諧波與無(wú)功功率分析基礎(chǔ)

整流電路的諧波和功率因數(shù)3.5.1諧波和無(wú)功功率分析基礎(chǔ)3.5.2帶阻感負(fù)載時(shí)可控整流電路交流側(cè)諧

波和功率因數(shù)分析3.5.3電容濾波的不可控整流電路交流側(cè)諧

波和功率因數(shù)分析3.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析

3.5.1諧波和無(wú)功功率分析基礎(chǔ)2/131■諧波

◆正弦波電壓可表示為式中U為電壓有效值；u為初相角；為角頻率，=2f=2/T；f為頻率；T為周期。◆非正弦電壓u(t)分解為如下形式的傅里葉級(jí)數(shù)

3.5.1諧波和無(wú)功功率分析基礎(chǔ)式中n=1,2,3…(3-54)(3-55)3/1313.5.1諧波和無(wú)功功率分析基礎(chǔ)或式中，cn、n和an、bn的關(guān)系為◆基波（fundamental）：頻率與工頻相同的分量。

諧波：頻率為基波頻率大于1整數(shù)倍的分量。

諧波次數(shù)：諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比?！鬾次諧波電流含有率以HRIn（HarmonicRatioforIn）表示◆電流諧波總畸變率THDi（TotalHarmonicdistortion）分別定義為（Ih為總諧波電流有效值）(3-56)(3-57)(3-58)4/1313.5.1諧波和無(wú)功功率分析基礎(chǔ)■功率因數(shù)

◆正弦電路

?有功功率就是其平均功率：

式中U、I分別為電壓和電流的有效值，為電流滯后于電壓的相位差。?視在功率為：

S=UI

?無(wú)功功率為：

Q=UIsin

?功率因數(shù)為：

?無(wú)功功率Q與有功功率P、視在功率S之間的關(guān)系：

?在正弦電路中，功率因數(shù)是由電壓和電流的相位差決定的，其值為：=cos

(3-59)(3-60)(3-61)(3-62)(3-63)(3-64)5/1313.5.1諧波和無(wú)功功率分析基礎(chǔ)◆非正弦電路

?有功功率為?功率因數(shù)為：式中I1為基波電流有效值，1為基波電流與電壓的相位差。式中，=I1/I，即基波電流有效值和總電流有效值之比，稱為基波因數(shù)，而cos1稱為位移因數(shù)或基波功率因數(shù)。

?無(wú)功功率

√定義很多，但尚無(wú)被廣泛接受的科學(xué)而權(quán)威的定義。

√一般簡(jiǎn)單定義為（反映了能量的流動(dòng)和交換）：

√仿照式（2-61）定義為：

?畸變功率D為：(3-65)(3-66)(3-67)(3-68)(3-71)6/1313.5.2帶阻感負(fù)載時(shí)可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析■單相橋式全控整流電路◆電流波形如圖3-6所示，將電流波形分解為傅里葉級(jí)數(shù)，可得其中基波和各次諧波有效值為n=1,3,5,…可見(jiàn)，電流中僅含奇次諧波，各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。

圖3-6i2的波形(3-72)(3-73)7/1313.5.2帶阻感負(fù)載時(shí)可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析◆功率因數(shù)

?基波電流有效值為?i2的有效值I=Id，可得基波因數(shù)為

?電流基波與電壓的相位差就等于控制角，故位移因數(shù)為

?功率因數(shù)為(3-74)(3-75)(3-76)(3-77)8/1313.5.2帶阻感負(fù)載時(shí)可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析圖3-24ia的波形■三相橋式全控整流電路

◆以=30為例，電流有效值為

◆電流波形分解為傅立葉級(jí)數(shù)(3-78)(3-79)9/1313.5.2帶阻感負(fù)載時(shí)可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析由式（3-79）可得電流基波和各次諧波有效值分別為結(jié)論：電流中僅含6k1（k為正整數(shù)）次諧波，各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。◆功率因數(shù)?基波因數(shù)為?電流基波與電壓的相位差仍為，故位移因數(shù)仍為

?功率因數(shù)為(3-80)(3-81)(3-82)(3-83)10/1313.5.3電容濾波的不可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析■單相橋式不可控整流電路

◆采用感容濾波。

◆電容濾波的單相不可控整流電路交流側(cè)諧波組成有如下規(guī)律：

?諧波次數(shù)為奇次。

?諧波次數(shù)越高，諧波幅值越小。

?諧波與基波的關(guān)系是不固定的。

?越大，則諧波越小?！絷P(guān)于功率因數(shù)的結(jié)論如下：

?位移因數(shù)接近1，輕載超前，重載滯后。?諧波大小受負(fù)載和濾波電感的影響。11/1313.5.3電容濾波的不可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析■三相橋式不可控整流電路

