三相有源逆变器的控制与建模

摘要本文分析了三相有源逆变电路（三相半波和全控桥式有源逆变电路）的工作原理以及控制方法。分析了相控角的大小以及直流侧负载情况和变换器的工作状态的关系。采用开环相控触发方式，在MATLAB/SIMULINK下建立了三相全控桥式变换电路的仿真模型，通过调整其触发角（90），并且直流侧接绝对值大于变换器直流测输出平均电压绝对值的反电动势，使之工作在有源逆变的状态。通过仿真得到了较为理想的波形结果，仿真结果证明了理论分析的正确性。关键词MATLAB/SIMULINK；有源逆变电路；相控A1A0A2A3A4A5A6A7A9A10A8A122ABSTRACTTHEPAPERFOCUSESONTHETHREEPHASEACTIVEINVERSIONTHECIRCUITBYTHEINTRODUCTIONTOTHEELECTRICCIRCUITOFACTIVEINVERSIONTHREEPHASEHALFWAVEANDFULLCONTROLOFACTIVEINVERTERBRIDGEANDANALYSISCONCRETELYTHERELATIONOFACTIVEINVERTEROUTPUTVOLTAGE，CONTROLLEDANGLEANDLOADCHARACTERISTICSBYUSINGOPENLOOPPHASECONTROLMODE，ITESTABLISHSIMULATIONMODELOFTHREEPHASEFULLYCONTROLLEDBRIDGERECTIFIERANDACTIVEINVERTERINTHEENVIRONMENTOFMATLAB/SIMULINKANDGAINMORESATISFACTORYSIMULATIONWAVEFORMSBEINGCONSISTENTWITHTHERESULTBYCONVENTIONALMETHODOFANALYSIS，THEPAPERCONFIRMSTHECORRECTNESSOFTHETHEORETICALANALYSISANDSHOWSHIGHUSINGVALUEOFMATLABSOFTWAREINTEACHINGANDRESEARCHOFPOWERELECTRONICSTECHNOLOGYKEYWORDSMATLAB/SIMULINKACTIVEINVERTERCIRCUITPHASECONTROL目录摘要IABSTRACTII1绪论111MATLAB语言简介112有源逆变电路工作原理113控制方法214三种有源逆变模式单元电路的比较72有源逆变与相控变流器特性921有源逆变电路的工作原理922三相桥式整流电路1223三相有源逆变电路1924有源逆变的应用2825小结333三相有源逆变电路的仿真3431三相全控桥式有源逆变电路建模3432仿真结果分析374结论39参考文献40致谢41A11A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A2311绪论在电力电子技术中，把交流电能变成直流电源的过程称为整流，而把直流电能变换成交流电能的过程则称之为逆变，它是整流的逆过程。在逆变电路中，按照负载性质的不同，逆变电路可以分为有源逆变和无缘逆变。如果把G16825电路的交流侧接到交流电源G990，把直流电能G13475过直交变换，逆变成G994交流电源同G20069G10587的交流电G17832G3250到电G13605中，称之为有源逆变。相G5224的G16786G3803G4613称之为有源逆变器，控制角大于90的相控整流器为G5132G16277的有源逆变器1。本文G1039G16213对有源逆变电路G17839G15904G16764论，G1075对其控制方式G17839G15904了G980G4462的了G16311。并G5224用MATLAB的可G16282G2282仿真工G1867SIMULINK对三相全控桥式有源逆变电路G17839G15904建模，并对仿真结果G17839G15904了分析，并得出了较为理想的仿真结果2。采用MATLABG7481仿真电力电子技术G16850程中的G1268G13491G4466G20576，和G1268G13491的G11840G1226G4466G20576对G8616,G7368直G16278G7368G5567G6475。11MATLAB语言简介MATLABG17731G1226G6564G1391的仿真工G1867G12677SIMULINK是G980G1022G2163能G2325分G5390大的仿真G17731G1226，可以G7693G6466用G6155的G19668G16213方G1427G3332为系G13491建立模型，并且G2325分直G16278，仿真G12946G5242G20652，结果G1946确。G10317G2047是PSB（电力系G13491模G3371G5223）中G2265G2559了大G18339的电力电子G2163能模G3371，为G6117G1216的仿真G6564G1391了G7509大的G1427G2045。MATLABG16833G16340G7380G2033是在1980G5192G11013G13666G3281的CLEVEMOLERG2350G3775G11752制的，G7380G2033G11458的是为G13459性G1207G6980G12573G16850程G6564G1391G980G12193方G1427可G15904的G4466G20576G6175G8585。