有源逆變概念及工作原理

1、有源逆變電路機(jī)電工程系機(jī)電工程系 李春菊李春菊有源逆變電路有源逆變電路逆變的概念逆變的概念 有源逆變的工作原理有源逆變的工作原理三相半波逆變電路三相半波逆變電路 三相橋式逆變電路三相橋式逆變電路 逆變失敗原因分析及逆變角的限制逆變失敗原因分析及逆變角的限制 習(xí)題及思考題習(xí)題及思考題 2021-10-12 4-3概概 述述 什么是逆變？為什么要逆變？什么是逆變？為什么要逆變？ 逆變（逆變（invertioninvertion）把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過程。把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過程。v 實(shí)例：電力機(jī)車再生制動(dòng)行駛，機(jī)車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，反送到交流電網(wǎng)實(shí)例：電力機(jī)車再生制動(dòng)行駛，機(jī)車

2、的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，反送到交流電網(wǎng)中去。中去。 逆變電路逆變電路把直流電逆變成交流電的電路。把直流電逆變成交流電的電路。v 有源逆變電路有源逆變電路交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)。交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)。 應(yīng)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速以及高應(yīng)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速以及高壓直流輸電等。壓直流輸電等。v 無源逆變電路無源逆變電路變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載。變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載。 對(duì)于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未對(duì)于可控整流電路，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(zhuǎn)

3、變。既可工作在整流狀態(tài)又可工作在逆變狀態(tài)變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既可工作在整流狀態(tài)又可工作在逆變狀態(tài)的電路又稱為變流電路。的電路又稱為變流電路。2021-10-12 4-4 理解和掌握單相、三相有源逆變電路的理解和掌握單相、三相有源逆變電路的工作原理，有源逆變的應(yīng)用和整流電路工作原理，有源逆變的應(yīng)用和整流電路的功率因數(shù)及其改善的方法。的功率因數(shù)及其改善的方法。 重點(diǎn)：波形分析法，有源逆變的條件和重點(diǎn)：波形分析法，有源逆變的條件和有源逆變失敗的原因。有源逆變失敗的原因。（可沿用整流的辦法來處理逆變時(shí)有關(guān)波形與參數(shù)計(jì)算（可沿用整流的辦法來處理逆變時(shí)有關(guān)波形與參數(shù)計(jì)算等各項(xiàng)問題）。等各項(xiàng)問題）。要

4、要 求求 及及 重重 點(diǎn)點(diǎn)1. 1. 整流與逆變的關(guān)系整流與逆變的關(guān)系 前面一章討論的是把交流電能通過晶閘管變換為直流電能前面一章討論的是把交流電能通過晶閘管變換為直流電能并供給負(fù)載的可控整流電路。但生產(chǎn)實(shí)際中，往往還會(huì)出現(xiàn)需并供給負(fù)載的可控整流電路。但生產(chǎn)實(shí)際中，往往還會(huì)出現(xiàn)需要將直流電能變換為交流電能的情況。例如，應(yīng)用晶閘管的電要將直流電能變換為交流電能的情況。例如，應(yīng)用晶閘管的電力機(jī)車，當(dāng)機(jī)車下坡運(yùn)行時(shí)，機(jī)車上的直流電機(jī)將由于機(jī)械能力機(jī)車，當(dāng)機(jī)車下坡運(yùn)行時(shí)，機(jī)車上的直流電機(jī)將由于機(jī)械能的作用作為直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行，此時(shí)就需要將直流電能變換為交的作用作為直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行，此時(shí)就需要將直流電能變換

5、為交流電能回送電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)制動(dòng)。又如，運(yùn)轉(zhuǎn)中的直流電機(jī)，流電能回送電網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)制動(dòng)。又如，運(yùn)轉(zhuǎn)中的直流電機(jī)，要實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)，較理想的辦法是將該直流電機(jī)作為直流發(fā)電要實(shí)現(xiàn)快速制動(dòng)，較理想的辦法是將該直流電機(jī)作為直流發(fā)電機(jī)運(yùn)行，并利用晶閘管將直流電能變換為交流電能回送電網(wǎng)，機(jī)運(yùn)行，并利用晶閘管將直流電能變換為交流電能回送電網(wǎng)， 從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的發(fā)電機(jī)制動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的發(fā)電機(jī)制動(dòng)。 相對(duì)于整流而言，逆變是它的逆過程，一般習(xí)慣于稱整流相對(duì)于整流而言，逆變是它的逆過程，一般習(xí)慣于稱整流為順變，則逆變的含義就十分明顯了。下面的有關(guān)分析將會(huì)說為順變，則逆變的含義就十分明顯了。下面的有關(guān)分析將

