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1、3.7.1 逆变的概念逆变的概念1、何为是逆变？、何为是逆变？为何逆变？为何逆变？3.7 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状态例如： 直流输电终端换能站例如： 直流输电终端换能站须将高压直流逆变成工频交流并入当地须将高压直流逆变成工频交流并入当地电网电网，或是直接对用户供电或是直接对用户供电。常还有相反的要求（常还有相反的要求（DC/AC）对应于对应于整流的逆向过程整流的逆向过程逆变（逆变（Invertion）本章前几节学习了可控整流技术（本章前几节学习了可控整流技术（AC/DC），其应用极为广泛！），其应用极为广泛！ 直流传动、电气牵引；电解、电镀；直流储能、直流输电 等等直
2、流传动、电气牵引；电解、电镀；直流储能、直流输电 等等电网电网，或是直接对用户供电或是直接对用户供电。电力机车回馈制动电力机车回馈制动当电力机车下坡行驶或制动停车时，当电力机车下坡行驶或制动停车时，不不仅仅能将机车能将机车位位能或动能能或动能转转换为电能反馈回换为电能反馈回电网，电网，而且又而且又能能产生所需产生所需的制动力的制动力矩矩。不不间断间断供电电供电电源源 UPS用于向用于向敏感负载敏感负载（消防消防、医院医院、银银行、行、通通讯讯等等部门部门）可）可靠靠供电，供电，高高性性能高频能高频DC/AC/DC电电源源某些某些直流直流负荷负荷或或设备设备对直流电对直流电源源的的质量质量要求要
3、求较较高，高，而普通而普通可可靠靠整流电整流电源源不能不能满足满足时，时，可可采采用用: 不可控整流不可控整流 + 高频逆变高频逆变 +高频整流高频整流 相当于相当于最大最大了了m3.7.1 逆变的概念逆变的概念1、何为是逆变？、何为是逆变？为何逆变？为何逆变？有源逆变有源逆变逆变输出的交流电能馈送给交流电源（如电网）逆变输出的交流电能馈送给交流电源（如电网）在许多场合，只要满足一定条件，可控整流电路可以工作于有源逆变在许多场合，只要满足一定条件，可控整流电路可以工作于有源逆变无源逆变无源逆变逆变输出的交流电能供给交流负载逆变输出的交流电能供给交流负载3.7 整流电路的有源逆变工作状态整流电路
4、的有源逆变工作状态状态，这种整流电路称为变流器（变流电路）状态，这种整流电路称为变流器（变流电路）注意注意电路形式未变，只是电路工作条件转变。电路形式未变，只是电路工作条件转变。3.7.1 逆变的概念逆变的概念2、直流发电机、直流发电机电动机系统电能的流转电动机系统电能的流转两电势源同极性、且两电势源同极性、且EGEM，电能从，电能从G流向流向M，M作电动运行，作电动运行，M轴上输出机械能。轴上输出机械能。两电势源同极性、且两电势源同极性、且EG90。3.7.1 逆变的概念逆变的概念3、有源逆变产生的条件及工作、有源逆变产生的条件及工作原理原理 变换电变换电路路能输能输出负出负的直流的直流平均
5、平均电压电压Ud ，即即要求要求90。注意教材注意教材p.71中间一段话：中间一段话： 半控桥和有续流二极管的电路，不能实现有源逆变！半控桥和有续流二极管的电路，不能实现有源逆变！ 即必须是全控电路且无即必须是全控电路且无VDF，但并不一定要桥式电路。，但并不一定要桥式电路。3.7.2 三相有源逆变电路工作分析三相有源逆变电路工作分析1、三三相相半波半波逆变逆变3.7.2 三三相有源逆变电路工作相有源逆变电路工作分析分析1、三三相相半波半波逆变逆变电量计算：电量计算：3d VTII=REUIMd d =Ud= - 1.17U2cosIEIRPdMdd+=22VTII=逆变时，因逆变时，因EM为
6、负值，故为负值，故Pd一般为负值，一般为负值，表示功率由直流电源输送到交流电源。表示功率由直流电源输送到交流电源。3d dVTII=3.7.2 三相有源逆变电路工作分析三相有源逆变电路工作分析2、三三相相桥式桥式逆变逆变3.7.2 三三相有源逆变电路工作相有源逆变电路工作分析分析2、三三相相桥式桥式逆变逆变Ud= - 2.34U2cos2223VTdIII=3d VTII=REUIMd d =IEIRPdMdd+=23d dVTII=电量计算：电量计算：3.7.2 三相有源逆变电路工作分析三相有源逆变电路工作分析3、计算例题计算例题【例题】某三相半波晶闸管变流装【例题】某三相半波晶闸管变流装置
7、置，供电相电，供电相电压压U2=220V，直流电动机负载，电，直流电动机负载，电 枢枢电电阻阻Ra=0.3，电，电枢回枢回路路串串有有大平大平波电波电抗抗器（器（Ld ）以）以使使电机电流电机电流连续平滑连续平滑。 (1) 当当电机工作于电机工作于稳稳定电动状态，整流输出定电动状态，整流输出182V、电机电电机电枢枢电流为电流为50A时，时，试求试求： 触发角触发角 =? 电机电电机电枢反枢反电电势势EM=？流流过每个过每个晶闸管的电流晶闸管的电流平均平均值值IdVT和和有有效效值值 IVT为多为多少？少？变变压压器器二次侧二次侧相电流有相电流有效效值值I2=？ (2) 若若要要实现实现电机电
8、机从从(1)工作状态转为工作状态转为回回馈馈制制动状态，动状态，初始制初始制动电流动电流40A，求初始求初始 逆变逆变角角0=? 【解解】(1) 电动状态电动状态下下变流装变流装置置整流工作整流工作按按题给条件题给条件应应有有： 即即：故：故：【解解】(1) 电动状态电动状态下下变流装变流装置置整流工作整流工作，按按题给条件题给条件应应有有：d21.17cos1.17220 cos182 VUU=cos0.707 182V500.3dMM dUEEIAR=167VME=故：故：dVTd115016.67A33II=VTd115028.87A33II=2VT28.87AII=dM0 d1.172
