第4章 有源逆变电路.ppt

第4章有源逆变电路
逆变的概念
三相有源逆变电路
逆变失败与最小逆变角的限制
逆变工作状态时的直流电动机机械特性
有源逆变电路应用举例
变流装置的功能指标
变流装置的触发电路
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本章内容:
有源逆变电路的工作原理及实施逆变的条件,逆变颠覆及防止措施。触发脉冲与主回路电压的同步,移相工作原理。
学习要点:
掌握有源逆变电路的工作状态及实施逆变的条件,逆变状态时的能量分析及其物理概念;掌握三相桥式逆变电路对触发脉冲的要求,逆变颠覆及防止措施。掌握触发脉冲与主回路电压的同步问题,移相工作原理及移相范围,了解集成触发器的工作原理及应用。
本章学习内容与学习要点
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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。
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8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。
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逆变的概念
2) 直流发电机—电动机系统电能的流转
图4-1 直流发电机—电动机之间电能的流转
a)两电动势同极性EG >EM
b)两电动势同极性EM >EG c)两电动势反极性,形成短路
电路过程分析。
两个电动势同极性相接时,电流总是从电动势高的流向低的,回路电阻小,可在两个电动势间交换很大的功率。
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逆变的概念
3) 逆变产生的条件
单相全波电路代替上述发电机
图4-2 单相全波电路的整流和逆变
交流电网输出电功率
电动机输出电功率
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
d
=
i
VT
+
i
VT
1
2
i
d
=
i
VT
+
i
VT
1
2
i
VT
1
i
VT
2
i
VT
1
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逆变的概念
从上述分析中,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。
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三相有源逆变电路
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。
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三相有源逆变电路
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4-3所示。
图4-3 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形
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
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三相有源逆变电路
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
(4-1)
每个晶闸管导通2p/3,故流过晶闸管的电流有效值为:
(4-2)
从交流电源