MATLABG6564G1391了系G13491模型G3282形输G1849工G1867SIMULINK工G1867G12677。在MATLAB中的电力系G13491模G3371G5223PSB以SIMULINK为G17828G12651环G3671，G9097G11434了电路G451电力电子G451电G8680G1268动和电力系G13491G12573电工G4410G12197中G5132用的G3534本G1815G1226和系G13491仿真模型。它G11013以下6G1022子模G3371G13464成电源模G3371G5223G451G17842接模G3371G5223G451测G18339模G3371G5223G451G3534本G1226模G3371G5223G451电力电子模G3371G5223G451电G7438模G3371G522335。在G178376G1022G3534本模G3371G5223的G3534G11796G990,G7693G6466G19668G16213G17836可以G13464G2524出G5132用的G451G3809G7446的其它模G3371G9167G2164到G6164G19668的模G3371G5223中，为电力系G13491的G11752G12362和仿真G5114G7481G7368G3822的方G14274。12有源逆变电路工作原理三相全控桥式有源逆变电路G4466质G990是三相全控桥式可控整流电路工作的G980G1022G10317G4462状态，三相半波逆变电路原理G3282如G328211G6164G12046。G16213使整流电路工作于逆变状态，A11A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A232是G5529G20047有G1016G1022G7477G1226的G7261变流器的输出UD能G3827G6925变G7509性。G3252为G7242G19404管的单向导电性，电流ID不能G6925变方向，为了G4466现有源逆变，G5529G20047去G6925变UD的电G7509性。只G16213使变流器的控制角90即可5。2G5529G20047G16213有外接的直流电源E，并且直流电源EG1075G16213可以G6925变G7509性，并且|E|UD|。当G17837G1016G1022G7477G1226都满足的前G6564下，G4613可以G4466现有源逆变。A2411A25A26A27A28A29A30A31A32A33A3413控制方法131脉冲宽度调制技术PWM脉冲宽G5242调制PWM，是英文“PULSEWIDTHMODULATION”的缩写，简称脉宽调制，是G2045用微处理器的G6980字输出G7481对模拟电路G17839G15904控制的G980G12193非G5132有效的技术，广泛G5224用在从测G18339G451通信到G2163G10587控制G994变换的许G3822领域中。脉冲宽G5242调制是G980G12193模拟控制方式，其G7693G6466相G5224载荷的变G2282G7481调制G7242体管栅G7509或G3534G7509的偏置，G7481G4466现开关稳压电源输出G7242体管或G7242体管导通时间的G6925变，G17837G12193方式能使电源的输出电压在工作G7477G1226变G2282时保持恒G4462，是G2045用微处理器的G6980字输出G7481对模拟电路G17839G15904控制的G980G12193非G5132有效的技术6。PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响G5224好的优点而成为电力电子技术G7380广泛G5224用的控制方式，G1075是人G1216G11752G12362的热点。G11013于当今G12197G4410技术的发展已G13475没有了G4410G12197之间的界限，结G2524现G1207控制理论思想或G4466现无谐振G17731开关技术将会成为PWM控制技术发展的G1039G16213方向之G9807。随着电子技术的发展，出现了G3822G12193PWM技术，其中G2265括G726相电压控制A11A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A233PWMG451脉宽PWM法G451随G7438PWM、SPWM法G451G13459电压控制PWMG12573，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每G980脉冲宽G5242均相G12573的脉冲列作为PWM波形，通过G6925变脉冲列的周期可以调G20069，G6925变脉冲的宽G5242或占空G8616可以调压，采用适当控制方法即可使电压G994G20069G10587协调变G2282。可以通过调整PWM的周期G451PWM的占空G8616而达到控制充电电流的G11458的。