6、會(huì)說明，整流裝置在滿足一定條件下可以作為逆變裝置應(yīng)用。即同明，整流裝置在滿足一定條件下可以作為逆變裝置應(yīng)用。即同一套電路，一套電路， 既可以工作在整流狀態(tài)，也可以工作在逆變狀態(tài)，既可以工作在整流狀態(tài)，也可以工作在逆變狀態(tài)， 這樣的電路統(tǒng)稱為變流裝置。這樣的電路統(tǒng)稱為變流裝置。 變流裝置如果工作在逆變狀態(tài)，其交流側(cè)接在交流電網(wǎng)上，變流裝置如果工作在逆變狀態(tài)，其交流側(cè)接在交流電網(wǎng)上，電網(wǎng)成為負(fù)載，在運(yùn)行中將直流電能變換為交流電能并回送到電網(wǎng)成為負(fù)載，在運(yùn)行中將直流電能變換為交流電能并回送到電網(wǎng)中去，這樣的逆變稱為電網(wǎng)中去，這樣的逆變稱為“有源逆變有源逆變”。如果如果逆變狀態(tài)下的逆變狀態(tài)下的變流裝置

7、，其交流側(cè)接至交流負(fù)載，在運(yùn)行中將直流電能變換變流裝置，其交流側(cè)接至交流負(fù)載，在運(yùn)行中將直流電能變換為某一頻率或可調(diào)頻率的交流電能供給負(fù)載，這樣的逆變則稱為某一頻率或可調(diào)頻率的交流電能供給負(fù)載，這樣的逆變則稱為為“無源逆變無源逆變”或變頻電路或變頻電路。 1. 1. 整流與逆變的關(guān)系整流與逆變的關(guān)系圖圖2-2 2-2 兩個(gè)電源間能量的傳送兩個(gè)電源間能量的傳送(a) (a) 同極性連接同極性連接E E1 1 E E2 2; (b) ; (b) 同極性連接同極性連接E E2 2 E E1 1； (c) (c) 反極性連接反極性連接 RIE1E2(a)RIE1E2(b)RIE1E2(c)2. 2.

8、電源間能量的變換關(guān)系電源間能量的變換關(guān)系 圖圖 (a) (a)表示直流電源表示直流電源E E1 1和和E E2 2同極性相連。當(dāng)同極性相連。當(dāng)E E1 1E E2 2時(shí)，時(shí)， 回路中的電流回路中的電流為為 REEI21式中式中R R為回路的總電阻。此時(shí)電源為回路的總電阻。此時(shí)電源E E1 1輸出電能輸出電能E E1 1I I，其中一部分為，其中一部分為R R所消耗的所消耗的I I2 2R R，其余部分則為電源，其余部分則為電源E E2 2所吸收的所吸收的E E2 2I I。 注意上述情況中，輸出電能的電源注意上述情況中，輸出電能的電源其電勢(shì)方向與電流方向一致，而吸收電能的電源則二者方向相反。其

9、電勢(shì)方向與電流方向一致，而吸收電能的電源則二者方向相反。 RIE1E2(a)RIE1E2(b)RIE1E2(c)2. 2. 電源間能量的變換關(guān)系電源間能量的變換關(guān)系 在在(b)(b)中，兩個(gè)電源的極性均與圖中相反，但還是屬于兩個(gè)電源同極中，兩個(gè)電源的極性均與圖中相反，但還是屬于兩個(gè)電源同極性相連的形式。如果電源性相連的形式。如果電源E E2 2E E1 1，則電流方向如圖，回路中的電流，則電流方向如圖，回路中的電流 I I 為為REEI12此時(shí)，電源此時(shí)，電源E E2 2輸出電能，電源輸出電能，電源E E1 1吸收電能吸收電能RIE1E2(a)RIE1E2(b)RIE1E2(c)2. 2. 電

