电子电力技术教程第3章44页-BD
电子电力技术教程 第3章
第3章
有源逆变电路
u d
u 10
u 20
u 10
u 20
E
D
0
t
id
0
t
(a)
ud
u10
u20
u10
u20
0
id
图 3-3 直流卷扬机系统
0
ud
u10
(b)
第3章 有源逆变电路
相对于整流而言，逆变是它的逆过程，一般习惯于称整流 为顺变，则逆变的含义就十分明显了。下面的有关分析将会说 明，整流装置在满足一定条件下可以作为逆变装置应用。即同 一套电路， 既可以工作在整流状态，也可以工作在逆变状态， 这样的电路统称为变流装置。
变流装置如果工作在逆变状态，其交流侧接在交流电网上， 电网成为负载， 在运行中将直流电能变换为交流电能并回送到 电网中去， 这样的逆变称为“有源逆变”。
第3章 有源逆变电路 在图3-1(b)中，两个电源的极性均与图3-1(a)中相反，但
还是属于两个电源同极性相连的形式。如果电源E2＞E1，则电 流方向如图，回路中的电流I
I E2 E1 R
此时，电源E2输出电能，电源E1吸收电能。 在图3-1(c)中，两 个电源反极性相连， 则电路中的电流I
I E1 E2 R
如果逆变状态下的变流装置，其交流侧接至交流负载，在 运行中将直流电能变换为某一频率或可调频率的交流电能供给 负载， 这样的逆变则称为“无源逆变”或变频电路。
第3章 有源逆变电路 3.1.2 电源间能量的变换关系
RI
RI
RI
电力电子技术第三章 全控型器件的驱动
第一节 全控型电力电子器件的驱动
2.专用集成驱动电路芯片 1)驱动电路与IGBT栅射极接线长度应小于1m，并使用双绕线，以提 高抗干扰能力。
图3-9 电力MOSFET的一种驱动电路
第一节 全控型电力电子器件的驱动
3z10.tif
第一节 全控型电力电子器件的驱动
2)如果发现IGBT集电极上产生较大的电压脉冲，应增加栅极串接电 阻RG的阻值。 3)图3-10中外接两个电容为47μF，是用来吸收电源接线阻抗变化引 起的电源电压波动。
图3-6 抗饱和电路
第一节 全控型电力电子器件的驱动
图中VD1、VD2为抗饱和二极管，VD3为反向基极电流提供回路。在 轻载情况下，GTR饱和深度加剧使UCE减小，A点电位高于集电极电 位，二极管VD2导通，使流过二极管VD1的基极电流IB减小，从而减 小了GTR的饱和深度。抗饱和基极驱动电路使GTR在不同的集电极 电流情况下，集电结处于零偏或轻微正向偏置的准饱和状态，以缩 短存储时间。在不同负载情况下以及在应用离散性较大的GTR时， 存储时间趋向一致。应当注意的是，VD2为钳位二极管，它必须是 快速恢复二极管，该二极管的耐压也必须和GTR的耐压相当。因电 路工作于准饱和状态，其正向压降增加，也增大了导通损耗。
图3-2 门极控制电路 结构示意图
第一节 全控型电力电子器件的驱动
(1)开通控制 开通控制要求门极电流脉冲的前沿陡、幅度高、宽 度大及后沿缓。
图3-3 推荐的GTO门极控制 信号波形
第一节 全控型电力电子器件的驱动
(2)关断控制 GTO的关断控制是靠门极驱动电路从门极抽出P2基区 的存储电荷，门极负电压越大，关断的越快。 (3)GTO的门极驱动电路 GTO的门极控制电路包括开通电路、关断 电路和反偏电路。 间接驱动是驱动电路通过脉冲变压器与GTO门极相连，其优点是： GTO主电路与门极控制电路之间由脉冲变压器或光耦合器件实现电 气隔离，控制系统较为安全；脉冲变压器有变换阻抗的作用，可使 驱动电路的脉冲功率放大器件电流大幅度减小。缺点是：输出变压 器的漏感使输出电流脉冲前沿陡度受到限制，输出变压器的寄生电 感和电容易产生寄生振荡，影响GTO的正确开通和关断。此外，隔 离器件本身的响应速度将影响驱动信号的快速
电力电子技术第四版三四章课后答案
第3章 直流斩波电路1．简述图3-1a 所示的降压斩波电路工作原理。
答：降压斩波器的原理是：在一个控制周期中，让V 导通一段时间t on ，由电源E 向L 、R 、M 供电，在此期间，u o ＝E 。
然后使V 关断一段时间t off ，此时电感L 通过二极管VD 向R 和M 供电，u o ＝0。
一个周期内的平均电压U o ＝E t t t ⨯+offon on。
输出电压小于电源电压，起到降压的作用。
2．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，已知E =200V ，R =10Ω，L 值极大，E M =30V ，T =50μs,t on =20μs,计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o 。
解：由于L 值极大，故负载电流连续，于是输出电压平均值为U o =E T t on =5020020⨯=80(V) 输出电流平均值为I o =R E U M o -=103080-=5(A)3．在图3-1a 所示的降压斩波电路中，E =100V ， L =1mH ，R =Ω，E M =10V ，采用脉宽调制控制方式，T =20μs ，当t on =5μs 时，计算输出电压平均值U o ，输出电流平均值I o ，计算输出电流的最大和最小值瞬时值并判断负载电流是否连续。
当t on =3μs 时，重新进行上述计算。
解：由题目已知条件可得：m =E E M =10010= τ=RL =5.0001.0=当t on =5μs 时，有ρ=τT = =τont =由于11--ραρe e =1101.00025.0--e e =>m所以输出电流连续。
