有源逆变电路【专业教学】.ppt
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1、2.7 整流电路的有源逆变工作状态,2.7.1 逆变的概念 2.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作状态 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制,5-1,优选知识,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。,2.7.1 逆变的概念,1) 什么是逆变?为什么要逆变?,5-2,优选知识,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
2、工作在整流状态又工作在逆变状态,称为变流电路。,5-3,优选知识,同极性EG EM 同极性EM EG 反极性,形成短路,2) 直流发电机电动机系统电能的流转,5-4,优选知识,交流电网输出电功率,电动机输出电功率,3) 逆变产生的条件 单相全波电路代替上述发电机,5-5,优选知识,a),b),u,10,u,d,u,20,u,10,a,O,O,w,t,w,t,I,d,i,d,U,d,E,M,u,10,u,d,u,20,u,10,O,O,w,t,w,t,I,d,i,d,U,d,E,M,a,i,VT,1,i,VT,2,i,VT,2,i,VT,1,i,VT,2,i,VT,1,5-6,优选知识,从上述分
3、析中,可以归纳出产生逆变的条件有二:,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。 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。,5-7,优选知识,2.7.2三相桥整流电路的有源逆变工作状态,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。,5-8,优选知识,逆变角b,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
4、小自b =0的起始点向左方计量。,5-9,优选知识,逆变状态的晶闸管导通角是: 单相电路:180 三相逆变电路:120 逆变电路的数量关系: 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,5-10,优选知识,5-11,优选知识,有源逆变状态时各电量的计算:,输出直流电流的平均值亦可用整流的公式,即,输出平均电压:,5-12,优选知识,有源逆变状态时各电量的计算:,每个晶闸管导通2p/3,故流过晶闸管的电流有效值为:,从交流电源送到直流侧负载的有功功率为:,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。,5-13,优选知识,有源逆变状态时各电量的计
5、算:,在三相桥式电路中,变压器二次侧线电流的有效值为:,5-14,优选知识,2.7.3逆变失败与最小逆变角的限制,逆变失败(逆变颠覆),逆变时,一旦换相失败,外接直流电源就会通过晶闸管电路短路,或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联,形成很大短路电流。,5-15,优选知识,2.7.3逆变失败与最小逆变角的限制,触发电路工作不可靠,不能适时、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。 晶闸管发生故障,该断时不断,或该通时不通。 交流电源缺相或突然消失。 变压器漏抗的影响,换相的裕量角不足,引起换相失败。,1) 逆变失败的原因,5-16,优选知识,u,d,
6、u,a,u,b,u,c,O,w,t,O,w,t,u,G,脉冲丢失,脉冲延时,u,d,u,a,u,b,u,c,O,w,t,O,w,t,u,G,5-17,优选知识,u,d,u,a,u,b,u,c,O,w,t,O,w,t,u,G,晶闸管发生故障,交流电源缺相自行分析,5-18,优选知识,考虑变压器漏抗换相重叠角的影响:,5-19,优选知识,考虑变压器漏抗换相重叠角的影响:,当b g 时,换相结束时,晶闸管能承受反压而关断。,如果b g 时(从右下角的波形中可清楚地看到),该通的晶闸管(VT2)会关断,而应关断的晶闸管(VT1)不能关断,最终导致逆变失败。,5-20,优选知识,2) 最小逆变角bmin
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