10、源間能量的變換關(guān)系電源間能量的變換關(guān)系在圖在圖(c)(c)中，兩個(gè)電源反極性相連，中，兩個(gè)電源反極性相連， 則電路中的電流則電路中的電流 I I 為為REEI21此時(shí)電源此時(shí)電源E E1 1和和E E2 2均輸出電能，輸出的電能全部消耗在電阻均輸出電能，輸出的電能全部消耗在電阻R R上。上。 如果電阻值很小，如果電阻值很小，則電路中的電流必然很大；若則電路中的電流必然很大；若R R=0=0，則形成兩個(gè)電源短路的情況。，則形成兩個(gè)電源短路的情況。 RIE1E2(a)RIE1E2(b)RIE1E2(c)2. 2. 電源間能量的變換關(guān)系電源間能量的變換關(guān)系 綜上所述，綜上所述， 可得出以下結(jié)論：可得

11、出以下結(jié)論： (1) (1) 兩電源同極性相連，電流總是從高電勢(shì)流向低電勢(shì)電源，兩電源同極性相連，電流總是從高電勢(shì)流向低電勢(shì)電源， 其電流的大小取決于兩個(gè)電勢(shì)之差與回路總電阻的比值。其電流的大小取決于兩個(gè)電勢(shì)之差與回路總電阻的比值。如果回路如果回路電阻很小，則很小的電勢(shì)差也足以形成較大的電流，兩電源之間發(fā)電阻很小，則很小的電勢(shì)差也足以形成較大的電流，兩電源之間發(fā)生較大能量的交換。生較大能量的交換。 (2) (2) 電流從電源的正極流出，該電源輸出電能；而電流從電源的電流從電源的正極流出，該電源輸出電能；而電流從電源的正極流入，該電源吸收電能。正極流入，該電源吸收電能。電源輸出或吸收功率的大小由

12、電勢(shì)與電源輸出或吸收功率的大小由電勢(shì)與電流的乘積來決定，若電勢(shì)或者電流方向改變，則電能的傳送方向電流的乘積來決定，若電勢(shì)或者電流方向改變，則電能的傳送方向也隨之改變。也隨之改變。 (3) (3) 兩個(gè)電源反極性相連，如果電路的總電阻很小，將形成電兩個(gè)電源反極性相連，如果電路的總電阻很小，將形成電源間的短路，應(yīng)當(dāng)避免發(fā)生這種情況。源間的短路，應(yīng)當(dāng)避免發(fā)生這種情況。2. 2. 電源間能量的變換關(guān)系電源間能量的變換關(guān)系圖圖 2-3 2-3 直流卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)直流卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)(a) (a) 提升重物；提升重物； (b) (b) 放下重物放下重物 V1V2V3V4udLdIdMEDRa重物(a)V1V2V3V4u

13、dLdIdMEDRa重物(b)nn3. 3. 有源逆變電路的工作原理有源逆變電路的工作原理 3.1 3.1 整流工作狀態(tài)（整流工作狀態(tài)（0 0/2/2） 由第章的學(xué)習(xí)已知，對(duì)于單相全控整流橋，當(dāng)控制角由第章的學(xué)習(xí)已知，對(duì)于單相全控整流橋，當(dāng)控制角在在0 0/2/2之間的某個(gè)對(duì)應(yīng)角度觸發(fā)晶閘管時(shí)，上述變流電之間的某個(gè)對(duì)應(yīng)角度觸發(fā)晶閘管時(shí)，上述變流電路輸出的直流平均電壓為路輸出的直流平均電壓為U Ud d= =U Udodo cos cos，因?yàn)榇藭r(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)均小于均小于/2/2，故，故U Ud d為正值。在該電壓作用下，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，卷?yè)P(yáng)為正值。在該電壓作用下，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，卷?yè)P(yáng)機(jī)將重物提升起來

14、，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的反電勢(shì)為機(jī)將重物提升起來，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的反電勢(shì)為E ED D，且，且E ED D略略小于輸出直流平均電壓小于輸出直流平均電壓U Ud d，此時(shí)電樞回路的電流為，此時(shí)電樞回路的電流為 REUIDdd3. 3. 有源逆變電路的工作原理有源逆變電路的工作原理 3.2 3.2 中間狀態(tài)（中間狀態(tài)（=/2=/2） 當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)將重物提升到要求高度時(shí)，自然就需在某個(gè)位置當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)將重物提升到要求高度時(shí)，自然就需在某個(gè)位置停住，這時(shí)只要將控制角停住，這時(shí)只要將控制角調(diào)到等于調(diào)到等于/2/2的位置，變流器輸?shù)奈恢茫兞髌鬏敵鲭妷翰ㄐ沃?，其正、?fù)面積相等，電壓平均值出電壓波形中，其正、負(fù)面積相

