晶闸管可控整流电路-2.ppt

3.6 全控整流电路的有源逆变工作状态,3.6.1 逆变的概念 3.6.2 三相桥式变流器逆变工作状态 3.6.3 逆变失败与最小逆变角的限制,1.逆变把直流电转变成交流电，即整流的逆过程。 2.逆变电路把直流电逆变成交流电的电路（逆变器）。,无源逆变逆变器的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载。（变频器）,有源逆变交流侧和电网连结,电路将直流电逆变成同频率的交流电,反送到电网中去。,3.6.1 逆变的概念,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。 对于全控晶闸管整流电路，满足一定条件就可工作于有源 逆变状态，其电路形式未变，只是电路工作条件改变。 既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路。,3.逆变产生的条件,逆变的概念,单相全波电路的整流,单相全波电路的逆变,1,逆变产生的条件,单相全波电路的整流,单相全波电路的整流,交流电网输出电功率,电动机输入电功率,逆变产生的条件,单相全波电路的逆变,单相全波电路的逆变,电动机M回馈制动 Id方向不变，欲改变电能的输送方向，只能改变EM极性。 为了防止两电动势顺向串联，Ud极性也必须反过来，即Ud应为负值，且|EM | |Ud |，才能把电能从直流侧送到交流侧,实现逆变。,交流电网输入电功率,电动机输出电功率,逆变产生的条件,从上述分析中，可以归纳出产生逆变的条件：,外部条件：变流器直流侧应有直流电动势，其极性和晶 闸管导通方向一致，其值大于变流器直流平 均电压。 内部条件：控制角 使变流器输出电压Ud0。,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,逆变和整流的区别：控制角 不同 0 p /2 时，电路工作在整流状态。 p /2 p时，电路工作在逆变状态。,逆变角 以a = p 作为计量起点，向左计量到触发脉冲前沿为止的电角度，称为逆变角，用b 表示。 b = p- 逆变角b 和控制角a 的计量方向相反。,1,3.6.2 三相桥式变流器逆变工作状态,1.主电路,2.工作过程及波形分析,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 两端电压波形如图所示。,三相桥式变流器逆变工作状态,3.数量关系,三相桥式变流器逆变工作状态,3.数量关系,三相桥式变流器逆变工作状态,3.数量关系,3.6.3 逆变失败与最小逆变角的限制,逆变失败（逆变颠覆）,变流器为逆变工作状态时，若发生换相失控，就会导致外接电动势通过晶闸管形成短路，或者发生输出平均电压和外接电动势顺向串联形成短路，这种情况称为逆变失败或称为逆变颠覆。,（1）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。 （2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 （3）交流电源缺相或突然消失。 （4）换相的裕量角不足，引起换相失败。,逆变失败的原因,换相重叠角的影响：,交流侧电抗对逆变换相过程的影响,逆变失败与最小逆变角的限制,当b g 时，经过换相过程后，a相电压仍高于c相电压，所以换相结束时，能使VT3承受反压而关断。,如果b g 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，c相电压高于a相电压,导通的晶闸管VT1因承受反压而重新关断，使得应关断的晶闸管VT3不能关断而继续导通，且c相电压随着时间的推移越来越高，电动势顺向串联导致逆变失败。,以VT3换相到VT1的过程为例：,综上所述，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。,确定最小逆变角bmin的依据 逆变时允许采用的最小逆变角b 应等于 bmin=d +g+q,d 晶闸管的关断时间tq折合的电角度,g 换相重叠角,q安全裕量角,tq大的可达200300us，折算到电角度约3.65.4。,随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。,主要针对脉冲不对称程度，一般取为1