1、5-12.7 整流電路的有源逆變工作狀態2.7.1 逆變的概念2.7.2 三相橋整流電路的有源逆變工作狀態2.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制5-12.7 整流電路的有源逆變工作狀態2.7.1 逆變的5-2逆變（Invertion）把直流電轉變成交流電，整流的逆過程。逆變電路把直流電逆變成交流電的電路。有源逆變電路交流側和電網連結。 應用：直流可逆調速系統、交流繞線轉子異步電動機串級調速以及高壓直流輸電等。無源逆變電路變流電路的交流側不與電網聯接，而直接接到負載。2.7.1 逆變的概念1) 什么是逆變？為什么要逆變？5-2逆變（Invertion）把直流電轉變成交流電，整5-3對于可控整流電

2、路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉變。既工作在整流狀態又工作在逆變狀態，稱為變流電路。5-3對于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電5-4同極性EG EM 同極性EM EG 反極性，形成短路2) 直流發電機電動機系統電能的流轉5-4同極性EG EM 同極性EM EG 5-5交流電網輸出電功率電動機輸出電功率3) 逆變產生的條件單相全波電路代替上述發電機5-5交流電網輸出電功率電動機輸出電功率3) 逆變產生的條5-6a)b)u10udu20u10aOOwtwtIdidUdEMu10udu20u10OOwtwtIdidUd /2，使Ud為負值。半控

3、橋或有續流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現負值，也不允許直流側出現負極性的電動勢，故不能實現有源逆變。欲實現有源逆變，只能采用全控電路。5-7從上述分析中，可以歸納出產生逆變的條件有二：有直流電動5-82.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態逆變和整流的區別：控制角 不同 0 p /2 時，電路工作在整流狀態。 p /2 p /2時的控制角用p- = b表示，b 稱為逆變角。逆變角b和控制角a的計量方向相反，其大小自b =0的起始點向左方計量。5-9逆變角b把a p /2時的控制角用p- = b5-10逆變狀態的晶閘管導通角是：單相電路：180三相逆變電路：120逆變電路的數量關系：可

4、沿用整流的辦法來處理逆變時有關波形與參數計算等各項問題5-10逆變狀態的晶閘管導通角是：5-11uabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcuaubucuaubucuaubucuaubu2udwtOwtOb =p4b =p3b =p6b =p4b =p3b =p6wt1wt3wt25-11uabuacubcubaucaucbuabuacub5-12有源逆變狀態時各電量的計算：輸出直流電流的平均值亦可用整流的公式，即輸出平均電壓：5-12有源逆變狀態時各電量的計算：輸出直流電流的平均值亦可5-13有源逆變狀態時各電

5、量的計算：每個晶閘管導通2p/3，故流過晶閘管的電流有效值為：從交流電源送到直流側負載的有功功率為：當逆變工作時，由于EM為負值，故Pd一般為負值，表示功率由直流電源輸送到交流電源。5-13有源逆變狀態時各電量的計算：每個晶閘管導通2p/3，5-14有源逆變狀態時各電量的計算：在三相橋式電路中，變壓器二次側線電流的有效值為：5-14有源逆變狀態時各電量的計算：在三相橋式電路中，變壓器5-152.7.3逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗（逆變顛覆） 逆變時，一旦換相失敗，外接直流電源就會通過晶閘管電路短路，或使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變成順向串聯，形成很大短路電流。5-152.7.3逆變

6、失敗與最小逆變角的限制逆變失敗（逆變顛5-162.7.3逆變失敗與最小逆變角的限制觸發電路工作不可靠，不能適時、準確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時等，致使晶閘管不能正常換相。晶閘管發生故障，該斷時不斷，或該通時不通。交流電源缺相或突然消失。變壓器漏抗的影響，換相的裕量角不足，引起換相失敗。1) 逆變失敗的原因5-162.7.3逆變失敗與最小逆變角的限制觸發電路工作不可5-17uduaubucOwtOwtuG脈沖丟失脈沖延時uduaubucOwtOwtuG5-17uduaubucOwtOwtuG脈沖丟失脈沖延時ud5-18uduaubucOwtOwtuG晶閘管發生故障交流電源缺相自行