模拟信号的值可以G17842续变G2282，其时间和幅G5242的分辨G10587都没有限制。9V电池G4613是G980G12193模拟器G1226，G3252为它的输出电压并不G12946确G3332G12573于9V，而是随时间发生变G2282，并可取任何G4466G6980值。G994此类似，从电池吸收的电流G1075不限G4462在G980G13464可能的取值范围之内。模拟信号G994G6980字信号的区G2047在于后者的取值通G5132只能属于预先确G4462的可能取值集G2524之内，例如在0V,5VG17837G980集G2524中取值。模拟电压和电流可直接用G7481G17839G15904控制，如对汽车收音G7438的音G18339G17839G15904控制。在简单的模拟收音G7438中，音G18339旋钮被G17842接到G980G1022可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流G13475G17837G1022电阻的电流G1075随之增G2164或减少，从而G6925变了驱动扬声器的电流值，使音G18339相G5224变大或变小。G994收音G7438G980样，模拟电路的输出G994输G1849成G13459性G8616例。尽管模拟控制看起G7481可能直G16278而简单，但它并不G5647是非G5132G13475G8994或可G15904的。其中G980点G4613是，模拟电路G4493G7143随时间G9430G12239，G3252而G19602以调G14422。能G3827G16311G1927G17837G1022G19394G20076的G12946G4506模拟电路可能非G5132G5234大G451G12540G18337如G13781式的G4490G5249立体声G16786G3803和G7126G17161。模拟电路G17836有可能G1017G18337发热，其G2163G13803相对于工作G1815G1226G1016G12483电压G994电流的G1068G12227成正G8616。模拟电路G17836可能对G3134声G5468G6947G5875，任何G6212动或G3134声都G13955G4462会G6925变电流值的大小。通过以G6980字方式控制模拟电路，可以大幅G5242G19489G1314系G13491的成本和G2163G13803。此外，许G3822微控制器和DSP已G13475在G14467G10267G990G2265G2559了PWM控制器，G17837使G6980字控制的G4466现变得G7368G2164G4493G7143了。PWM的G980G1022优点是从处理器到被控系G13491信号都是G6980字形式的，无G19668G17839G15904G6980模G17728换。G16765信号保持为G6980字形式可将G3134声G5445响G19489到G7380小。G3134声只有在G5390到足以将G17935G177651G6925变为G17935G177650或将G17935G177650G6925变为G17935G177651时，G1075G6177能对G6980字信号G1147生G5445响。对G3134声G6281G6251能力的增G5390是PWM相对于模拟控制的G2490外G980G1022优点，而且A11A13A14A15A16A17A18A19A20A21A22A234G17837G1075是在G7588G1135时G1517将PWM用于通信的G1039G16213原G3252。从模拟信号G17728向PWM可以G7509大G3332G5322G19283通信G17329G12175。在接收G12483，通过适当的RC或LCG13605G13488可以G9400G19512调制G20652G20069方波并将信号G17836原为模拟形式。G5647之，PWMG7094G13475G8994G451G14422G13434空间G451G6251G3134性能G5390，是G980G12193值得广大工程G5084在许G3822G16786G16757G5224用中使用的有效技术。132SPWMPWM的全称是PULSEWIDTHMODULATION（脉冲宽G5242调制），它是通过G6925变输出方波的占空G8616G7481G6925变G12573效的输出电压。广泛G3332用于电动G7438调G17907和G19412G19388控制，G8616如G6117G1216现在的电动车电G7438调G17907G4613是使用G17837G12193方式。G6164G16871SPWM，G4613是在PWM的G3534G11796G990G6925变了调制脉冲方式，脉冲宽G5242时间占空G8616按正G5370G16280G10587G6502列，G17837样输出波形G13475过适当的G9400波可以G1582到正G5370波输出。它广泛G3332用于直流交流逆变器G12573，G8616如G20652G13435G980G1135的G56G51G54G4613是G980G1022例子。三相SPWM是使用SPWM模拟G5078电的三相输出，在变G20069器领域被广泛的采用。