◆有濾波電感?！艚涣鱾?cè)諧波組成有如下規(guī)律：?諧波次數(shù)為6k±1次，k=1，2，3…。

?諧波次數(shù)越高，諧波幅值越小。?諧波與基波的關(guān)系是不固定的?！絷P(guān)于功率因數(shù)的結(jié)論如下：

?位移因數(shù)通常是滯后的,但與單相時(shí)相比,位移因數(shù)更接近1。

?隨負(fù)載加重（RC的減小），總的功率因數(shù)提高；同時(shí)，隨濾波電感加大，總功率因數(shù)也提高。12/1313.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析圖3-35=0時(shí)，m脈波整流電路的整流電壓波形■整流電路的輸出電壓是周期性的非正弦函數(shù)，其中主要成分為直流，同時(shí)包含各種頻率的諧波，這些諧波對(duì)于負(fù)載的工作是不利的?！?0時(shí)，m脈波整流電路的整流電壓和整流電流的諧波分析

◆整流電壓表達(dá)式為(3-84)13/1313.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析對(duì)該整流輸出電壓進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解，得出：式中，k=1，2，3…；且：◆電壓紋波因數(shù)其中(3-85)(3-86)(3-87)(3-88)(3-89)14/1313.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析m23612∞

u（%）48.218.274.180.9940將上述式（3-89）、（3-90）和（3-86）代入（3-88）得

表3-3不同脈波數(shù)m時(shí)的電壓紋波因數(shù)值(3-90)(3-91)15/1313.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析◆負(fù)載電流的傅里葉級(jí)數(shù)

上式中：(3-92)(3-93)(3-94)(3-95)16/1313.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析◆=0時(shí)整流電壓、電流中的諧波有如下規(guī)律：

?m脈波整流電壓ud0的諧波次數(shù)為mk（k=1，2，3...）次，即m的倍數(shù)次；整流電流的諧波由整流電壓的諧波決定，也為mk次。?當(dāng)m一定時(shí)，隨諧波次數(shù)增大，諧波幅值迅速減小，表明最低次（m次）諧波是最主要的，其它次數(shù)的諧波相對(duì)較少；當(dāng)負(fù)載中有電感時(shí)，負(fù)載電流諧波幅值dn的減小更為迅速。?m增加時(shí)，最低次諧波次數(shù)增大，且幅值迅速減小，電壓紋波因數(shù)迅速下降。

17/1313.5.4整流輸出電壓和電流的諧波分析■不為0時(shí)的情況

◆整流電壓分解為傅里葉級(jí)數(shù)為：

◆以n為參變量，n次諧波幅值對(duì)的關(guān)系如圖3-36所示：

?當(dāng)從0~90變化時(shí)，ud的諧波幅值隨增大而增大，=90時(shí)諧波幅值最大。

?從90~180之間電路工作于有源逆變工作狀態(tài)，ud的諧波幅值隨增大而減小。

圖3-36三相全控橋電流連續(xù)時(shí)，以n為參變量的與的關(guān)系(3-96)18/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路■電路分析

◆電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

?二次側(cè)為兩組匝數(shù)相同極性相反的繞阻，分別接成兩組三相半波電路。

?二次側(cè)兩繞組的極性相反可消除鐵芯的直流磁化，如圖3-38，雖然兩組相電流的瞬時(shí)值不同，但是平均電流相等而繞組的極性相反，所以直流安匝互相抵消。

?平衡電抗器保證兩組三相半波整流電路能同時(shí)導(dǎo)電。

?與三相橋式電路相比，雙反星形電路的輸出電流可大一倍。圖3-37帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路19/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路◆平衡電抗器

?接平衡電抗器的原因

√兩個(gè)直流電源并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，只有當(dāng)電壓平均值和瞬時(shí)值均相等時(shí)，才能使負(fù)載均流，在雙反星形電路中，兩組整流電壓平均值相等，但瞬時(shí)值不等。

√兩個(gè)星形的中點(diǎn)n1和n2間的電壓等于ud1和ud2之差，該電壓加在Lp上，產(chǎn)生電流ip，它通過(guò)兩組星形自成回路，不流到負(fù)載中去，稱為環(huán)流或平衡電流。

√為了使兩組電流盡可能平均分配，一般使Lp值足夠大，以便限制環(huán)流在負(fù)載額定電流的1%～2%以內(nèi)。√雙反星形電路中如不接平衡電抗器，即成為六相半波整流電路。