此时输出平均电压为U o =E T t on =205100⨯=25(V) 输出平均电流为I o =R E U M o -=5.01025-=30(A) 输出电流的最大和最小值瞬时值分别为I max =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----ραρ11=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-----e e =(A)I min =R E m e e ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---11ραρ=5.01001.01101.00025.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---e e =(A) 当t on =3μs 时，采用同样的方法可以得出： αρ=由于11--ραρe e =1101.0015.0--e e =>m 所以输出电流仍然连续。
电力电子技术-Chap3
iGE
0
io
I1
0 b) 波形
图3-2 升压斩波电路及工组波形
3.1.2
数量关系
升压斩波电路
设V通态的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为 EI1ton 设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为 U o E I1toff 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等： EI1ton (Uo E) I1toff （3-20）
3.1.2
升压斩波电路
电容C可将输出电压保持住。
电压升高的原因：电感L储能使电压泵升的作用；
如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R 消耗，即 ： EI1 U o I o 。 （3-24）
与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。
输出电流的平均值Io为：
Io
电源电流的平均值Io为：
a) uo E uo E
O i
t i1 I 10 I 20 toff T b) i2 I 10 t
O io i1 O ton T I 20 i2 t1 t x toff c) t2
t
O
t on
t
图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
t on I1 I o I o T
输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直流降压变压器。
3.1.1
I10=0，且t=tx时，i2=0
降压斩波电路
式（3-6） 式（3-7）
负载电流断续的情况：
1 (1 m)e t x ln （3-16） m
tx<toff 电流断续的条件：
第 3章
电工学,电子技术,电工学电子技术第3章
章目录 上一页 下一页 返回 退出
3.2 储能元件和换路定则
S R
uC
+ uC C –
U
O
暂态
+
U
–
iC
(b)
t
稳态
图(b) 合S前: iC 0 , uC 0
合S后： uC 由零逐渐增加到U
所以电容电路存在暂态过程(C储能元件)
烟台大学机电学院
章目录 上一页 下一页 返回 退出
R 2W
i1
i1
R1 + uC 4W _
+ uL _
U _ 8V
iC
R2 iL 4W
R1 + uC C 4W _
+ uL L _
R3 4W
解： 由t = 0-电路求 uC(0–)、iL (0–) (1) 换路前电路已处于稳态：电容元件视为开路； 由t = 0-电路可求得： 电感元件视为短路。 R1 U 4 U i L (0 ) 1A R1 R3 R R1 R3 4 4 2 4 4 44 R1 R3
adj.1. 短暂的；暂时的；易逝的；倏忽的；无常的 2. [美国英语]路过的；暂住的；逗留片刻的；暂时逗留的 ------《21世纪大英汉词典》
烟台大学机电学院
章目录 上一页 下一页 返回
退出
第3章 电路的暂态分析 Transient state
3.1 电阻元件、电感元件、电容元件 3.2 储能元件和换路定则 3.3 RC电路的响应
R3 4W
解：(2) 由t = 0+电路求 iC(0+)、uL (0+) uc (0+) iL (0+) 由图可列出 U R i (0 ) R2 iC (0 ) uC (0 ) 带入数据
电力电子学答案第三版
电力电子学答案第三版电力电子学答案第三版电力电子学答案第三版【篇一：电力电子技术课后答案3】解：考虑lb时，有：id＝（ud－e）∕r解方程组得：id＝44.63（a）又∵cos?－cos(???)＝2idxb∕6u2即得出换流重叠角ud、ivt1和ivt2的波形如下：ii18．单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？答：单相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有2k（k=1、2、3…）次谐波，其中幅值最大的是2次谐波。