15、等，電壓平均值U Ud d為零，電為零，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)（實(shí)際上采用電磁抱閘斷電制動(dòng)），反電勢(shì)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)（實(shí)際上采用電磁抱閘斷電制動(dòng)），反電勢(shì)E ED D也同也同時(shí)為零。此時(shí)，雖然時(shí)為零。此時(shí)，雖然U Ud d為零，但仍有微小的直流電流存在。為零，但仍有微小的直流電流存在。注意，此時(shí)電路處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，與電路切斷、電動(dòng)機(jī)停注意，此時(shí)電路處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，與電路切斷、電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)具有本質(zhì)的不同。轉(zhuǎn)具有本質(zhì)的不同。 3. 3. 有源逆變電路的工作原理有源逆變電路的工作原理 3.3 3.3 有源逆變工作狀態(tài)（有源逆變工作狀態(tài)（/2/2） 上述卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，當(dāng)重物放下時(shí)，由于重力對(duì)重物的作用，上述卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，當(dāng)

16、重物放下時(shí)，由于重力對(duì)重物的作用， 必將牽動(dòng)電機(jī)使之向與重物上升相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)產(chǎn)生必將牽動(dòng)電機(jī)使之向與重物上升相反的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)產(chǎn)生的反電勢(shì)的反電勢(shì)E ED D的極性也將隨之反相。如果變流器仍工作在的極性也將隨之反相。如果變流器仍工作在/2 /2 的整流狀態(tài)，從上面曾分析過的電源能量流轉(zhuǎn)關(guān)系不難的整流狀態(tài)，從上面曾分析過的電源能量流轉(zhuǎn)關(guān)系不難看出，此時(shí)將發(fā)生電源間類似短路的情況。為此，只能讓變看出，此時(shí)將發(fā)生電源間類似短路的情況。為此，只能讓變流器工作在流器工作在/2/2的狀態(tài)，因?yàn)楫?dāng)?shù)臓顟B(tài)，因?yàn)楫?dāng)/2/2時(shí)，其輸出直時(shí)，其輸出直流平均電壓流平均電壓U Ud d為負(fù)，出現(xiàn)類似圖為負(fù)，出

17、現(xiàn)類似圖2-2(b)2-2(b)中兩電源極性同時(shí)反向中兩電源極性同時(shí)反向的情況，此時(shí)如果能滿足的情況，此時(shí)如果能滿足E ED DU Ud d，則回路中的電流為，則回路中的電流為 RUEIdDd3. 3. 有源逆變電路的工作原理有源逆變電路的工作原理 電流的方向是從電勢(shì)電流的方向是從電勢(shì)E ED D的正極流出，從電壓的正極流出，從電壓U Ud d的正極的正極流入，電流方向未變。顯然，這時(shí)電動(dòng)機(jī)為發(fā)電狀態(tài)運(yùn)流入，電流方向未變。顯然，這時(shí)電動(dòng)機(jī)為發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行，對(duì)外輸出電能，變流器則吸收上述能量并饋送回交行，對(duì)外輸出電能，變流器則吸收上述能量并饋送回交流電網(wǎng)去，此時(shí)的電路進(jìn)入到有源逆變工作狀態(tài)。流電網(wǎng)

18、去，此時(shí)的電路進(jìn)入到有源逆變工作狀態(tài)。 上述三種變流器的工作狀態(tài)可以用圖上述三種變流器的工作狀態(tài)可以用圖2-42-4所示波形表所示波形表示。圖中反映出隨著控制角示。圖中反映出隨著控制角的變化，電路分別從整流的變化，電路分別從整流到中間狀態(tài)，然后進(jìn)入有源逆變的過程。到中間狀態(tài)，然后進(jìn)入有源逆變的過程。 圖 2-4 直流卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)的電壓電流波形(a) 整流； (b) 中間狀態(tài)； (c) 有源逆變 0id0udu10u20u10u20EDtttttt0(a)0udu10u20u10u200idudu10u20u10u20id(b)ED0(c) 現(xiàn)在應(yīng)深入分析的問題是，上述電路在現(xiàn)在應(yīng)深入分析的問題是