SPWMSINUSOIDALPWM法是G980G12193G8616较成G10099的，G11458前使用较广泛的PWM法G17前G19766G6564到的采样控制理论中的G980G1022G18337G16213结论G726冲G18339相G12573而形状不同的G12376脉冲G2164在G1867有G5827性的环G14422G990时G15其效果G3534本相同。SPWM法G4613是以G16825结论为理论G3534G11796G15用脉冲宽G5242按正G5370G16280G5471变G2282而和正G5370波G12573效的PWM波形即SPWM波形控制逆变电路中开关器G1226的通G7041，使其输出的脉冲电压的G19766G12227G994G6164G5088G7407输出的正G5370波在相G5224区间内的G19766G12227相G12573，通过G6925变调制波的G20069G10587和幅值则可调G14422逆变电路输出电压的G20069G10587和幅值。G16825方法的G4466现有以下G1972G12193方G7708。G111G12G12573G19766G12227法G16825方G7708G4466G19481G990G4613是SPWM法原理的直接G19428G18334，用同样G6980G18339的G12573幅而不G12573宽的G11709形脉冲G5219列G1207G7379正G5370波，G9994后G16757G12651G2520脉冲的宽G5242和间G19560，并把G17837G1135G6980G6466G4396于微G7438中，通过G7609G15932的方式生成PWM信号控制开关器G1226的通G7041，以达到预期的G11458的。G11013于此方法是以SPWM控制的G3534本原理为出发点，可以G1946确G3332G16757G12651出G2520开关器G1226的通G7041时G2063，其G6164得的的波形G5468接G17829正G5370波，但其G4396在G16757G12651G13333G10724，G6980G6466占用内G4396大，不能G4466时控制的G13582点。G112G12G11840G1226调制法A35A36A37A38A39A40A41A42A43A44A45A465G11840G1226调制法是为G16311G1927G12573G19766G12227法G16757G12651G13333G10724的G13582点而G6564出的，其原理G4613是把G6164G5088G7407的波形作为调制信号，把接G2475调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到G6164期G7407的PWM波形。通G5132采用G12573G14148三角波作为载波，当调制信号波为正G5370波时，G6164得到的G4613是SPWM波形。其G4466现方法简单，可以用模拟电路G7512成三角波载波和正G5370调制波发生电路，用G8616较器G7481确G4462它G1216的交点，在交点时G2063对开关器G1226的通G7041G17839G15904控制，G4613可以生成SPWM波。但是，G17837G12193模拟电路结G7512G3809G7446，G19602以G4466现G12946确的控制。G113G12G17731G1226生成法G11013于微G7438技术的发展使得用G17731G1226生成SPWM波形变得G8616较G4493G7143，G3252此，G17731G1226生成法G1075G4613G5224G17828而生。G17731G1226生成法其G4466G4613是用G17731G1226G7481G4466现调制的方法，其有G1016G12193G3534本G12651法，即G14270G9994采样法和G16280则采样法。G114G12G14270G9994采样法以正G5370波为调制波，G12573G14148三角波为载波G17839G15904G8616较，在G1016G1022波形的G14270G9994交点时G2063控制开关器G1226的通G7041，G17837G4613是G14270G9994采样法。其优点是G6164得G54G51G58G48波形G7380接G17829正G5370波，但G11013于三角波G994正G5370波交点有任G5859性，脉冲中G5527在G980G1022周期内不G12573G17329，从而脉宽G15932达式是G980G1022G17241G17246方程，G16757G12651G13333G10724，G19602以G4466时控制。G115G12G16280则采样法G16280则采样法是G980G12193G5224用较广的工程G4466用方法，G980G14336采用三角波作为载波。其原理G4613是用三角波对正G5370波G17839G15904采样得到G19466G7811波，G1889以G19466G7811波G994三角波的交点时G2063控制开关器G1226的通G7041，从而G4466现SPWM法。