逆变失败及最小逆变角的确定课件

逆变失败及最小逆变角的确定逆变失败及最小逆变角的确定 晶闸管变流器工作在逆变状态下，如果当某种原因使晶闸晶闸管变流器工作在逆变状态下，如果当某种原因使晶闸晶闸管变流器工作在逆变状态下，如果当某种原因使晶闸晶闸管变流器工作在逆变状态下，如果当某种原因使晶闸管换相失败，本来在负半波导通的晶闸管会一直导通到正半波管换相失败，本来在负半波导通的晶闸管会一直导通到正半波管换相失败，本来在负半波导通的晶闸管会一直导通到正半波管换相失败，本来在负半波导通的晶闸管会一直导通到正半波，使输出电压极性反过来，使输出电压极性反过来，使输出电压极性反过来，使输出电压极性反过来，UdUd和和和和E E变成反极性相连，此时电路变成反极性相连，此时电路变成反极性相连，此时电路变成反极性相连，此时电路电流会非常大，从而造成短路事故。电流会非常大，从而造成短路事故。电流会非常大，从而造成短路事故。电流会非常大，从而造成短路事故。逆变失败 晶闸管变流器工作在逆变状态下，如果当某种原因使交流电源方面的原因触发电路的原因最小逆变角的确定限制最小逆变角的常用方法晶闸管本身的原因逆变失败逆变失败的原因最小逆变角的交流电源方面的原因触发电路 如果运行当中发生电源缺相，则与该相连接的晶闸管无法如果运行当中发生电源缺相，则与该相连接的晶闸管无法如果运行当中发生电源缺相，则与该相连接的晶闸管无法如果运行当中发生电源缺相，则与该相连接的晶闸管无法导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电压的导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电压的导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电压的导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电压的正半波，从而造成逆变器电压正半波，从而造成逆变器电压正半波，从而造成逆变器电压正半波，从而造成逆变器电压U Ud d与电机电动势与电机电动势与电机电动势与电机电动势E E反极性连接而反极性连接而反极性连接而反极性连接而短路，使换相失败。短路，使换相失败。短路，使换相失败。短路，使换相失败。交流电源方面的原因交流电源方面的原因电源缺相或一相熔丝熔断电源缺相或一相熔丝熔断电源缺相或一相熔丝熔断电源缺相或一相熔丝熔断 如果运行当中发生电源缺相，则与该相连接的晶闸管电源突然断电电源突然断电电源突然断电电源突然断电交流电源方面的原因交流电源方面的原因 一般情况下电动机因惯性作用无法立即停车，反电动势一般情况下电动机因惯性作用无法立即停车，反电动势一般情况下电动机因惯性作用无法立即停车，反电动势一般情况下电动机因惯性作用无法立即停车，反电动势也不会在瞬间为零，在也不会在瞬间为零，在也不会在瞬间为零，在也不会在瞬间为零，在E E的作用下晶闸管继续导通。由于回的作用下晶闸管继续导通。由于回的作用下晶闸管继续导通。由于回的作用下晶闸管继续导通。由于回路电阻一般都较小，电流很大，会造成逆变失败。路电阻一般都较小，电流很大，会造成逆变失败。路电阻一般都较小，电流很大，会造成逆变失败。路电阻一般都较小，电流很大，会造成逆变失败。电源突然断电交流电源方面的原因 一般情况下电晶闸管快熔烧断晶闸管快熔烧断晶闸管快熔烧断晶闸管快熔烧断交流电源方面的原因交流电源方面的原因 如果运行当中发生快熔烧断，则与该相连接的晶闸管无如果运行当中发生快熔烧断，则与该相连接的晶闸管无如果运行当中发生快熔烧断，则与该相连接的晶闸管无如果运行当中发生快熔烧断，则与该相连接的晶闸管无法导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电法导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电法导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电法导通，使参与换相的晶闸管无法换相而继续工作到相应电压的正半波，使换相失败。