电力电子技术第3章 整流电路-3.7.ppt

* 3.7 整流电路的有源逆变工作状态 3.7.1 逆变的概念 3.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作状态 3.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制 3.7.1 逆变的概念 ■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 有源逆变 无源逆变 交流侧和电网连结 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 ◆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 a）两电动势同极性EGEM b）两电动势同极性EMEG c）两电动势反极性，形成短路 ■直流发电机—电动机系统电能的流转 ◆M作电动运转，EGEM，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。 ◆回馈制动状态中，M作发电运转，EMEG，电流反向，从M流向G， M轴上输入的机械能转变为电能反送给G。 ◆两电动势顺向串联，向电阻R供电，G和M均输出功率，由于R一般都很小，实际上形成短路，在工作中必须严防这类事故发生。 * 3.7.1 逆变的概念 a）两电动势同极性EGEM b）两电动势同极性EMEG c）两电动势反极性，形成短路 ◆两个电动势同极性相接时，电流总是从电动势高的流向电动势低的，由于回路电阻很小，即使很小的电动势差值也能产生大的电流，使两个电动势之间交换很大的功率。 * 3.7.1 逆变的概念 E M ■逆变产生的条件 ?电动机M作电动机运行，全波电路应工作在整流状态，?的范围在0~?/2间，直流侧输出Ud为正值，并且UdEM，交流电网输出电功率，电动机则输入电功率。 u u u a) b) u 10 u d u 20 u 10 a O O wt I d i d U d E M 10 u d 20 10 O O I d i d U d a VT 1 VT 2 VT 2 i d = i VT + i VT 1 2 i d = i VT + i VT 1 2 i VT 1 i VT 2 i VT 1 i i i wt wt wt * 3.7.1 逆变的概念 ?电动机M作发电回馈制动运行，由于晶闸管器件的单向导电性，电路内Id的方向依然不变， 而M轴上输入的机械能转变为电能反送给G，只能改变EM的极性，为了避免两电动势顺向串联，Ud的极性也必须反过来，故?的范围在?/2~?，且|EM||Ud|。 * E M u u u a) b) u 10 u d u 20 u 10 a O O wt I d i d U d E M 10 u d 20 10 O O I d i d U d a VT 1 VT 2 VT 2 i d = i VT + i VT 1 2 i d = i VT + i VT 1 2 i VT 1 i VT 2 i VT 1 i i i wt wt wt 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。（使晶闸管能承受正向电压而导通） ?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。 ◆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 ■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。 u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u a u b u c u a u b u c u a u b u c u a u b u 2 u d w t O w t O b = p 4 b = p 3 b = p 6 b = p 4 b = p 3 b = p 6 w t 1 w t 3 w t 2 ? 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 = -2.34U2cos? = -1.35U2Lcos? ◆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