当三角波只在其G20042点G11或G5225点G12G1313置对正G5370波G17839G15904采样时，G11013G19466G7811波G994三角波的交点G6164确G4462的脉宽，在G980G1022载波周期G11即采样周期G12内的G1313置是对称的，G17837G12193方法称为对称G16280则采样。当三角波G7094在其G20042点G2460在G5225点时G2063对正G5370波G17839G15904采样时，G11013G19466G7811波G994三角波的交点G6164确G4462的脉宽，在G980G1022载波周期G11此时为采样周期的G1016G1505G12内的G1313置G980G14336并不对称，G17837G12193方法称为非对称G16280则采样。G16280则采样法是对G14270G9994采样法的G6925G17839，其G1039G16213优点G4613是是G16757G12651简单，G1427于在G13459G4466时G17828G12651，其中非对称G16280则采样法G3252G19466G6980G3822而G7368接G17829正G5370。其G13582点是直流电压G2045用G10587较G1314，G13459性控制范围较小。以G990G1016G12193方法均只适用于同G8505调制方式中。A35A36A37A38A39A40A41A42A43A44A45A466G116G12G1314G8437谐波G9052去法G1314G8437谐波G9052去法是以G9052去PWM波形中G7588G1135G1039G16213的G1314G8437谐波为G11458的的方法G17其原理是对输出电压波形按G1625G8675G13435G6980展开，G15932G12046为ASINNUTTG15首先确G4462G3534波分G18339A1的值，G1889令G1016G1022不同的AN0，G4613可以建立三G1022方程，联立求G16311得A1，A2及A3，G17837样G4613可以G9052去G1016G1022G20069G10587的谐波。G16825方法虽G9994可以G5468好G3332G9052G19512G6164指G4462的G1314G8437谐波，但是，剩余未G9052去的较G1314G8437谐波的幅值可能会相当大，而且同样G4396在G16757G12651G3809G7446的G13582点。G16825方法同样只适用于同G8505调制方式中。G117G12G7811形波G994三角波G8616较法前G19766G6164介绍的G2520G12193方法G1039G16213是以输出波形尽G18339接G17829正G5370波为G11458的，从而忽G16282了直流电压的G2045用G10587，如SPWM法，其直流电压G2045用G10587仅为866。G3252此，为了G6564G20652直流电压G2045用G10587，G6564出了G980G12193新的方法G7811形波G994三角波G8616较法。G16825方法是采用G7811形波作为调制信号，三角波为载波，且使G1016波幅值相G12573，以G1016波的交点时G2063控制开关器G1226的通G7041G4466现PWM控制。G11013于当G7811形波幅值和三角波幅值相G12573时，其G6164G2559的G3534波分G18339幅值已G17241过了三角波幅值，从而可以有效G3332G6564G20652直流电压G2045用G10587。但G11013于G7811形波本身G2559有G1314G8437谐波，G6164以输出波形中G2559有5G8437，7G8437G12573G1314G8437谐波。133空间矢量脉宽调制（SVPWM）空间矢G18339脉宽调制SPACEVECTORPULSEWIDTHMODULATION。SVPWM的G1039G16213思想是以三相对称正G5370波电压G1391电时三相对称电动G7438G4462子理想磁链圆为参考标G1946，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以G6164形成的G4466G19481磁链矢G18339G7481追踪其G1946确磁链圆。G1268G13491的SPWM方法从电源的角G5242出发，以生成G980G1022可调G20069调压的正G5370波电源，而SVPWM方法将逆变系G13491和异G8505电G7438看作G980G1022整体G7481考虑，模型G8616较简单，G1075G1427于微处理器的G4466时控制。普通的三相全桥是G11013六G1022开关器G1226G7512成的三G1022半桥G17837六G1022开关器G1226G13464G2524起G7481（同G980G1022桥臂的G990下半桥的信号相反）共有8G12193安全的开关状态其中000、111（G17837里是G15932G12046三G1022G990桥臂的开关状态）G17837G1016G12193开关状态在电G7438驱动中都不会G1147生有效的电流。G3252此称其为零矢G18339。G2490外6G12193开关状态分G2047是六G1022有效矢G18339。