压的正半波，使换相失败。压的正半波，使换相失败。压的正半波，使换相失败。晶闸管快熔烧断交流电源方面的原因 如果运行当中交流电源方面的原因交流电源方面的原因电压不稳，波动很大电压不稳，波动很大交流电源方面的原因电压不稳，波动很大触发脉冲丢失触发脉冲丢失 在正常工作条件下，在正常工作条件下，在正常工作条件下，在正常工作条件下，u ug1g1、u ug2g2、u ug3g3触发脉冲触发脉冲触发脉冲触发脉冲间隔间隔间隔间隔120120，轮流触发，轮流触发，轮流触发，轮流触发VTVT1 1、VTVT2 2、VTVT3 3晶闸管。晶闸管。晶闸管。晶闸管。t1t1时刻时刻时刻时刻u ug1g1触发触发触发触发VTVT1 1晶闸管，在此之前晶闸管，在此之前晶闸管，在此之前晶闸管，在此之前VTVT3 3已导通，由已导通，由已导通，由已导通，由于此时于此时于此时于此时u uU U虽为零值，但虽为零值，但虽为零值，但虽为零值，但u uWW为负值，因而为负值，因而为负值，因而为负值，因而VTVT1 1承受承受承受承受u uUWUW正向电压而导通，正向电压而导通，正向电压而导通，正向电压而导通，VTVT3 3关断。到达关断。到达关断。到达关断。到达t2t2时刻，在时刻，在时刻，在时刻，在正常情况下应该有正常情况下应该有正常情况下应该有正常情况下应该有u ug2g2触发信号触发触发信号触发触发信号触发触发信号触发VTVT2 2导通，导通，导通，导通，VTVT1 1关断。关断。关断。关断。触发脉冲丢失 在正常工作条件下，ug1、ug2、假如由于某种原因假如由于某种原因假如由于某种原因假如由于某种原因u ug2g2丢失，丢失，丢失，丢失，VTVT2 2虽然承受虽然承受虽然承受虽然承受u uUWUW正相电正相电正相电正相电压，但因无触发信号不能导通，因而压，但因无触发信号不能导通，因而压，但因无触发信号不能导通，因而压，但因无触发信号不能导通，因而VTVT1 1就无法关断，继续就无法关断，继续就无法关断，继续就无法关断，继续导通到正半波结束。输出电压导通到正半波结束。输出电压导通到正半波结束。输出电压导通到正半波结束。输出电压U Ud d极性变成上正下负，和极性变成上正下负，和极性变成上正下负，和极性变成上正下负，和E E反反反反极性相连，造成短路事故，逆变失败。极性相连，造成短路事故，逆变失败。极性相连，造成短路事故，逆变失败。极性相连，造成短路事故，逆变失败。触发脉冲丢失触发脉冲丢失 假如由于某种原因ug2丢失，VT2虽然承受uU 本应在本应在本应在本应在t1t1时刻触发时刻触发时刻触发时刻触发VTVT2 2管，关断管，关断管，关断管，关断VTVT1 1管，进行正常换管，进行正常换管，进行正常换管，进行正常换相，但是，由于脉冲延迟至相，但是，由于脉冲延迟至相，但是，由于脉冲延迟至相，但是，由于脉冲延迟至t2t2时刻才出现，此时时刻才出现，此时时刻才出现，此时时刻才出现，此时VTVT2 2承受承受承受承受反向电压，因而不满足导通条件，反向电压，因而不满足导通条件，反向电压，因而不满足导通条件，反向电压，因而不满足导通条件，VTVT2 2不导通，不导通，不导通，不导通，VTVT1 1继续导继续导继续导继续导通，直至导通至正半波，形成短路，造成逆变失败。通，直至导通至正半波，形成短路，造成逆变失败。通，直至导通至正半波，形成短路，造成逆变失败。通，直至导通至正半波，形成短路，造成逆变失败。触发脉冲分布不均匀触发脉冲分布不均匀 本应在t1时刻触发VT2管，关断VT1管，逆变角逆变角太小太小 如果触发电路没有保护措施，在移相控制时，如果触发电路没有保护措施，在移相控制时，如果触发电路没有保护措施，在移相控制时，如果触发电路没有保护措施，在移相控制时，角角角角太小也可能造成逆变失败。