电力电子的整流电路PPT.ppt

3.7.1 逆变的概念 ◆以单相全波电路代替上述发电机来分析 ?电动机M作电动机运行，全波电路应工作在整流状态，?的范围在0~?/2间，直流侧输出Ud为正值，并且UdEM，交流电网输出电功率，电动机则输入电功率。 ?电动机M作发电回馈制动运行，由于晶闸管器件的单向导电性，电路内Id的方向依然不变， 而M轴上输入的机械能转变为电能反送给G，只能改变EM的极性，为了避免两电动势顺向串联，Ud的极性也必须反过来，故?的范围在?/2~?，且|EM||Ud|。 图3-47 单相全波电路的整流和逆变 E M u u u a) b) u 10 u d u 20 u 10 a O O wt I d i d U d E M 10 u d 20 10 O O I d i d U d a VT 1 VT 2 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 i i i wt wt wt ■逆变产生的条件 3.7.1 逆变的概念 ◆产生逆变的条件 ?要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。 ?要求晶闸管的控制角??/2，使Ud为负值。 ?两者必须同时具备才能实现有源逆变。 ◆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。 ■逆变产生的条件 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 ◆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。 ■逆变角 Ud=-2.34U2cos?=-1.35U2Lcos? 3.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作状态 ◆三相桥式电路的输出电压 ◆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EM为负值，故Pd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) ■基本数量关系 3.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制 ■ 逆变失败：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。 ■ 逆变失败的原因 ◆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。 ◆晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 ◆交流电源缺相或突然消失。 ◆换相的裕量角不足，引起换相失败。 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 a g b b g i VT 1 i VT i VT 3 i VT i VT 3 2 2 ◆变压器漏抗引起的重叠角对逆变电路换相的影响 ?以VT3和VT1的换相过程来分析，在??时，经过换相过程后，a相电压ua仍高于c相电压uc，所以换相结束时，能使VT3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，uc将高于ua，晶闸管VT1承受反压而重新关断，使得应该关断的VT3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 ■最小逆变角 3.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制