它G1216将3A47A48A49A50A51A52A53A54A55A56A57A58760G5242的电压空间分为60G5242G980G1022扇区，共六G1022扇区。G2045用G17837六G1022G3534本有效矢G18339和G1016G1022零G18339。可以G2524成360G5242内的任何矢G183398。当G16213G2524成G7588G980矢G18339时先将G17837G980矢G18339分G16311到G12175它G7380G17829的G1016G1022G3534本矢G18339。而后用G17837G1016G1022G3534本矢G18339矢G18339去G15932G12046。而每G1022G3534本矢G18339的作用大小G4613G2045用作用时间G19283短去G1207G15932。在变G20069电G7438驱动时，矢G18339方向是G17842续变G2282的，G3252此G6117G1216G19668G16213不G7041的G16757G12651矢G18339作用时间。为了G16757G12651G7438处理的方G1427，在G2524成时G980G14336是G4462时去G16757G12651（如每01MSG16757G12651G980G8437）。G17837样G6117G1216只G16213G12651出在01MS内G1016G1022G3534本矢G18339作用的时间G4613可以了。G11013于G16757G12651出的G1016G1022时间的G5647G2524可能并不是01MSG8616G17837小，而那剩下的时间G4613按情况插G1849G2524适零矢G183399。G11013于在G17837样的处G18339时，G2524成的驱动波形和PWMG5468类似。G3252此G6117G1216G17836叫它PWM，G2460G3252G17837G12193PWM是G3534于电压空间矢G18339去G2524成的，G6164以G4613叫它SVPWM了。G19668G16213明白的是，SVPWM本身的G1147生原理G994PWM没有任何关系。只是象罢了。SVPWM的G2524成原理是G1022G5468G18337G16213的，它并不只用在SVPWM，在其它G980G1135G5224用中G1075G5468有用的。本论文将采用G1268G13491的相控控制技术。14三种有源逆变模式单元电路的比较有源逆变器从控制方式G990分，G1039G16213有三G12193G726相G1313控制，相G12239控制以及PWM控制。141相位控制相G1313控制G1039G16213针对G7242G19404管变流电路。它可以工作在整流状态，G1075可工作在有源逆变状态。G6164G16871相G1313控制是指通过控制G7242G19404管的触发角使电路处于有源逆变状态，并可控制有源逆变器的直流侧电压。有源逆变器G16213想工作在逆变状态，G19668满足如下G7477G1226G726A直流电动势G7509性G20047和G7242G19404管的导通方向G980致，且其绝对值大于变流电路直流侧的平均电压。BG7242G19404管触发角/2，使UD为负值，以防止G1016电动势顺向串联。在MATLAB中对此电路G17839G15904仿真，得到输出电流G6164G12046，可以看出A，B，C三相电流为正负交A59A60A61A62A63A64A65A66A67A68A69A708G7379方波，在G980周期内正负电流均为120，G2520相电流相错120。对G13605侧电流G17839G15904G1625立叶分析可得电流THD2957。G7242G19404管有源逆变电路输出电流相G1313取G1927于G7242G19404管的触发角，G11013于G7242G19404管非G14270关G7041器G1226，逆变电路为电G13605换流，为了避免逆变失败或逆变颠覆，G16213求G7380小逆变角为3035，G17837G1022G7477G1226G5468大的限制了电流的G12239相范围。若G16213使电能以单G1313G2163G10587G3252G6980G3250馈电G13605，G19668使0，G17837在现G4466中不可能达到。142相移控制相G12239控制G994相G1313控制原理G3534本相同，但它是针对可关G7041器G1226的控制方式，通过控制开关器G1226的导通G994关G7041，G1427可控制有源逆变器输出电压及输出电流，控制信号的相G1313G12239动直接控制着输出电压或输出电流的相G1313G12239动。相G12239控制可G5224用于电压型及电流型有源逆变器中，输出电压或输出电流为方波。（1）电压型有源逆变器三相电压型相G12239控制逆变电路，采用120导通方式。输出电压为方波，其相G1313G11013开关器G1226的控制信号G1927G4462。而输出电流G994逆变器交流侧电压，电G13605电压，G13605侧电阻，电G5875都有关系，不G7143控制其相G1313。电流G5647谐波畸变THDG13434为92。