变压器二次侧电流中含有2k＋1（k＝1、2、3……）次即奇次谐波，其中主要的有3次、5次谐波。
19．三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？答：三相桥式全控整流电路的整流输出电压中含有6k（k＝1、2、3……）次的谐波，其中幅值最大的是6次谐波。
变压器二次侧电流中含有6k?1(k=1、2、3……)次的谐波，其中主要的是5、7次谐波。
【篇二：电力电子学第三章课后作业答案】证图3.1(c)所示脉宽时间为ton、脉宽角度为?、周期为的幅值。
图3.1(c)中方波脉冲电压os各余弦项为各次谐波，其幅值为：3.2．脉冲宽度调制pwm和脉冲频率调制pfm的优缺点是什么？解答：脉冲宽度调制方式pwm，保持ts不变（开关频率不变），改变ton调控输出电压v。
脉冲频率调制方式pfm。
保持ton不变，改变开关频率或周期调控输出电压v。
实际应用中广泛采用pwm方式。
因为采用定频pwm开关时，输出电压中谐波的频率固定，滤波器设计容易，开关过程所产生电磁干扰容易控制。
此外由控制系统获得可变脉宽信号比获得可变频率信号容易实现。
但是在谐振软开关变换器中为了保证谐振过程的完成，采用pfm控制较容易实现。
3.3．buck变换器中电感电流的脉动和输出电压的脉动与哪些因数有关，试从物理上给以解释。
电子电工第3章
第3章 章
磁场及电磁感应
4.1.3 载流导线在磁场中所受的力
将一段通电导线垂直放入磁场中,导体会受到一个力的作用, 将一段通电导线垂直放入磁场中,导体会受到一个力的作用,这个力 称为电磁力, 称为电磁力,用F表示，如图所示。电磁力F的大小与导体中电流的大小、 表示，如图所示。电磁力F 处于磁场中导线的有效长度及磁场的磁感应强度B成正比, 处于磁场中导线的有效长度及磁场的磁感应强度B成正比,其表达式为：
4.2 电磁感应
4.2.1 电磁感应现象 4.2.2 感应电流的方向 4.2.3 电磁感应定律
第3章 章
磁场及电磁感应
4.1 磁 场
4.1.1 磁场的基本概念 【磁体】 磁体】
具有磁性的物质就称为磁体，磁体可分为天然磁体（如吸铁石） 和人造磁体两大类。常见的人造磁体有条形、蹄形和针形等。 任何一个磁体都有两个磁极，即N极和S极。磁体之间的相互的 作用力表现为同性相斥，异性相吸。指南针就是利用磁体的这种性质 制作的。
第3章 章
磁场及电磁感应
【磁场与磁感应线】 磁场与磁感应线】
磁体之间相互吸引或排斥的力称为磁力.磁体周围存在磁力作用的区 域称为磁场。在磁场中可以利用磁感应线来形象的表示各点的磁场方向。
第3章 章
磁场及电磁感应
磁感应线具有以下特征： 1）磁感应线是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在 ）磁感应线是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S 磁体内部由S极指向N 磁体内部由S极指向N极； 2）磁感应线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向； 3）磁感应线的疏密程度反映了磁场的强弱，磁感线越密表示磁场越 强。
【技能目标】
1.会判断通电导体周围的磁场方向 1.会判断通电导体周围的磁场方向 2.会判断载流导体在磁场中所受的力 2.会判断载流导体在磁场中所受的力 3.能正确使用右手定则判断感应电流的方向 3.能正确使用右手定则判断感应电流的方向
电力电子技术答案第五版(全)
电子电力课后习题答案第一章电力电子器件1.1 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲）。
或者ＵＡK ＞0且UＧK>0１.2 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断?答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
1．３图1－43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Ｉm ，试计算各波形的电流平均值Iｄ1、Id2、Iｄ3与电流有效值Ｉ1、I2、I３。
解：a）Ｉd1=Im2717.0)122(2Im)(sinIm214≈+=⎰πωπππtI1＝Im4767.021432Im)()sin(Im2142≈+=⎰πϖπππwtdtｂ） Id2=Im5434.0)122(2Im)(sinIm14=+=⎰wtd tππϖπＩ2＝Im6741.021432Im2)()sin(Im142≈+=⎰πϖπππwtdtc) Ｉd3=⎰=2Im41)(Im21πωπtdI3＝Im21)(Im2122=⎰tdωππ1．4．上题中如果不考虑安全裕量，问１00Ａ的晶阐管能送出的平均电流Id１、Ｉd2、Id３各为多少？这时,相应的电流最大值Ｉm1、Im2、Im3各为多少?解：额定电流ＩT(AV)=1０0A的晶闸管,允许的电流有效值Ｉ＝157Ａ,由上题计算结果知a） Iｍ135.3294767.0≈≈IA, Ｉｄ1≈０.2717Iｍ1≈89.４8Ab) I m2,90.2326741.0A I≈≈I d2A I m 56.1265434.02≈≈c) I m ３=2I ＝314 Ｉd ３=5.78413=m I1．5.GTO 和普通晶闸管同为PN ＰＮ结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答:GTO 和普通晶阐管同为ＰＮPN 结构，由Ｐ１N １P ２和N1P2N ２构成两个晶体管Ｖ1、Ｖ2,分别具有共基极电流增益1α和2α，由普通晶阐管的分析可得,121=+αα是器件临界导通的条件。