19、，上述電路在/2/2時(shí)是時(shí)是否能夠工作？如何理解此時(shí)輸出直流平均電壓否能夠工作？如何理解此時(shí)輸出直流平均電壓U Ud d為負(fù)值的為負(fù)值的含義含義? ? 上述晶閘管供電的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，當(dāng)重物下降，電動(dòng)機(jī)上述晶閘管供電的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中，當(dāng)重物下降，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)并進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)電勢(shì)反轉(zhuǎn)并進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，電機(jī)電勢(shì)E ED D實(shí)際上成了使晶實(shí)際上成了使晶閘管正向?qū)ǖ碾娫?。?dāng)閘管正向?qū)ǖ碾娫?。?dāng)/2/2時(shí)，只要滿足時(shí)，只要滿足E Ed d| |u u2 2| |，晶閘管就可以導(dǎo)通工作，在此期間，電壓晶閘管就可以導(dǎo)通工作，在此期間，電壓u ud d大部分時(shí)間均大部分時(shí)間均為負(fù)值，其平均電壓為負(fù)值，

20、其平均電壓U Ud d自然為負(fù)，電流則依靠電機(jī)電勢(shì)自然為負(fù)，電流則依靠電機(jī)電勢(shì)E ED D及電感及電感L Ld d兩端感應(yīng)電勢(shì)的共同作用加以維持。正因?yàn)樯鲜鰞啥烁袘?yīng)電勢(shì)的共同作用加以維持。正因?yàn)樯鲜龉ぷ魈攸c(diǎn)，才出現(xiàn)了電機(jī)輸出能量，變流器吸收并通過變工作特點(diǎn)，才出現(xiàn)了電機(jī)輸出能量，變流器吸收并通過變壓器向電網(wǎng)回饋能量的情況。壓器向電網(wǎng)回饋能量的情況。 1） 外部條件外部條件 務(wù)必要有一個(gè)極性與晶閘管導(dǎo)通方向一致的直流電勢(shì)務(wù)必要有一個(gè)極性與晶閘管導(dǎo)通方向一致的直流電勢(shì)源。這種直流電勢(shì)源可以是直流電機(jī)的電樞電勢(shì)，也可以源。這種直流電勢(shì)源可以是直流電機(jī)的電樞電勢(shì)，也可以是蓄電池電勢(shì)。它是使電能從變流器

21、的直流側(cè)回饋交流電是蓄電池電勢(shì)。它是使電能從變流器的直流側(cè)回饋交流電網(wǎng)的源泉，其數(shù)值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)輸出的直流平均網(wǎng)的源泉，其數(shù)值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)輸出的直流平均電壓。電壓。 4. 4. 有源逆變電路的工作條件有源逆變電路的工作條件 2 2） 內(nèi)部條件內(nèi)部條件 要求變流器中晶閘管的控制角要求變流器中晶閘管的控制角/2/2，這樣才能使變，這樣才能使變流器直流側(cè)輸出一個(gè)負(fù)的平均電壓，以實(shí)現(xiàn)直流電源的能量流器直流側(cè)輸出一個(gè)負(fù)的平均電壓，以實(shí)現(xiàn)直流電源的能量向交流電網(wǎng)的流轉(zhuǎn)。向交流電網(wǎng)的流轉(zhuǎn)。 上述兩個(gè)條件必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。上述兩個(gè)條件必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。 必須指出，對(duì)于半

22、控橋或者帶有續(xù)流二極管的可控整流必須指出，對(duì)于半控橋或者帶有續(xù)流二極管的可控整流電路，因?yàn)樗鼈冊(cè)谌魏吻闆r下均不可能輸出負(fù)電壓，也不允電路，因?yàn)樗鼈冊(cè)谌魏吻闆r下均不可能輸出負(fù)電壓，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)反極性的直流電勢(shì)，所以不能實(shí)現(xiàn)有源逆變?cè)S直流側(cè)出現(xiàn)反極性的直流電勢(shì)，所以不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。 有源逆變條件的獲得，必須視具體情況進(jìn)行分析。例如有源逆變條件的獲得，必須視具體情況進(jìn)行分析。例如上述直流電機(jī)拖動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)，電機(jī)電勢(shì)上述直流電機(jī)拖動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)系統(tǒng)，電機(jī)電勢(shì)E ED D的極性可隨重物的極性可隨重物的的“提升提升”與與“下降下降”自行改變并滿足逆變的要求。對(duì)于電自行改變并滿足逆變的要求。對(duì)于電力機(jī)車，