9、20 cos( 167)40 A0.3UEIR =(2) 回回馈馈制制动时变流装动时变流装置置转为有源逆变工作，转为有源逆变工作，初始制初始制动电流为：动电流为：45 =解得解得：故：故：初始初始逆变逆变角角0cos0.6022 053 3.7.3 逆变失败及逆变失败及min限制限制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原因？因？整流时换相失败整流时换相失败工作波形缺波头。工作波形缺波头。但但逆变时，一逆变时，一旦发生换旦发生换相相失败失败，就会发生就会发生负载负载侧侧直流电直流电势势源源被短被短路，路，或者使或者使Ud与与EM顺向串联而顺向串联而形形成很大成很大的的电流（电流（Rd很
10、小很小），这种），这种情况情况称为称为逆变逆变失败失败（或或逆变逆变颠覆颠覆）。）。简言之，造成简言之，造成逆变逆变失败失败的的原原因是因是换换相相失败失败。那么，换相如何会失败？。那么，换相如何会失败？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠靠脉冲丢失 脉冲延迟脉冲丢失 脉冲延迟（2）晶闸管）晶闸管发生发生故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原
11、因？因？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠靠脉冲丢失脉冲丢失 脉冲延迟脉冲延迟（2）晶闸管）晶闸管发生发生故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响即使即使t3时时刻刻出出现现ug3，但但此此时因时因uauc使使3# 承受承受 反压而不反压而不能能导通！导通！1#继继续续导通导通顺串短顺串短路路！3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原因？因？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠
12、靠脉冲丢失 脉冲丢失 脉冲延迟脉冲延迟（2）晶闸管）晶闸管发生发生故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响t2时时刻刻出出现现ug2，但但因因uaub使使2# 承受承受反压而不反压而不能能导通！导通！1#继继续续导导 通通顺串短顺串短路路！3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原因？因？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠靠脉冲丢失脉冲丢失 脉冲延迟脉冲延迟（2）晶闸管晶闸管发生发生
13、故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响t2时时2#因因承受承受反压而反压而 不不能能导通导通换换相相失败失败3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原因？因？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠靠脉冲丢失脉冲丢失 脉冲延迟脉冲延迟（2）晶闸管）晶闸管发生发生故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）
14、换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响如果如果突然停突然停电电，由于，由于EM的存在，原已导通的的存在，原已导通的 SCR将一直维持导通（除非将一直维持导通（除非EM降为降为0），且无），且无- Ud， 即， 即EM将被短路！因此，在将被短路！因此，在有源逆变有源逆变进行进行时时不不允允许许切切断断交流电源交流电源！当要停止有源逆变装置的工作时当要停止有源逆变装置的工作时，必须必须先先切除触发切除触发3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原因？因？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠靠脉冲丢失脉冲丢失 脉冲
15、延迟脉冲延迟（2）晶闸管）晶闸管发生发生故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响当当要要停止停止有源逆变装有源逆变装置置的工作时的工作时，必须必须先先切除切除触发触发 脉冲脉冲，待待所所有有SCR都都可可靠靠关关断断后后再再断断交流电源交流电源！1时可时可正常正常换换相。相。3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆变是逆变失败失败？产生？产生原原因？因？（1）触发触发电路工作电路工作不不可可靠靠脉冲丢失脉冲丢失 脉冲延迟脉冲延迟（2）晶闸管）晶闸管发生发生故故障障该断该断的的不不能能断；该断；该通通的的不不能能通！通！（3）交流电源）交流电源异常异常缺缺相相 突然突然断断电电（4）换换相相裕裕量量角不角不足足应应考虑考虑换换相相重叠重叠的的影响影响3.7.3 逆变逆变失败失败及及min限限制制1、什么什么是逆