由于整流变压器存在漏抗，太小也可能造成逆变失败。由于整流变压器存在漏抗，太小也可能造成逆变失败。由于整流变压器存在漏抗，太小也可能造成逆变失败。由于整流变压器存在漏抗，换相时电流不能突变，换相电流换相时电流不能突变，换相电流换相时电流不能突变，换相电流换相时电流不能突变，换相电流关断晶闸管的电流从关断晶闸管的电流从关断晶闸管的电流从关断晶闸管的电流从0 0到到到到I Id d和导通晶闸管的电流从和导通晶闸管的电流从和导通晶闸管的电流从和导通晶闸管的电流从I Id d到到到到0 0都不能在瞬间完成，都不能在瞬间完成，都不能在瞬间完成，都不能在瞬间完成，因此存在换相时出现两晶闸管同时导通的现象。同时导因此存在换相时出现两晶闸管同时导通的现象。同时导因此存在换相时出现两晶闸管同时导通的现象。同时导因此存在换相时出现两晶闸管同时导通的现象。同时导通的时间对应一个角度，用换相重叠角通的时间对应一个角度，用换相重叠角通的时间对应一个角度，用换相重叠角通的时间对应一个角度，用换相重叠角 表示。表示。表示。表示。逆变角太小 如果触发电路没有保护措施，在移相控逆变角逆变角太小太小逆变角太小逆变角逆变角太小太小 在正常工作的情况下，在正常工作的情况下，在正常工作的情况下，在正常工作的情况下，t1t1时该触发时该触发时该触发时该触发VTVT2 2，关，关，关，关断断断断VTVT1 1，完成，完成，完成，完成VTVT1 1到到到到VTVT2 2的换相。当的换相。当的换相。当的换相。当 ，由于，由于，由于，由于 太小，在过太小，在过太小，在过太小，在过t2t2时刻（对应时刻（对应时刻（对应时刻（对应=0=0），换相尚未结束），换相尚未结束），换相尚未结束），换相尚未结束，即，即，即，即VTVT1 1没关断。过没关断。过没关断。过没关断。过t2t2时刻时刻时刻时刻U U相电压相电压相电压相电压u uU U大于大于大于大于V V相电相电相电相电压压压压u uV V，使，使，使，使VTVT1 1管仍承受正压而继续导通。管仍承受正压而继续导通。管仍承受正压而继续导通。管仍承受正压而继续导通。VTVT2 2管导管导管导管导通短时间后又受反相电压而关断，与触发脉冲通短时间后又受反相电压而关断，与触发脉冲通短时间后又受反相电压而关断，与触发脉冲通短时间后又受反相电压而关断，与触发脉冲u ug2g2丢丢丢丢失的情况一样，造成逆变失败。失的情况一样，造成逆变失败。失的情况一样，造成逆变失败。失的情况一样，造成逆变失败。逆变角太小 在正常工作的情况下，t1时该触发 无论是整流还是逆变，晶闸管都是按一定规律关断、导通无论是整流还是逆变，晶闸管都是按一定规律关断、导通无论是整流还是逆变，晶闸管都是按一定规律关断、导通无论是整流还是逆变，晶闸管都是按一定规律关断、导通，电路处于正常工作状态。倘若晶闸管本身没有按预期的规律，电路处于正常工作状态。倘若晶闸管本身没有按预期的规律，电路处于正常工作状态。倘若晶闸管本身没有按预期的规律，电路处于正常工作状态。倘若晶闸管本身没有按预期的规律工作，就可能造成逆变失败。工作，就可能造成逆变失败。工作，就可能造成逆变失败。工作，就可能造成逆变失败。晶闸管本身的原因晶闸管本身的原因 除晶闸管本身不导通或误导通外，晶闸管连接线的松脱，除晶闸管本身不导通或误导通外，晶闸管连接线的松脱，除晶闸管本身不导通或误导通外，晶闸管连接线的松脱，除晶闸管本身不导通或误导通外，晶闸管连接线的松脱，保护器件的动作等原因也可能引起逆变失败。保护器件的动作等原因也可能引起逆变失败。保护器件的动作等原因也可能引起逆变失败。保护器件的动作等原因也可能引起逆变失败。