整流电路的有源逆变素材课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.7,整流电路的有源逆变工作状态,3.7.1,逆变的概念,3.7.2,三相桥整流电路的有源逆变工作状态,3.7.3,逆变失败与最小逆变角的限制,1,3.7.1,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的过程。,逆变电路：把直流电逆变成交流电的电路。,当交流侧和电网连结时，为,有源逆变,电路。,变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为,无源逆变,。,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,。,2,3.7.1,逆变的概念,2,、直流发电机,电动机之间电能的流转,图,3-46,直流发电机,电动机之间电能的流转,a,）两电动势同极性,E,G,E,M,直流发电机,电动机系统电能的流转,M,作,电动运转,，,E,G,E,M,，电流,I,d,从,G,流向,M,，电能由,G,流向,M,，转变,为,M,轴上输出的机械能,。,3,回馈制动,状态中，,M,作发电运转，,E,M,E,G,，电流反向，从,M,流向,G,，,M,轴上输入的机械能转变为电能反送给,G,。,图,3-46,直流发电机,电动机之间电能的流转,b,）两电动势同极性,E,M,E,G,4,两电动势,顺向串联,，向电阻,R,供电，,G,和,M,均输出功率，由于,R,一般都很小，实际上形成短路，在工作中必须严防这类事故发生。,两个电动势,同极性相接,时，电流总是从电动势高的流向电动势低的，由于回路电阻很小，即使很小的电动势差值也能产生大的电流，使两个电动势之间交换很大的功率，这对分析有源逆变电路是十分有用的。,图,3-46,直流发电机,电动机之间电能的流转,c,）两电动势反极性，形成短路,5,3.7.1,逆变的概念,E,M,u,u,u,a),b),u,10,u,d,u,20,u,10,a,O,O,w,t,I,d,i,d,U,d,E,M,10,u,d,20,10,O,O,I,d,i,d,U,d,/2,，使,U,d,为负值。,两者必须同时具备才能实现有源逆变。,7,不能产生有源逆变的电路：,半控桥或有续流二极管的电路,，因其整流电压,u,d,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,。,8,3.7.2,三相桥整流电路的有源逆变工作状态,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,图,3-48,三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形,逆变角,通常把,/2,时的控制角用,-=,表示，,称为逆变角,。,的大小自,=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,3-48,所示。,9,3.7.2,三相桥整流电路的有源逆变工作状态,基本的数量关系,三相桥式电路的输出电压,U,d,=-2.34U,2,cos,=-1.35U,2l,Lcos,输出直流电流的平均值,流过晶闸管的电流有效值,从交流电源送到直流侧负载的有功功率为,变压器二次侧线电流的有效值,当逆变工作时，由于,E,M,为负值，故,P,d,一般为负值,，表示功率由直流电源输送到交流电源。,(3-105),(3-106),(3-107),(3-108),10,3.7.3,逆变失败与最小逆变角的限制,逆变运行时，,一旦发生换相失败，,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成顺向串联，,由于逆变电路的内阻很小，形成很大的短路电流，这种情况称为,逆变失败,，或称为,逆变颠覆,。,11,2024/9/11,12,逆变失败的原因,1,）,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。,2,）,晶闸管,发生故障，该断时不断，或该通时不通。,3,）,交流电源,缺相或突然消失。,4,）,换相的,裕量角,不足，引起换相失败。,13,14,3.7.3,逆变失败与最小逆变角的限制,u,d,O,O,i,d,w,t,w,t,u,a,u,b,u,c,u,a,u,b,p,b,g,b,g,i,VT,1,i,VT,i,VT,3,i,VT,i,VT,3,2,2,考虑变压器漏抗引起重叠角对逆变电路换相的影响,以,VT,3,和,VT,1,的换相过程来分析，在,时，经过换相过程后，,a,相电压,u,a,仍高于,c,相电压,u,c,，所以换相结束时，能使,VT,3,承受反压而,关断,。,当,时，换相尚未结束，电路的工作状态到达自然换相点,p,点之后，,u,c,将高于,u,a,，晶闸管,VT,1,承受反压而重新,关断,，使得应该关断的,VT,3,不能关断却继续,导通,，且,c,相电压随着时间的推迟愈来愈高，电动势,顺向串联,导致逆变失败。,为了防止逆变失败，不仅逆变角,不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的,最小角度,内。,图,3-49,交流侧电抗对逆变换相过程的影响,15,3.7.3,逆变失败与最小逆变角的限制,u,d,O,O,i,d,w,t,w,t,u,a,u,b,u,c,u,a,u,b,p,b,g,b,g,i,VT,1,i,VT,i,VT,3,i,VT,i,VT,3,2,2,图,3-49,交流侧电抗对逆变换相过程的影响,16,u,d,O,O,i,d,w,t,w,t,u,b,u,c,u,a,u,b,u,c,p,b,g,b,g,i,VT,2,i,VT,i,VT,1,i,VT,i,VT,1,3,3,图,3-49,交流侧电抗对逆变换相过程的影响,u,a,17,3.7.3,逆变失败与最小逆变角的限制,确定最小逆变角,min,的依据,逆变时允许采用的,最小逆变角,应等于：,为晶闸管的关断时间,t,q,折合的电角度,约,4,5,为换相重叠角，,可查阅相关手册，也可根据表,3-2,计算，即：,根据逆变工作时,=-,，,并设,=,，上式可改写成：,为安全裕量角,，主要针对脉冲不对称程度（一般可达,5,），约取为,10,。,设计逆变电路时，必须保证 ，因此常在触发电路中附加一保护环节，保证触发脉冲不进入小于,min,的区域内。,(3-109),(3-110),(3-111),18,27,三相全控桥变流器，反电动势阻感负载，,R,=1,，,L,=,，,U,2,=220V,，,L,B,=1mH,，,当,E,M,=-400V,，,=60,时求,U,d,、,I,d,与,的值，此时送回电网的有功功率是多少？,解：,由题意可列出如下,3,个等式：,U,d,2.34,U,2,cos(-,),U,d,U,d,-3,X,B,I,d,I,d,（,U,d,E,M,）,R,三式联立求解，得：,U,d,？,I,d,？,由下式可计算换流重叠角：,？,送回电网的有功功率为：,19,28,单相全控桥，反电动势阻感负载，,R,=1,，,L,=,，,U,2,=100V,，,L,B,=0.5mH,，,当,E,M,=-99V,，,=60,时求,U,d,、,I,d,和,的值。,解：由题意可列出如下,3,个等式：,U,d,0.9,U,2,cos(-),U,d,U,d,-2,X,B,I,d,I,d,（,U,d,E,M,）,R,三式联立求解，得：,U,d,？,I,d,？,由下式可计算换流重叠角：,？,20,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,21,22,2024/9/11,23,