抗：换相电流所流经的回路中每相等值电抗；换相角：换相过程所经历的相位角由式（2-11）可得：(2-13)μ当换相角大小变化时，换流器在工作中同时导通的桥阀数目将不相同。如图2-8所示。换流器在正常工作情况下，一般。在这种情况下，非换相期间有2个阀导通，换相期间有3个阀导通，而且2个和3个阀导通的状态是交替出现的，这种工作方式简称2-3方式。图2-8换相角的大小和换流器工作过程中同时导通的桥阀数的关系2.2.2整流器的直流电压和换相压降1.整流器工作在滞后角和换相角的情况六脉动图2-9整流器工作在情

6、况下的电压波形整流器的直流电压在一周之中是由六段相同的正弦曲线段组成的，求其平均值时，只要取其中的一段计算。假定基准纵轴Y-Y位于处，则曲线的纵坐标可用表示。在从到间隔内，这段曲线下的面积为：将除以即可得情况下的直流电压平均值此电压称为无相控的理想空载直流电压。(2-14)(2-15)各个阀电流和交流侧电流波形如图2-10所示。图2-10整流器工作在情况下的电流波形2.整流器工作在滞后角和换相角的情况图2-11整流器工作在情况下的电压波形直流电压有缺口同理，可取一周中的1/6波形来计算直流电压平均值，但积分的上下限不同。取平均，即可求得在此情况下的直流电压的平均值

7、此电压称为有相控的理想空载直流电压。(2-16)(2-17)3.整流器工作在有相控且有负载的情况（）图2-12整流器工作在情况下的电压波形解释：在换相角之内，由于阀5和阀1换相，换流器交流端ca两相短路，线电压全部降落在这两相的换相电抗上，每相的降落各为的一半，所以这时m点的电位处于和两曲线之间的中点上，即如图2-12(a)中AB一段粗曲线所示。n点对中性点的电压为，所以直流电压为：(2-18)直流电压的平均值可以从间隔为60°的一段曲线下的面积求取平均值求得，这时曲线下的面积又比时的小了一块由换相过程引起的缺口，因此根据图2-12(a)可以求出(2-19)