√六相半波整流電路中，只能有一個(gè)晶閘管導(dǎo)電，其余五管均阻斷，每管最大導(dǎo)通角為60，平均電流為Id/6；當(dāng)=0時(shí)，Ud為1.35U2，比三相半波時(shí)的1.17U2略大些；因晶閘管導(dǎo)電時(shí)間短，變壓器利用率低，極少采用。20/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路tupud1,ud2OO60°360°t1

tb)a)uaubucuc'ua'ub'ub'圖3-39平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形圖3-40平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況?平衡電抗器的工作原理分析

√平衡電抗器Lp承擔(dān)了n1、n2間的電位差，它補(bǔ)償了ub'和ua的電動(dòng)勢(shì)差，使得ub'和ua兩相的晶閘管能同時(shí)導(dǎo)電?！蘴1時(shí)，ub'>ua，VT6導(dǎo)通，此電流在流經(jīng)LP時(shí)，LP上要感應(yīng)一電動(dòng)勢(shì)up，其方向是要阻止電流增大?？蓪?dǎo)出Lp兩端電壓、整流輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：(3-97)(3-98)t1時(shí)刻21/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路圖3-39平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形圖3-40平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況√雖然ud1<ud2，但由于Lp的平衡作用，使得晶閘管VT6和VT1同時(shí)導(dǎo)通?！虝r(shí)間推遲至ub'與ua的交點(diǎn)時(shí)，ub'=ua，up=0?！讨髐b'<ua，則流經(jīng)b'相的電流要減小，但Lp有阻止此電流減小的作用，up的極性反向，Lp仍起平衡的作用，使VT6繼續(xù)導(dǎo)電?！讨钡絬c'>ub'，電流才從VT6換至VT2，此時(shí)VT1、VT2同時(shí)導(dǎo)電?！堂恳唤M中的每一個(gè)晶閘管仍按三相半波的導(dǎo)電規(guī)律而各輪流導(dǎo)電。√平衡電抗器中點(diǎn)作為整流電壓輸出的負(fù)端，其輸出的整流電壓瞬時(shí)值為兩組三相半波整流電壓瞬時(shí)值的平均值。tupud1,ud2OO60°360°t1

tb)a)uaubucuc'ua'ub'ub'22/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路■諧波分析◆將圖3-38中ud1和ud2的波形用傅氏級(jí)數(shù)展開(kāi)，可得當(dāng)=0時(shí)的ud1、ud2，即由式（3-97）和（3-98）可得

◆負(fù)載電壓ud中的諧波分量比直流分量要小得多，而且最低次諧波為六次諧波。

◆直流平均電壓為

(3-99)(3-100)(3-101)(3-102)23/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路。90=a。60=a。30=audududwtOwtOwtOuaubucuc'ua'ub'ubucuc'ua'ub'ubucuc'ua'ub'■=30、=60和=90時(shí)輸出電壓的波形分析

◆當(dāng)需要分析各種控制角時(shí)的輸出波形時(shí)，可根據(jù)式（3-98）先求出兩組三相半波電路的ud1和ud2波形，然后做出波形(ud1+ud2)/2。

◆輸出電壓波形與三相半波電路比較，脈動(dòng)程度減小了，脈動(dòng)頻率加大一倍，f=300Hz。

◆在電感負(fù)載情況下，移相范圍是90。

◆在電阻負(fù)載情況下，移相范圍為120。

◆整流電壓平均值為Ud=1.17圖3-41當(dāng)=30、60、90時(shí)，雙反星形電路的輸出電壓波形U2cos24/1313.6.1帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路■將雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較可得出以下結(jié)論◆三相橋?yàn)閮山M三相半波串聯(lián)，而雙反星形為兩組三相半波并聯(lián)，且后者需用平衡電抗器。

◆當(dāng)U2相等時(shí)，雙反星形的Ud是三相橋的1/2，而Id是單相橋的2倍?！魞煞N電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系一樣，ud和id的波形形狀一樣。25/1313.6.2多重化整流電路■可采用多重化整流電路減輕整流裝置所產(chǎn)生的諧波、無(wú)功功率等對(duì)電網(wǎng)的干擾，將幾個(gè)整流電路多重聯(lián)結(jié)可以減少交流側(cè)輸入電流諧波，而對(duì)晶閘管多重整流電路采用順序控制的方法可提高功率因數(shù)?！鲆葡喽嘀芈?lián)結(jié)

◆有并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)和串聯(lián)多重聯(lián)結(jié)。