《电力电子技术(第二版)》课后习题和解答
WORD格式.整理版《电力电子技术》习题及解答第1章思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定?答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。
导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A决定。
1.2晶闸管的关断条件是什么?如何实现?晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A减小，I A下降到维持电流I H以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。
进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A决定。
1.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。
1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g=0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。
1.5请简述晶闸管的关断时间定义。
答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。
即gr rr q t t t +=。
1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。
1.7请简述光控晶闸管的有关特征。
答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。
主要用于高压大功率场合。
1.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答：（a ）因为H A I mA K V I <=Ω=250100，所以不合理。
电力电子技术第3章 习题答案
3章交流-直流变换电路课后复习题第1部分：填空题1.电阻负载的特点是电压与电流波形、相位相同；只消耗电能，不储存、释放电能，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0︒≤a≤ 180︒。
2.阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是0︒≤a≤ 180︒2，续流二极管承受的最大反向电压2（设U2为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为0︒≤a≤ 180︒，单2和2；带阻感负载时，α角移相范围为0︒≤a≤ 90︒，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为22U2；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器(大电感)。
4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ = 180︒-2δ ; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ = 0︒。
5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与单相全波可控整流电路的波形基本相同，只是后者适用于较低输出电压的场合。
6.2，随负载加重U d逐渐趋近于0.9 U2，通常设计时，应取RC≥1.5~2.5T，此时输出电压为U d≈ 1.2U2(U2为相电压有效值)。
7.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm2，晶闸管控制角α的最大移相范围是0︒≤a≤90︒，使负载电流连续的条件为a≤30︒(U2为相电压有效值)。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120︒，当它带阻感负载时，α的移相范围为0︒≤a≤90︒。
9.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是电压最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是电压最低的相电压；这种电路 α 角的移相范围是0︒≤a≤120︒，u d波形连续的条件是a≤60︒。
电工电子技术基础第三章ppt课件
第一节 磁场
