电力电子应用技术第4版王楠第2章节整流电路2章节.ppt

目 录 2.4 整流电路的有源逆变工作状态 2.5 整流电路的换相压降、外特性和直流电动机的机械特性 2.6 晶闸管触发电路 2.7 整流电路的谐波和功率因数 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，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 有源逆变电路——交流侧和电网连结 － 应用：直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等 无源逆变电路——变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，将在第5章介绍 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。 逆变的概念 2. 直流发电机—电动机系统电能的流转 有源逆变产生的条件 逆变产生的条件 单相全波电路代替上述发电机 有源逆变产生的条件 从上述分析中，可以归纳出产生逆变的条件有二： （1）有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压。 （2）晶闸管的控制角? /2，使Ud为负值。 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。 逆变角β及逆变电压的计算 逆变和整流的区别：控制角 ? 不同 0? p /2 时，电路工作在整流状态。 p /2 ? p时，电路工作在逆变状态。 可沿用整流的办法来处理逆变时有关波形与参数计算等各项问题。 把a p /2时的控制角用p- ? = b表示，b 称为逆变角。 逆变角b和控制角a的计量方向相反，其大小自b =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所示。 有源逆变状态时各电量的计算： Ud= -2.34U2cos b = -1.35U2Lcos b 输出直流电流的平均值亦可用整流的公式，即 Id= 每个晶闸管导通2p/3，故流过晶闸管的电流有效值为（忽略直流电流id的脉动） IVT= =0.577Id 从交流电源送到直流侧负载的有功功率为 Pd=R Id2+EMId 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。 在三相桥式电路中，变压器二次侧线电流的有效值为 I2= IVT = Id =0.816 Id 逆变失败与最小逆变角的限制 1.逆变失败（逆变颠覆）的原因 逆变失败与最小逆变角的限制 2.换相重叠角的影响： 逆变失败与最小逆变角的限制 3. 确定最小逆变角bmin的依据 逆变时允许采用的最小逆变角b 应等于 bmin=d +g+q′ 逆变失败与最小逆变角的限制 g —— 换相重叠角的确定： 查阅有关手册 举例如下： 参照整流时g 的计算方法 Cos Cos（ ）= （2-110） 根据逆变工作时 ，并设 ，上式 可改写成cos g =1 （2-111） 这样， bmin一般取30?~35?。 3. 直流可逆电力拖动系统 晶闸管直流电动机系统——晶闸管可控整流装置带直流电动机负载组成的系统。 是电力拖动系统中主要的一种，也是可控整流装置的主要用途之一。 对该系统的研究包括两个方面： 其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况。 其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本节主要从第二个方面进行分析 。 直流可逆电力拖动系统 直流可逆电力拖动系统 两套变流装置反并联连接的可逆电路（图2-43和44）的相关概念和结论： 环流是指只在两组变流器之间流动而不经过负载的电流。 电动机正向运行时由正组变流器供电的；反向运行时，则由反组变流器供电。 根据对环流的不同处理方法，反并联可逆电