◆可減少輸入電流諧波，減小輸出電壓中的諧波并提高紋波頻率，因而可減小平波電抗器。

◆使用平衡電抗器來(lái)平衡2組整流器的電流?！魣D3-42的電路是2個(gè)三相橋并聯(lián)而成的12脈波整流電路。圖3-42并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的12脈波整流電路26/1313.6.2多重化整流電路圖3-43移相30串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路◆移相30構(gòu)成的串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路

?整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成相位相差30、大小相等的兩組電壓，接到相互串聯(lián)的2組整流橋。

?因繞組接法不同，變壓器一次繞組和兩組二次繞組的匝比如圖所示，為1:1:。

?該電路為12脈波整流電路。

星形接法三角形接法27/131?其他特性如下：

√直流輸出電壓3.6.2多重化整流電路?對(duì)圖3-44波形iA進(jìn)行傅里葉分析，可得其基波幅值Im1和n次諧波幅值Imn分別如下：即輸入電流諧波次數(shù)為12k±1，其幅值與次數(shù)成反比而降低?！坦β室驍?shù)(3-103)(3-104)√位移因數(shù)（單橋時(shí)相同）28/1313.6.2多重化整流電路◆利用變壓器二次繞阻接法的不同，互相錯(cuò)開(kāi)20，可將三組橋構(gòu)成串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路

?整流變壓器采用星形三角形組合無(wú)法移相20，需采用曲折接法。

?整流電壓ud在每個(gè)電源周期內(nèi)脈動(dòng)18次，故此電路為18脈波整流電路。

?交流側(cè)輸入電流諧波更少，為18k±1次（k=1,2,3…），ud的脈動(dòng)也更小。?輸入位移因數(shù)和功率因數(shù)分別為：cos1=cos=0.9949cos◆將整流變壓器的二次繞組移相15，可構(gòu)成串聯(lián)4重聯(lián)結(jié)電路

?為24脈波整流電路。

?其交流側(cè)輸入電流諧波次為24k±1，k=1，2，3…。?輸入位移因數(shù)功率因數(shù)分別為：cos1=cos=0.9971cos◆采用多重聯(lián)結(jié)的方法并不能提高位移因數(shù)，但可使輸入電流諧波大幅減小，從而也可以在一定程度上提高功率因數(shù)。29/1313.6.2多重化整流電路db)c)iId2IduOap+aa)圖3-45單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路及順序控制時(shí)的波形

■多重聯(lián)結(jié)電路的順序控制

◆只對(duì)一個(gè)橋的角進(jìn)行控制，其余各橋的工作狀態(tài)則根據(jù)需要輸出的整流電壓而定，或者不工作而使該橋輸出直流電壓為零，或者=0而使該橋輸出電壓最大。

◆根據(jù)所需總直流輸出電壓從低到高的變化，按順序依次對(duì)各橋進(jìn)行控制，因而被稱為順序控制。

◆以用于電氣機(jī)車(chē)的3重晶閘管整流橋順序控制為例

?當(dāng)需要輸出的直流電壓低于三分之一最高電壓時(shí)，只對(duì)第I組橋的角進(jìn)行控制，同時(shí)VT23、VT24、VT33、VT34保持導(dǎo)通，這樣第II、III組橋的直流輸出電壓就為零。

30/1313.6.2多重化整流電路?當(dāng)需要輸出的直流電壓達(dá)到三分之一最高電壓時(shí)，第I組橋的角為0。?需要輸出電壓為三分之一到三分之二最高電壓時(shí)，第I組橋的角固定為0，VT33和VT34維持導(dǎo)通，僅對(duì)第II組橋的角進(jìn)行控制。?需要輸出電壓為三分之二最高電壓以上時(shí)，第I、II組橋的角固定為0，僅對(duì)第III組橋的角進(jìn)行控制。db)c)iId2IduOap+a圖3-45單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路及順序控制時(shí)的波形

a）31/1313.6.2多重化整流電路?當(dāng)需要輸出的直流電壓達(dá)到三分之一最高電壓時(shí)，第I組橋的角為0。?需要輸出電壓為三分之一到三分之二最高電壓時(shí)，第I組橋的角固定為0，VT33和VT34維持導(dǎo)通，僅對(duì)第II組橋的角進(jìn)行控制。?需要輸出電壓為三分之二最高電壓以上時(shí)，第I、II組橋的角固定為0，僅對(duì)第III組橋的角進(jìn)行控制。db)c)iId2IduOap+a圖3-45單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路及順序控制時(shí)的波形

a）32/1313.6.2多重化整流電路圖3-45a)單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路