无论是整流还是逆变，晶闸管都是按一定规律关断、由于某种原因由于某种原因由于某种原因由于某种原因VTVT3 3导通，在导通，在导通，在导通，在t2t2时刻触发时刻触发时刻触发时刻触发VTVT2 2管，此时管，此时管，此时管，此时VTVT2 2管承受管承受管承受管承受u uWUWU反向电压，所以反向电压，所以反向电压，所以反向电压，所以VTVT2 2管不会导通，而管不会导通，而管不会导通，而管不会导通，而VTVT3 3管继续导通管继续导通管继续导通管继续导通，致使逆变失败。，致使逆变失败。，致使逆变失败。，致使逆变失败。晶闸管本身的原因晶闸管本身的原因 由于某种原因VT3导通，在t2时刻触发VT2 由于整流变压器存在漏抗，使晶闸管在换相时存由于整流变压器存在漏抗，使晶闸管在换相时存由于整流变压器存在漏抗，使晶闸管在换相时存由于整流变压器存在漏抗，使晶闸管在换相时存在换相重叠角在换相重叠角在换相重叠角在换相重叠角。在此期间，要换相的两只晶闸管都。在此期间，要换相的两只晶闸管都。在此期间，要换相的两只晶闸管都。在此期间，要换相的两只晶闸管都导通，如果导通，如果导通，如果导通，如果,u uV V，晶闸管，晶闸管，晶闸管，晶闸管VTVT2 2关不断，关不断，关不断，关不断，VTVT1 1不能导通，就会使逆变失败。不能导通，就会使逆变失败。不能导通，就会使逆变失败。不能导通，就会使逆变失败。值随值随值随值随电路形式、工作电流的大小不同而不同，一般选取电路形式、工作电流的大小不同而不同，一般选取电路形式、工作电流的大小不同而不同，一般选取电路形式、工作电流的大小不同而不同，一般选取15152525电角度。电角度。电角度。电角度。换相重叠角 由于整流变压器存在漏抗，使晶闸管在换相时存换相最小逆变角的确定最小逆变角的确定 为保证逆变能正常工作，使晶闸管的换相能在为保证逆变能正常工作，使晶闸管的换相能在为保证逆变能正常工作，使晶闸管的换相能在为保证逆变能正常工作，使晶闸管的换相能在电压负半波换相区之内完成换相，触发脉冲必须超电压负半波换相区之内完成换相，触发脉冲必须超电压负半波换相区之内完成换相，触发脉冲必须超电压负半波换相区之内完成换相，触发脉冲必须超前一定的角度给出，也就是说，对逆变角前一定的角度给出，也就是说，对逆变角前一定的角度给出，也就是说，对逆变角前一定的角度给出，也就是说，对逆变角 必须要必须要必须要必须要有严格的限制。有严格的限制。有严格的限制。有严格的限制。最小逆变角的确定 为保证逆变能正常工作，使晶闸管 晶闸管从导通到完全关断需要一定的时间，这个时间晶闸管从导通到完全关断需要一定的时间，这个时间晶闸管从导通到完全关断需要一定的时间，这个时间晶闸管从导通到完全关断需要一定的时间，这个时间t tg g一般由管子的参数决定，通常一般由管子的参数决定，通常一般由管子的参数决定，通常一般由管子的参数决定，通常200200300s300s，折合成电角度，折合成电角度，折合成电角度，折合成电角度00约为约为约为约为445.45.4。晶闸管关断时间晶闸管关断时间tg对应的电角度对应的电角度0 晶闸管从导通到完全关断需要一定的时间，这个时间综合换相重叠角综合换相重叠角综合换相重叠角综合换相重叠角、晶闸管关断时间、晶闸管关断时间、晶闸管关断时间、晶闸管关断时间t tg g对应的电角度对应的电角度对应的电角度对应的电角度00、安全裕量角、安全裕量角、安全裕量角、安全裕量角 因素，因素，因素，因素，最小逆变角的确定最小逆变角的确定 minmin+0+0+=30=303535最小逆变角最小逆变角最小逆变角最小逆变角 minmin所对应的时间即为电路提供给晶闸管所对应的时间即为电路提供给晶闸管所对应的时间即为电路提供给晶闸管所对应的时间即为电路提供给晶闸管保证可靠关断的时间。保证可靠关断的时间。保证可靠关断的时间。保证可靠关断的时间。