（2）电流型有源逆变器三相电流型方波逆变电路采用120导通方式，得到输出电流波形可G16277，输出电流为正负120导通的方波，其相G1313可随G5859控制，G6164以G13605侧G2163G10587G3252G6980可达1。电流G5647谐波畸变THD3106。143PWM三相PWM逆变电路用直接电流控制中的滞环电流控制模式，可任G5859控制G13605侧电流的幅值及相G1313。输出电流的波形G6164G12046，可G16277输出电流的正G5370G5242G5468G20652，当滞环宽G5242为1时，电流THD221。采用滞环PWM控制虽G9994电流响G5224G17907G5242G5567，G5647谐波畸变小，但开关G20069G10587G20652G1314悬殊，可从G1972KHZ到G1972G2325KHZ。A71A72A73A74A75A76A77A78A79A80A81A8292有源逆变与相控变流器特性21有源逆变电路的工作原理整流是把交流电变换成直流电G1391给负载，那么，能不能反过G7481，G2045用相控整流电路把直流电变为交流电呢完全可以。G6117G1216把G17837G12193整流的逆过程称为逆变。在许G3822场G2524，同G980套G7242G19404管或其他可控电力电子变流电路G7094可作整流G2460可作逆变，G17837G12193装置称为逆变流装置或变流器。G7693G6466逆变输出交流电能去向的不同，G6164有逆变电路G2460分为有源逆变和无源逆变G1016G12193，前者以电G13605为负载，将逆变输出的交流电能G3250送到电G13605，后者则以用电器为负载，如交流电G7438G451电炉G12573。无源逆变G2460称为变G20069器，将在以后讲述，本章以G7242G19404管电路为例G16764论有源逆变1011。211有源逆变的工作原理用单项桥式可控整流电路能G7379G1207直流发电G7438给直流电动G7438G1391电，为使电流G17842续而平稳，在G3250路中串接平波电G6251器LD。为G1427于分析，忽略变压器漏G6251G994G7242G19404管正向压G19489G12573的G5445响，G17837样，G980G1022G11013单项桥式可控整流电路G1391电的G7242G19404管直流电动G7438系G13491G4613形成了。在正G5132情况下，有G1016G12193工作状态，其电压波形分G2047G12046于G328221A、（B）中。A83AA84A85A86A87A88A71A72A73A74A75A76A77A78A79A80A81A8210（B）A89A90A87A88A9121A92A93A94A95A86A96A97A98A99A100A90A86A101A102A103A104A105A106A87A88（1）变流器工作于整流状态0/2PI。在G328221（A）中，G16786变流器工作于整流状态，G11013单相全控整流电路的分析可知，大电G5875负载在整流状态209COSDUU,控制角的G12239相范围为090OO，UD为正值，输出G12483P点电G1313G20652于N点电G1313，并且UDG5224大于电动G7438的反电势E，G6177能使变流器输出电能G1391给电动G7438作电动G17828G15904。此时电能G11013交流电G13605向直流电源（即直流电动G7438M的反电势E）馈电，G3250路电流/DDIUER,在整流状态下，G7242G19404管大部分时间工作于电源电压的正半周，承G2475的阻G7041电压G1039G16213为反向阻G7041电压，且其正向阻G7041时间对G5224着G7242G19404管的控制角。（2）变流器工作于逆变状态（/2PIPI的范围内工作，使变流器输出的平均电压UD的G7509性G994整流状态时相反，大小G5224和直流电势源配G2524，完成反馈直流电能G3250交流电G13605的G2163能12。从G990G19766的分析可以看出，整流和逆变G451交流和直流在G7242G19404管变换器中互相联系着，并在G980G4462G7477G1226下可互相G17728换，同G980G1022变流器，G7094可以作整流器，G2460可以G1582整流器，G2460可以G1582逆变器，其关键是内部和外部的G7477G122613。逆变电路的工作原理，参G18339关系及分析方法G12573都和整流电路G4506切相关，并在G5468G3822方G19766是G980致的。G7242G19404管整流器有源逆变G7477G1226的获得，G5529G20047G1867体情况G17839G15904G1867体分析。例如，在直流拖动系G13491中，当同G980G1022变流器从整流状态G17728G1849有源逆变状态，G17837G5859味着电动G7438G980G4462G16213从电动G17828G15904状态G17728变为发电制动G17828G15904状态，G16213求电动G7438电枢电势E的G7509性随之G6925变。