(1)直线电流的磁场 直线电流的磁场的磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆， 这些同心圆都在与导线垂直的平面上，如图(a)所示。 磁感线方向与电流的关系用安培定那么判别：用右手握住 通电直导体，让伸直的大拇指指向电流方向，那么，弯曲的四 指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如图(b)所示。
线运动时，回路中有电流流过。 如下图，空心线圈的两端分别与灵敏电流计的接线柱衔接构
成闭合回路。当用条形磁铁快速插入线圈时，电流计指针偏转， 阐明闭合回路有电流流过；当条形磁铁静止不动时，电流计指 针不偏转，阐明闭合回路没有电流流过；当条形磁铁快速拔出 线圈时，电流计指针偏转，阐明闭合回路有电流流过。
04107H /m
相对磁导率只是一个比值，它阐明在其他条件一样的情况下，
媒介质的磁感应强度是真空中的多少倍。
r
0
第二节 磁路的物理量
四、磁场强度
磁场中各点的磁感应强度B与磁导率有关，计算比
较复杂。为方便计算，引入磁场强度这个新的物理量
来表示磁场的性质，用字母H表示。磁场中某点的磁
场强度等于该点的磁感应强度B与媒介质的磁导率的比
一、电磁感应景象 如下图，在匀强磁场中放置一根导体 AB，导体AB的两端分别与灵敏电流计的接 线柱衔接构成闭合回路。当导线AB在磁场 中做切割磁感线运动时。电流计指针偏转， 阐明闭合回路有电流流过；当导线AB平行 于磁感线方向运动时，电流计指针不偏转， 阐明闭合回路没有电流流过。
导体切割磁感线
※第五节 电磁感应 实验证明：闭合回路中的一部分导体相对于磁场做切割磁感
一、铁磁物质的磁化 二、铁磁资料分类
第四节 铁磁性物质
生活中运用螺丝刀拧螺钉时，螺丝刀上的螺钉很 容易掉下来。这时只需把螺丝刀放在磁铁〔如音箱扬 声器〕上摩擦几下就可以把螺丝吸起来。但是当拿磁 铁去吸铜钥匙时，无论如何铜钥匙根本就吸不起来， 他知道产生这些景象的缘由吗？
《电力电子技术(第5版)》王兆安_第3章_整流电路
14/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系
☞整流电压平均值为：
Ud
1
p
p a a
2U 2
sinwtd(wt)
2
p
2
U2
cosa
0.9U 2
cosa
(3-15)
当a=0时，Ud0=0.9U2。a=90时，Ud=0。晶闸管移相范围
为90。
☞晶闸管承受的最大正反向电压均为 2U2。
☞晶闸管导通角q与a无关，均为180，其电流平均值和
e)
0
q
wt
☞wt2时刻，电感能量释放完毕，id降至
u
零，VT关断并立即承受反压。
VT f)
☞由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，
0
wt
使ud波形出现负的部分，与带电阻负载时相
图3-2 带阻感负载的单相半
比其平均值Ud下降。
波可控整流电路及其波形
6/131
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆电力电子电路的一种基本分析 方法
Id Id Id
wt
wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和VT3，
w t VT2和VT3导通，u2通过VT2和VT3分别
w t 向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，
流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和
图3-6 单相桥式全控整流电流带 阻感负载时的电路及波形
VT3上，此过程称为换相，亦称换流。
wt
端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。
☞到u2过零时，电流又降为零，VT2和
图3-5 单相全控桥式
VT3关断。
带电阻负载时的电路及波形
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ED M ＋
重物 (b)
图 3-2 (a) 提升重物； (b) 放下重物
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
1．整流工作状态（0＜α＜π/2）
由第１章的学习已知，对于单相全控整流桥，当控制角α 在0～π/2之间的某个对应角度触发晶闸管时，上述变流电路输 出的直流平均电压为Ud=Udo cosα，因为此时α均小于π/2，故 Ud为正值。在该电压作用下，直流电机转动，卷扬机将重物 提升起来，直流电机转动产生的反电势为ED，且ED略小于输 出直流平均电压Ud，此时电枢回路的电流为
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
3． 有源逆变工作状态（π/2＜α＜π）
上述卷扬系统中，当重物放下时，由于重力对重物的作用，
必将牵动电机使之向与重物上升相反的方向转动，电机产生
的反电势ED的极性也将随之反相。如果变流器仍工作在α ＜ π/2 的整流状态，从上面曾分析过的电源能量流转关系不难看
(3) 两个电源反极性相连，如果电路的总电阻很小，将形成 电源间的短路， 应当避免发生这种情况。
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