7、分析5-18uduaubucOwtOwtuG晶閘管發生故障交流電5-19考慮變壓器漏抗換相重疊角的影響：5-19考慮變壓器漏抗換相重疊角的影響：5-20考慮變壓器漏抗換相重疊角的影響：當b g 時，換相結束時，晶閘管能承受反壓而關斷。如果b g 時（從右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管（VT2）會關斷，而應關斷的晶閘管（VT1)不能關斷，最終導致逆變失敗。 udOOidwtwtuaubucuaubpbgb giVT1iVTiVT3iVTiVT3225-20考慮變壓器漏抗換相重疊角的影響：當b g 時，換相5-212) 最小逆變角bmin的限制逆變時允許采用的最小逆變角b 應等于bmin

8、=d +g+qd 晶閘管的關斷時間tq折合的電角度g 換相重疊角q安全裕量角tq大的可達200300ms，折算到電角度約45。隨直流平均電流和換相電抗的增加而增大。主要針對脈沖不對稱程度（一般可達5）。值約取為10。這樣， bmin一般取3035。5-212) 最小逆變角bmin的限制d 晶閘管的關斷時5-222.8 晶閘管直流電動機系統2.8.1 工作于整流狀態時2.8.2 工作于有源逆變狀態時2.8.3 直流可逆電力拖動系統5-222.8 晶閘管直流電動機系統2.8.1 工作于5-23晶閘管可控整流裝置帶直流電動機負載組成的系統。是電力拖動系統中主要的一種。是可控整流裝置的主要用途之一。對

9、該系統的研究包括兩個方面：其一是在帶電動機負載時整流電路的工作情況。其二是由整流電路供電時電動機的工作情況。本節主要從第二個方面進行分析。5-23晶閘管可控整流裝置帶直流電動機負載組成的系統。對該系5-242.8.1工作于整流狀態時udOidwtuaubucaudOiaibicicwtEUdidR反電動勢負載：電流連續工作狀態 電流斷續工作狀態通常在電樞回路串聯一平波電抗器，保證整流電流在較大范圍內連續，如圖2-48。5-242.8.1工作于整流狀態時udOidwtuaubuc5-251) 電流連續時電動機的機械特性其機械特性是一組平行的直線，其斜率由于內阻不一定相同而稍有差異。調節a 角，即

10、可調節電動機的轉速。Ona1a2Ud反，電樞電流改變方向，電動機制動，電能回饋電網，反組處于逆變狀態。運行在第二象限。5-35三相全控橋無環流接線5-36三相全控橋無環流接線電動機制動，轉速減小，當轉速為零時，改變反組的逆變角，使其大于90度，即控制角小于90度，工作在整流狀態，電動機反向啟動。5-36三相全控橋無環流接線5-37對應電動機四象限運行時兩組變流器工作情況5-37對應電動機四象限運行時兩組變流器工作情況5-38兩套變流裝置反并聯連接的可逆電路的概念和結論：環流是指只在兩組變流器之間流動而不經過負載的電流。正向運行時由正組變流器供電；反向運行時，則由反組變流器供電。根據對環流的處理

11、方法，反并聯可逆電路又可分為不同的控制方案，如配合控制有環流（ ）、可控環流、邏輯控制無環流和錯位控制無環流等。電動機都可四象限運行。可根據電動機所需運轉狀態來決定哪一組變流器工作及其工作狀態：整流或逆變。5-38兩套變流裝置反并聯連接的可逆電路的概念和結論：環流是5-39a=b 配合控制的有環流可逆系統對正、反兩組變流器同時輸入觸發脈沖，并嚴格保證a=b 的配合控制關系 。假設正組為整流，反組為逆變，即有a P=b N ，UdaP=UdbN，且極性相抵，兩組變流器之間沒有直流環流。但兩組變流器的輸出電壓瞬時值不等，會產生脈動環流。串入環流電抗器LC限制環流。5-39a=b 配合控制的有環流可逆系統5-40邏輯無環流可逆系統工程上使用較廣泛，不需設置環流電抗器。