最新第3章整流电路的有源逆变素材PPT课件.ppt

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1、第3章整流电路的有源逆变素材3.7.1逆变的概念■1、什么是逆变？为什么要逆变？◆逆变（invertion）：把直流电转变成交流电的过程。◆逆变电路：把直流电逆变成交流电的电路。☞当交流侧和电网连结时，为有源逆变电路。☞变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为无源逆变。◆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。3.7.1逆变的概念2、直流发电机—电动机之间电能的流转图3-46直流发电机—电动机之间电能的流转a）两电动势同

2、极性EG>EM■直流发电机—电动机系统电能的流转◆M作电动运转，EG>EM，电流Id从G流向M，电能由G流向M，转变为M轴上输出的机械能。3.7.1逆变的概念◆产生逆变的条件☞要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。☞要求晶闸管的控制角>/2，使Ud为负值。☞两者必须同时具备才能实现有源逆变。不能产生有源逆变的电路：半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能实现有源逆变，欲实现有源逆变，只能采用全控电路。3.7.2三相桥整流电路的有源逆变工作状态uabuacubcubauca

3、ucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcuaubucuaubucuaubucuaubu2udwtOwtOb=p4b=p3b=p6b=p4b=p3b=p6wt1wt3wt2图3-48三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形■逆变角◆通常把>/2时的控制角用-=表示，称为逆变角。◆的大小自=0的起始点向左方计量。◆三相桥式电路工作于有源逆变状态，不同逆变角时的输出电压波形及晶闸管两端电压波形如图3-48所示。3.7.2三相桥整流电路的有源逆变工作状态■基本的数量关系◆三相桥式电路的输出电压Ud=-2.3

4、4U2cos=-1.35U2lLcos◆输出直流电流的平均值◆流过晶闸管的电流有效值◆从交流电源送到直流侧负载的有功功率为◆变压器二次侧线电流的有效值当逆变工作时，由于EM为负值，故Pd一般为负值，表示功率由直流电源输送到交流电源。(3-105)(3-106)(3-107)(3-108)3.7.3逆变失败与最小逆变角的限制■逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败，或称为逆变颠覆。■逆变失败的原因◆1）触发电路工作不可靠，不能

5、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。3.7.3逆变失败与最小逆变角的限制udOOidwtwtuaubucuaubpbgbgiVT1iVTiVT3iVTiVT322◆考虑变压器漏抗引起重叠角对逆变电路换相的影响☞以VT3和VT1的换相过程来分析，在>时，经过换相过程后，a相电压ua仍高于c相电压uc，所以换相结束时，能使VT3承受反压而关断。☞当<时，换相尚未结束，电路的工作状态到达自然换相点p点

6、之后，uc将高于ua，晶闸管VT1承受反压而重新关断，使得应该关断的VT3不能关断却继续导通，且c相电压随着时间的推迟愈来愈高，电动势顺向串联导致逆变失败。☞为了防止逆变失败，不仅逆变角不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。图3-49交流侧电抗对逆变换相过程的影响3.7.3逆变失败与最小逆变角的限制udOOidwtwtuaubucuaubpbgbgiVT1iVTiVT3iVTiVT322图3-49交流侧电抗对逆变换相过程的影响udOOidwtwtubucuaubucpbgbgiVT2iVTiVT1iVTiVT133图3-49交

7、流侧电抗对逆变换相过程的影响ua3.7.3逆变失败与最小逆变角的限制■确定最小逆变角min的依据◆逆变时允许采用的最小逆变角应等于：☞为晶闸管的关断时间tq折合的电角度,约4~5☞为换相重叠角，可查阅相关手册，也可根据表3-2计算，即：根据逆变工作时=-，并设=，上式可改写成：☞'为安全裕量角，主要针对脉冲不对称程度（一般可达5），约取为10。◆设计逆变电路时，必须保证，因此常在触发电路中附加一保护环节，保证触发脉冲不进入小于min的区域内。(3-109)(3-110)(3