综合换相重叠角、晶闸管关断时间tg对应的电角度最小逆变角的 由于触发电路各元件的工作状态会发生变化（如温度的由于触发电路各元件的工作状态会发生变化（如温度的由于触发电路各元件的工作状态会发生变化（如温度的由于触发电路各元件的工作状态会发生变化（如温度的影响），使触发脉冲的间隔出现不均匀即不匀称现象，再加影响），使触发脉冲的间隔出现不均匀即不匀称现象，再加影响），使触发脉冲的间隔出现不均匀即不匀称现象，再加影响），使触发脉冲的间隔出现不均匀即不匀称现象，再加上电源电压的波动、波形畸变等因素，因此必须留有一定安上电源电压的波动、波形畸变等因素，因此必须留有一定安上电源电压的波动、波形畸变等因素，因此必须留有一定安上电源电压的波动、波形畸变等因素，因此必须留有一定安全裕量角全裕量角全裕量角全裕量角 ，一般取，一般取，一般取，一般取 为为为为1010左右。左右。左右。左右。安全裕量角安全裕量角 由于触发电路各元件的工作状态会发生变化（如温度 当当当当 角小于最小逆变角角小于最小逆变角角小于最小逆变角角小于最小逆变角 minmin或或或或 角大于角大于角大于角大于9090时，主电路电流时，主电路电流时，主电路电流时，主电路电流急剧增大，由电路互感器转换成电压信号，反馈到触发电路，急剧增大，由电路互感器转换成电压信号，反馈到触发电路，急剧增大，由电路互感器转换成电压信号，反馈到触发电路，急剧增大，由电路互感器转换成电压信号，反馈到触发电路，使触发电路的控制电压使触发电路的控制电压使触发电路的控制电压使触发电路的控制电压U Uc c发生变化，脉冲移至正常工作范围。发生变化，脉冲移至正常工作范围。发生变化，脉冲移至正常工作范围。发生变化，脉冲移至正常工作范围。设置逆变角保护电路 当角小于最小逆变角min或角大于90时设置固定脉冲设置固定脉冲 在设计要求较高的逆变电路时，为了保证在设计要求较高的逆变电路时，为了保证在设计要求较高的逆变电路时，为了保证在设计要求较高的逆变电路时，为了保证minmin，常在，常在，常在，常在触发电路附加一组固定的脉冲，这种固定的脉冲出现在触发电路附加一组固定的脉冲，这种固定的脉冲出现在触发电路附加一组固定的脉冲，这种固定的脉冲出现在触发电路附加一组固定的脉冲，这种固定的脉冲出现在=minmin时刻，不能移动。时刻，不能移动。时刻，不能移动。时刻，不能移动。设置固定脉冲 当换相脉冲当换相脉冲当换相脉冲当换相脉冲u ug1g1在固定脉冲在固定脉冲在固定脉冲在固定脉冲u ugd1gd1之前时，由于之前时，由于之前时，由于之前时，由于u ug1g1触发触发触发触发VTVT1 1导通，则固定脉冲导通，则固定脉冲导通，则固定脉冲导通，则固定脉冲u ugd1gd1对电路工作不产生影响。如果换对电路工作不产生影响。如果换对电路工作不产生影响。如果换对电路工作不产生影响。如果换相脉冲相脉冲相脉冲相脉冲ug1ug1因某种原因移到因某种原因移到因某种原因移到因某种原因移到u ugd1gd1后，则后，则后，则后，则u ugd1gd1触发触发触发触发VTVT1 1管，使管，使管，使管，使VTVT3 3管关断，保证电路在管关断，保证电路在管关断，保证电路在管关断，保证电路在 minmin之前完成换相，避免了逆变之前完成换相，避免了逆变之前完成换相，避免了逆变之前完成换相，避免了逆变失败。失败。失败。失败。在设计要求较高的逆变电路时，为了保证mi设置控制电压Uc限幅电路 由于触发脉冲的移相大多采用垂直移相控制，控由于触发脉冲的移相大多采用垂直移相控制，控由于触发脉冲的移相大多采用垂直移相控制，控由于触发脉冲的移相大多采用垂直移相控制，控制电压制电压制电压制电压U Uc c的变化决定了的变化决定了的变化决定了的变化决定了 角的变化，因此，只要给控角的变化，因此，只要给控角的变化，因此，只要给控角的变化，因此，只要给控制端加上限幅电路，也就限制了制端加上限幅电路，也就限制了制端加上限幅电路，也就限制了制端加上限幅电路，也就限制了 角的变化范围，避角的变化范围，避角的变化范围，避角的变化范围，避免由于免由于免由于免由于U Uc c变化引起的变化引起的变化引起的变化引起的 角超范围变化而引起的逆变失角超范围变化而引起的逆变失角超范围变化而引起的逆变失角超范围变化而引起的逆变失败。败。败。败。设置控制电压Uc限幅电路 由于触发脉冲的移相大