◆使直流輸出電壓波形不含負(fù)的部分，可采取如下控制方法

?以第I組橋?yàn)槔?，?dāng)電壓相位為時(shí)，觸發(fā)VT11、VT14使其導(dǎo)通并流過(guò)直流電流。

?在電壓相位為時(shí)，觸發(fā)VT13，則VT11關(guān)斷，通過(guò)VT13、VT14續(xù)流，橋的輸出電壓為零而不出現(xiàn)負(fù)的部分。

?電壓相位為+時(shí)，觸發(fā)VT12，則VT14關(guān)斷，由VT12、VT13導(dǎo)通而輸出直流電壓。

?電壓相位為2時(shí)，觸發(fā)VT11，則VT13關(guān)斷，由VT11和VT12續(xù)流，橋的輸出電壓為零?！繇樞蚩刂频碾娏鞑ㄐ沃?，正（或負(fù)）半周期內(nèi)前后四分之一周期波形不對(duì)稱，因此含有一定的偶次諧波，但其基波分量比電壓的滯后少，因而位移因數(shù)高，從而提高了總的功率因數(shù)。

33/1313.7整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

3.7.1逆變的概念

3.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

3.7.3逆變失敗與最小逆變角的限制

34/1313.7.1逆變的概念■什么是逆變？為什么要逆變？

◆逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過(guò)程。◆逆變電路：把直流電逆變成交流電的電路。

?當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，為有源逆變電路。?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，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，稱為無(wú)源逆變。◆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。35/1313.7.1逆變的概念圖3-46直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)之間電能的流轉(zhuǎn)a）兩電動(dòng)勢(shì)同極性EG>EMb）兩電動(dòng)勢(shì)同極性EM>EG

c）兩電動(dòng)勢(shì)反極性，形成短路■直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)

◆M作電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，EG>EM，電流Id從G流向M，電能由G流向M，轉(zhuǎn)變?yōu)镸軸上輸出的機(jī)械能。

◆回饋制動(dòng)狀態(tài)中，M作發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)，EM>EG，電流反向，從M流向G，M軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒oG。

◆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?！魞蓚€(gè)電動(dòng)勢(shì)同極性相接時(shí)，電流總是從電動(dòng)勢(shì)高的流向電動(dòng)勢(shì)低的，由于回路電阻很小，即使很小的電動(dòng)勢(shì)差值也能產(chǎn)生大的電流，使兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)之間交換很大的功率，這對(duì)分析有源逆變電路是十分有用的。36/1313.7.1逆變的概念EM■逆變產(chǎn)生的條件

◆以單相全波電路代替上述發(fā)電機(jī)來(lái)分析

?電動(dòng)機(jī)M作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，全波電路應(yīng)工作在整流狀態(tài)，的范圍在0~/2間，直流側(cè)輸出Ud為正值，并且Ud>EM，交流電網(wǎng)輸出電功率，電動(dòng)機(jī)則輸入電功率。

?電動(dòng)機(jī)M作發(fā)電回饋制動(dòng)運(yùn)行，由于晶閘管器件的單向?qū)щ娦裕娐穬?nèi)Id的方向依然不變，而M軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒oG，只能改變EM的極性，為了避免兩電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)，Ud的極性也必須反過(guò)來(lái)，故的范圍在/2~，且|EM|>|Ud|。

uuua)b)u10udu20u10aOOwtIdidUd>EM10ud2010OOIdidUd<aVT1VT2VT2id=iVT+iVT12id=iVT+iVT12iVT1iVT2iVT1iiiwtwtwt圖3-47單相全波電路的整流和逆變

37/1313.7.1逆變的概念◆產(chǎn)生逆變的條件

?要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。

?要求晶閘管的控制角>/2，使Ud為負(fù)值。

?兩者必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變?！舭肟貥蚧蛴欣m(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。38/1313.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)uabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcuaubucuaubucuaubucuaubu2udwtOwtOb=p4b=p3b=p6b=p4b=p3b=p6wt1wt3wt2圖3-48三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)的電壓波形

■逆變角

◆通常把>/2時(shí)的控制角用-=表示，稱為逆變角。

◆的大小自=0的起始點(diǎn)向左方計(jì)量。

◆三相橋式電路工作于有源逆變狀態(tài)，不同逆變角時(shí)的輸出電壓波形及晶閘管兩端電壓波形如圖3-48所示。39/1313.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)■基本的數(shù)量關(guān)系

◆三相橋式電路的輸出電壓Ud=-3.34U2cos=-1.35U2Lcos◆輸出直流電流的平均值

◆流過(guò)晶閘管