有源逆变1

第3章有源逆变电路3.1有源逆变的概念逆变（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。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。晶闸管可控整流装置带直流电动机负载组成的系统是电力拖动系统中主要的一种。是可控整流装置的主要用途之一3.2有源逆变的工作原理直流电机的电动状态：在外加直流电源的作用下，电动运行，EMEG电枢从电源吸收功率。直流电机的发电反馈制动状态：nn0，EMEG，电机发出功率，能量的传递方向逆转。直流电源吸收功率。0nTLTnn位能性负载使nn0R+MGEaIME_PR+dIME_+_dU顺向串联R+dIME_P+_dUR+dIME_P+_dU通常可调直流电源可采用SCR可控整流来实现。电动状态：UdEM，900，Id从EM正端流入，直流电机的发电制动状态：由于SCR的单导性，Id方向不变，应使EM反极性，Id从EM正端流出，EM提供能量。REUIMdd顺向串联：若EM反极性，而Ud仍保持原极性不变，两电源一起供能给R，形成两电源在回路中顺向串联。由于通常R很小，Id将会很大（环流）这种情况应禁止。应使Ud与EM同时都反极性，=900~1800，并且，|Ud||EM|，EM供给能量，R耗能，Ud吸收能量，有源逆变至电网。产生逆变的条件：（两条件同时具备）EM反接或n反转；900，使Ud反极性，并且|Ud|小于但近于|EM|(不允许|Ud||EM|)。为了保证变流装置回路中的电流连续,逆变电路中一定要串接大电抗欲实现有源逆变，只能采用全控电路。半控桥或有续流二极管整流电路不能实现有源逆变，因为其ud不能变负，也不允许负载反电势变负三相全控桥整流电路在大L-Ｒ-Ｅ反电动势负载电流连续的情况下，当=90°~180°时，Ud为负值，可以实现有源逆变，吸收来自负载侧反电动势EM供出的能量，并逆变到交流电网。3.3三相有源逆变电路cosU34.2cosUU20dd为实现有源逆变，Ud和反电动势EM都必须满足逆变条件所要求的极性和大小关系。逆变角：=－，≥90°，+=。ME—+RLdI+dU—（=120）（=135）（=150）uvwuvwuvwu2uduvuwvwvu三相有源逆变状态波形分析：上半桥三只管的角从各相的正半周自然换相点向右算起，而逆变角β从对应相的负半周自然换相点向左算起。下半桥的波形分析反之。与三相全控桥整流的情况一样，每组三相半波电路的三只管依次轮换导通1200，并且每触通一只SCR则将迫使前已导通的一只关断。每周期同样分为6段波形分析。应用:重物提升,变流器工作于整流状态重物下放,变流器工作于逆变状态3.4逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败（逆变颠覆）：逆变运行时若Ud平均负值过小或变为0，外接的反电势电源就会通过SCR形成短路；若输出平均值Ud变为正值，则会造成顺向串联，同样形成很大的环流。逆变失效的原因：1.触发电路工作不可靠，不能正常适时地触发SCR换相，使Ud变正，顺向串联。2.SCR发生故障，应阻断时失去阻断能力或应导通时不能导通，使ud的正弦片段延续到正半周，正面积增大。3.交流电源缺相或突然消失，SCR仍可导通，交流侧失去对直流电动势EM的平衡作用，EM的上负下正，经SCR形成短路。4.换相裕量角不足。应考虑变压器的漏抗引起的换流重叠角的影响：由于换相重叠期间输出电压ud波形为相邻两电压的算术平均值，使ud的正面积减小而负面积增大，因此在90°（整流）时使平均面积Ud失去ΔUd（换相压降）；而在90°（逆变）时使平均面积Ud增加ΔUd。ubuaucubuc若β角较大，则换相裕量角充足，能保证正常换流。三相半波有源逆变电路中β时，经VT2触通换相过程后，仍有ubua，VT1因承受反压而被迫关断。若β，裕量角不足，会造成逆变失败。换相过程尚未结束，到达自然换相P点之后ubua，VT1仍正偏而不能关断，VT2因承受反压而重新关断。ud因VT1一直导通而进入ua正半周，顺向串联。最小逆变角βmin的确定：min=++’=30°~35°—SCR的关断时间tq折合的电角度，=4~5°，(tq=200~300S)—换流重叠角，=15°~20°，大小与Id、Xd有关。’—安全裕量角，约取10°。内外部种种原因会影响β角大小，比如6路触发脉冲的β角不完全均匀相等。逆变角β的安全取值范围：通常β=30~90°(=150~90°)。