電力電子技術(shù)基礎(chǔ)9—有源逆變

1、Fundamentals of Power Electronics Technology 電力電子技術(shù)基礎(chǔ)South China University of Technology第三部分 電力電子變換電路6South China University of Technology第三章 有源逆變電路電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路有關(guān)逆變電力電子技術(shù)基礎(chǔ)逆變（invertion）把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過(guò)程實(shí)例：電力機(jī)車下坡行駛，機(jī)車的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，反送到交流電網(wǎng)中去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(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)

2、 速以及高壓直流輸電等對(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)變。既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路無(wú)源逆變變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，將在第7章介紹3.1 有源逆變的工作原理電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的電能流轉(zhuǎn)電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 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

3、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)生電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路單相全波可控電路的整流和逆變狀態(tài)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)單相全波電路代替上述發(fā)電機(jī)M電動(dòng)運(yùn)行，全波電路工作在整流狀態(tài)， 在0 間，Ud為正值，并且Ud EM，才能輸出Id； 交流電網(wǎng)輸出電功率，電動(dòng)機(jī)則輸入電功率M回饋制動(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，只能改變EM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(guò)來(lái)，即Ud應(yīng)為負(fù)值，且|EM | |Ud |，才能把電能從直流側(cè)送到交流側(cè),實(shí)現(xiàn)逆變。電能的流向與整流時(shí)相反,M輸出電功率,電網(wǎng)吸收電功率Ud可通過(guò)改變來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，

4、逆變狀態(tài)時(shí)Ud為負(fù)值，逆變時(shí)在 間電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路單相全波可控電路的整流和逆變狀態(tài)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路逆變產(chǎn)生的條件電力電子技術(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)生逆變的條件有二： （1）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 （2）晶閘管的控制角 ，使Ud為負(fù)值半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud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)，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路?？裳赜谜鞯霓k法來(lái)處理逆變時(shí)有關(guān)波形與參數(shù)計(jì)算等各項(xiàng)問(wèn)題把a(bǔ) p /2時(shí)的控制角用 表示，b 稱為逆變角而逆變角b和控制角a的計(jì)量

5、方向相反，其大小自b =0的起始點(diǎn)向左方計(jì)量電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路逆變角以及參數(shù)計(jì)算電力電子技術(shù)基礎(chǔ)3.2 有源逆變電路電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路三相橋式有源逆變電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)逆變和整流的區(qū)別：控制角 不同 0 p /2時(shí)，電路工作在整流狀態(tài)p /2 g 時(shí)，換相結(jié)束時(shí)，晶閘管能承受反壓而關(guān)斷。如果b g 時(shí)（從圖右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管（VT2）會(huì)關(guān)斷，而應(yīng)關(guān)斷的晶閘管（VT1)不能關(guān)斷，最終導(dǎo)致逆變失敗。 電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路確定最小逆變角的依據(jù)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)逆變時(shí)允許采用的最小逆變角b 應(yīng)等于 bmin=d +g+q d :晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq折合的電角度，tq大的可達(dá)200300s，折算到電角度約45；g 換相重疊角，隨直流平均電流和換相電抗的增加而增大。 電力電子技術(shù)第三部分 電力電子變換電路確定最小逆變角的依據(jù)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)或參照整流時(shí)g 的計(jì)算方法： Cos cos（ ）= 根據(jù)逆變工作時(shí) ，并設(shè) ，上式 可改寫(xiě)成