对于G7588G1135生G1147G7438械，如直流卷扬G7438系G13491中，电势E的G7509性随G18337物的“G6564升”G994“下放”G14270G15904G6925变，但在大G3822G6980场G2524，生G1147G7438械的拖动电G7438不会G14270动G6925变电枢电势的G7509性，例如电力G7438车，在G990下坡道G15904驶时，G3252车轮G17728向不变，在下坡发电制动时，其电枢电势E的G7509性不能G14270G15904G6925变，为此G5529G20047采取其他措施，如可使励磁电流反向或反接电枢电路14。在可逆拖动系G13491中，通G5132采用G1016套反并联的变流器相互切换，如正G13464整流，电G7438正G17728电动，用反G13464G7481完成有源逆变G4466现正G17728制动；反G13464整流，点击反G17728电动，用正G13464G7481完成有源逆变，G4466现电G7438的反G17728制动，G12573G1257315。A107A108A109A110A111A112A113A114A115A116A117A11812不G19602分析，半控桥式电路或G1867有续流二G7509管的电路，G3252为不可能输出负电压，变流器不能G4466现有源逆变，而且G1075不允许直流侧出现反G7509性的直流电势。22三相桥式整流电路工业广泛G5224用的三相桥式全控整流电路，是G11013G1016G13464三相半波整流电路串联而成的，G980G13464三相半波整流电路为共阴G7509接G13459，G2490G980G13464是共阳G7509，如G328222（A）G6164G12046。如果它G1216的负载完全相同且控制角G980致，则负载电流1DIG4512DIG5224完全相同，在零G13459中流过的电流平均值0120DDIII，如果将零G13459切G7041，不G5445响电路工作，G4613成为三相桥式全控整流电路，如G328222（B）G6164G12046。G11013于共阴G7509G13464正半周触发导通，G13475变压器副边绕G13464的是正向电流，而共阳G7509G13464在负半周触发导通，流G13475变压器副边绕G13464的是反相电流；G3252此在G980周期中变压器绕G13464中没有直流磁势，而且每相绕G13464在正负半周都有电流流过，G5322G19283了变压器的导电时间，G6564G20652了变压器绕G13464的G2045用G105871617。（A）A119A120A121A122A123A124A125A126A127A123A128A125A126A129A130A131A132（B）A119A120A133A134A135A136A131A132A13722A119A120A121A122A123A124A125A126A127A123A128A125A126A129A130A138A139A119A120A133A134A135A136A131A132221三相桥式全控整流电路的工作原理及波形G328223为整流变压器采用D，Y接G13459的三相全控桥整流电路和00G451大电G5875负载时时的电压电流波形。G11013三相半波电路可知，在共阴G7509G13464的G14270G9994换流点（即00）1TG4513TG4515T时G2063分G2047触发1TG4513TG4515TG7242G19404管，G1016G13464G14270G9994换流点对G5224的G14270G9994换流点2TG4514TG4516T时G2063，分G2047触发2TG4514TG4516TG7242G19404管，G1016G13464G14270G9994换流点对G5224A140A141A142A143A144A145A146A147A148A149A150A15113相相差060，G1815G1226G2520G14270在本G13464内换流，即1351TTTT,2462TTTT,每G1022管子轮流导通0120，为了使电流通过负载G994电源形成G3250路，G5529G20047在共阴G7509G13464和共阳G7509G13464中G1022有G980G1022G7242G19404管同时导通。在12TT期间，A相电压较正，B相电压较负，在触发脉冲作用下，5TG4516T管同时导通，电流从A相G134751T负载6T流G3250B相，负载G990得到G13459电压ABU。从2T开始，A相电压乃保持电G1313G7380G20652，但C相电压开始G8616BG7368负，此时脉冲2GU触发，A152AA153A154A155A156A157A158A159A160A161A162A163A164A152BA153A165A166A167A168A169A170A171A172A164A152CA153A173A174A162A175A176A177A164A152DA153A160A161A178A175A179A180A181A162A161IAA182ICA183A162A184A162A161IAA168A176A177A18523A154A155A156A157A158A159A160A161A162A16