第四章 有源逆变电路.ppt

第四章 有源逆变电路 ;重点和要求;;逆变（Invertion）——把直流电转变成交流电，整流的逆过程。 逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路。 有源逆变电路——交流侧接在交流电网上，电网成为负载，在运行中将直流电能变换为交流电能并回送到电网中去。 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——交流侧不与电网联接，而直接接到负载，在运行中将直流电能变换为某一频率或可调频率的交流电能供给负载。将在第8章介绍。;第一节 ??变的概念;图(a)中：M电动运转，EG＞EM;M 输出电能，G 吸收电能,M的机械能转变为电能反送给G。;G和M均输出电能，输出的电能全部消耗在电阻R上。若电阻值很小，电路中的电流必然很大；若R=0，则形成G、M短路。 ;综上所述，可得出以下结论：  (1) 两电动势源同极性相连，电流从高电势流向低电势，电流大小取决于两个电势之差与回路总电阻的比值。若回路电阻很小，很小的电势差也可形成较大的电流，使两电动势源之间发生较大能量的交换。（EM≈EG ，Id的大小取决于负载）  (2) 电流从电源的正极流出，该电源输出电能；而电流从电源的正极流入，该电源吸收电能。电源输出或吸收功率的大小由电势与电流的乘积来决定。 （ EG ﹥ EM,整流； EG ﹤ EM ：逆变 ）  (3) 两个电源反极性相连，如果电路的总电阻很小，将形成电源间的短路， 应当避免发生这种情况。 ;三、 有源逆变产生的条件 单相双半波电路代替上述发电机给电动机供电;产生有源逆变的条件：;必须指出： 半控桥或有续流二极管的电路，因其不允许直流侧出现负 极性的电动势,整流电压ud也不能出现负值，故不能实现 有源逆变。（欲实现有源逆变，只能采用全控电路）;第二节 三相有源逆变电路 ;2.逆变角的概念： 为实现逆变，需一反向的EM ，而Ud因a﹥π/2已自动变为负值，满足逆变条件。因而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 π/2时的控制角用π- ? =β表示，β称为逆变角。 整流状态：α＜π/2， 相应的β＞π/2； 逆变状态：α＞π/2， 而β＜π/2。 ;第二节 三相有源逆变电路 ;;图(a)所示:α=30°时依次触发晶闸管，其输出电压波形如图黑实线所示。因负载接有大电感，故电流连续。;若此时电动机端电势已反向，下正上负，控制角α=150°，依次触发晶闸管。;如图(b)中黑实线所示： 当π/2﹤α﹤π时，输出电压瞬时值ud在整个周期内有正有负或者全部为负，负电压面积总是大于正面积，输出电压的平均值Ud为负值，极性下正上负。;;变流器中的晶闸管，无论在整流或是逆变状态，其关断时承受的正向或反向电压峰值均应为线电压的峰值。 整流状态:晶闸管关断时主要承受反向电压； 逆变状态：晶闸管关断时主要承受正向电压。;逆变时，其输出电压平均值的计算公式可改写成： ;第三节 逆变失败与最小逆变角的限制;1. 触发电路工作不可靠 触发电路不能适时、准确地供给各晶闸管触发脉冲，造成脉冲丢失或延迟以及触发功率不够，均可导致换流失败。一旦晶闸管换流失败，势必形成一只元件从承受反向电压导通延续到承受正向电压导通，Ud反向后将与ED顺向串联，出现逆变颠覆。;2. 晶闸管出现故障 晶闸管出现故障，在应该关断的时候丧失了关断能力，而应该导通的时候却无法导通。也将导致电路的逆变失败。 ;3. 交流电源出现异常 从逆变电路电流公式 ;★4. 电路换相时间不足 有源逆变电路的控制电路在设计时，应充分考虑变压器漏电感对晶闸管换流的影响以及晶闸管由导通到关断存在着关断时间的影响，否则会由于逆变角β太小造成换流失败，导致逆变颠覆的发生。 以共阴极三相半波电路为例， 分析由于β太小而对逆变电路产生的影响。 ;换相重叠角对逆变的影响：;结论：;有源逆变时允许采用的最小逆变角b 应等于 bmin=d +g+q′ ;因为换相重叠角γ满足：;第五节 有源逆变电路应用举例;第五节 有源逆变电路应用举例;2.工作原理：可逆→四象限运行;单看1号变流（假设2号变流不存在）;Ⅱ象限：;Ⅱ象限：;Ⅲ象限：;Ⅳ象限：;两组变流器的反并联可逆线路;3.控制策略：;两套变流装置反并联连接的可逆电路的相关结论：; 本 章 小 结;;答：逆变运行时，一旦发生换流失败，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为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。 防止