23、上、下坡道行駛時(shí)，因車輪轉(zhuǎn)向不變，故在下坡發(fā)力機(jī)車，上、下坡道行駛時(shí)，因車輪轉(zhuǎn)向不變，故在下坡發(fā)電制動(dòng)時(shí)，其電機(jī)電勢(shì)電制動(dòng)時(shí)，其電機(jī)電勢(shì)E ED D的極性不能自行改變，為此必須采的極性不能自行改變，為此必須采取相應(yīng)措施，取相應(yīng)措施， 例如可利用極性切換開關(guān)來改變電機(jī)電勢(shì)例如可利用極性切換開關(guān)來改變電機(jī)電勢(shì)E ED D的極性，的極性， 否則系統(tǒng)將不能進(jìn)入有源逆變狀態(tài)運(yùn)行。否則系統(tǒng)將不能進(jìn)入有源逆變狀態(tài)運(yùn)行。 2021-10-12 4-22 圖a M電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，EGEM，電流Id從G流向M，M吸收電功率。 圖b 回饋制動(dòng)狀態(tài)，M作發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，EMEG，電流反向，從M流向G。故M輸出電功率，G則吸

24、收電功率，M軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒oG。 圖c 兩電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，向電阻R 供電，G和M均輸出功率，由于R 一般都很小，實(shí)際上形成短路，在工作中必須嚴(yán)防這類事故發(fā)生。c)b)a)MGMGMGEGEMIdREGEMIdREGEMIdR3. 3. 有源逆變電路的工作原理有源逆變電路的工作原理 2021-10-12 4-23變流電路變流電路 電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)用單相全波電路代替上述發(fā)電機(jī)用單相全波電路代替上述發(fā)電機(jī)a)b)圖2-45R+-電能M102u10u20udidLVT1VT2u10udu20u10OOttIdidUdEMEM電能MR+-102udidLVT1VT

25、2u10udu20u10OOttIdidUd E EM M，才能輸出，才能輸出I Id d。交流交流電網(wǎng)電網(wǎng)輸出輸出電功電功率率電動(dòng)機(jī)輸入電動(dòng)機(jī)輸入電功率電功率電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)輸輸出出電電功功率率交流電網(wǎng)輸交流電網(wǎng)輸入電功率入電功率圖圖b M回饋制動(dòng)，由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，回饋制?dòng)，由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，Id方向不變，欲改變電能的輸送方向，方向不變，欲改變電能的輸送方向，只能改變只能改變EM極性。為了防止兩電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，極性。為了防止兩電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，Ud極性也必須反過來，即極性也必須反過來，即Ud應(yīng)為應(yīng)為負(fù)值，且負(fù)值，且|EM | |Ud |，才能把電能從直流側(cè)送到交流側(cè)，才能把電能從直流

26、側(cè)送到交流側(cè),實(shí)現(xiàn)逆變。實(shí)現(xiàn)逆變。 U Ud d可通過改變可通過改變 來進(jìn)行調(diào)節(jié)，逆變狀態(tài)時(shí)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，逆變狀態(tài)時(shí)U Ud d為負(fù)值，為負(fù)值，逆變時(shí)逆變時(shí) 在在 /2 /2 之之間。間。3. 3. 有源逆變電路的工作原理有源逆變電路的工作原理 2021-10-12 4-24實(shí)現(xiàn)有源實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件逆變的條件從上述分析中，可以歸納出要實(shí)現(xiàn)有源從上述分析中，可以歸納出要實(shí)現(xiàn)有源逆變，必須滿足下列條件：逆變，必須滿足下列條件： （1 1）有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一）有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一 致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓。致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓。 （2 2）晶閘管的控制角）晶閘管的控制角 /2/2，使使U Ud d為負(fù)值。為負(fù)值。半控橋或輸出端有續(xù)流二極管的電路，半控橋或輸出端有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓因其整流電壓u ud d不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動(dòng)勢(shì)，故不能許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動(dòng)勢(shì)，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能實(shí)現(xiàn)有源逆變。欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全