3.1.3 有源逆变电路的工作原理
Ld
I d
V1
V3 ＋
R
a
ud
＋
n
V2
V4 －
ED M －
重物 (a)
Ld
I d
V1
V3 －
R
a
ud
－
n
V2
V4 ＋
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路 3.1.2 电源间能量的变换关系
RI
RI
RI
E
EE
EE
E
1
2
1
2
1
2
(a)
(b)
(c)
图 3-1 (a) 同极性连接E1>E2; (b) 同极性连接E2>E1； (c) 反极性连接
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
图3-1(a)表示直流电源E1和E2同极性相连。当E1＞E2时， 回路中的电流为
出，此时将发生电源间类似短路的情况。为此，只能让变流
器工作在α＞π/2的状态，因为当α＞π/2时，其输出直流平均电
压Ud为负，出现类似图3-1(b)中两电源极性同时反向的情况， 此时如果能满足ED＞Ud，则回路中的电流为
Id
ED Ud R
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
电流的方向是从电势ED的正极流出，从电压Ud的正极流 入，电流方向未变。显然，这时电动机为发电状态运行， 对外输出电能，变流器则吸收上述能量并馈送回交流电网 去，此时的电路进入到有源逆变工作状态。
变流装置如果工作在逆变状态，其交流侧接在交流电网上， 电网成为负载， 在运行中将直流电能变换为交流电能并回送到 电网中去， 这样的逆变称为“有源逆变”。
如果逆变状态下的变流装置，其交流侧接至交流负载，在 运行中将直流电能变换为某一频率或可调频率的交流电能供给 负载， 这样的逆变则称为“无源逆变”或变频电路。
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路 综上所述， 可得出以下结论：
(1) 两电源同极性相连，电流总是从高电势流向低电势电源， 其电流的大小取决于两个电势之差与回路总电阻的比值。如果 回路电阻很小， 则很小的电势差也足以形成较大的电流，两电 源之间发生较大能量的交换。
(2) 电流从电源的正极流出，该电源输出电能；而电流从电 源的正极流入，该电源吸收电能。电源输出或吸收功率的大小 由电势与电流的乘积来决定，若电势或者电流方向改变，则电 能的传送方向也随之改变。
I E1 E2 R
式中R为回路的总电阻。此时电源E1输出电能E1I，其中一部分 为R所消耗的I2R，其余部分则为电源E2所吸收的E2I。 注意上述 情况中，输出电能的电源其电势方向与电流方向一致， 而吸收 电能的电源则二者方向相反。
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路 在图3-1(b)中，两个电源的极性均与图3-1(a)中相反，但
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ逆变电路
相对于整流而言，逆变是它的逆过程，一般习惯于称整流 为顺变，则逆变的含义就十分明显了。下面的有关分析将会说 明，整流装置在满足一定条件下可以作为逆变装置应用。即同 一套电路， 既可以工作在整流状态，也可以工作在逆变状态， 这样的电路统称为变流装置。
还是属于两个电源同极性相连的形式。如果电源E2＞E1，则电 流方向如图，回路中的电流I
I E2 E1 R
此时，电源E2输出电能，电源E1吸收电能。 在图3-1(c)中，两 个电源反极性相连， 则电路中的电流I
I E1 E2 R
此时电源E1和E2均输出电能，输出的电能全部消耗在电阻R上。 如果电阻值很小，则电路中的电流必然很大；若R=0，则形成 两个电源短路的情况。
Id
Ud
ED R
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
2． 中间状态（α=π/2） 当卷扬机将重物提升到要求高度时，自然就需在某个位 置停住，这时只要将控制角α调到等于π/2的位置，变流器输 出电压波形中，其正、负面积相等，电压平均值Ud为零， 电 动机停转（实际上采用电磁抱闸断电制动），反电势ED也同 时为零。此时，虽然Ud为零，但仍有微小的直流电流存在， 有关波形如图3-3(b)所示。注意，此时电路处于动态平衡状态， 与电路切断、电动机停转具有本质的不同。
第3章 有源逆变电路
第3章 有源逆变电路
3.1 逆变的概念 3.2 三相半波逆变电路 3.3 三相桥式逆变电路 3.4 逆变失败原因分析及逆变角的限制 习题及思考题
电子电力技术教程第3章44页-BD
第3章 有源逆变电路
3.1 逆 变 的 概 念
3.1.1
前面两章讨论的是把交流电能通过晶闸管变换为直流电能 并供给负载的可控整流电路。但生产实际中，往往还会出现需 要将直流电能变换为交流电能的情况。例如，应用晶闸管的电 力机车，当机车下坡运行时，机车上的直流电机将由于机械能 的作用作为直流发电机运行，此时就需要将直流电能变换为交 流电能回送电网，以实现电机制动。 又如， 运转中的直流电 机，要实现快速制动，较理想的办法是将该直流电机作为直流 发电机运行，并利用晶闸管将直流电能变换为交流电能回送电 网， 从而实现直流电机的发电机制动。