第十二讲：整流电路的逆变工作状态

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整流电路有源逆变的条件分析
产生逆变的条件： （1）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 器直流侧平均电压 （2）晶闸管的控制角 > p /2， 使Ud为负值 (3)只能采用全控整流电路 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，
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2、整流电路有源逆变的条件分析
M吸收电能； G输出电能
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2、整流电路有源逆变的条件分析
——引例（直流发电机—电动机系统电能的传递分析）
图 b EM>EG，电流反向，从M流向G：
G吸收电能； M输出电能
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2、整流电路有源逆变的条件分析
——引例（直流发电机—电动机系统电能的传递分析）
图 c ， 两电动势顺向串联，向电阻R 供电：
（3）从交流电源送到直流侧负载的有功功率为
2 Pd = R I d EM I d
注意: 当逆变工作时，由于EM 为负值，故Pd 一般为负值，表示功率 由直流电源输送到交流电源。 （4）每个晶闸管导通2p/3，故电流有效值为 Id IVT = = 0.577 I d 3 （5）变压器二次侧线电流的有效值为
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3、三相全桥整流电路有源逆变工作原理分析 二、数量计算
（1）有源逆变状态时直流侧平均电压：
Ud= -2.34U2cos b
（2）有源逆变状态时直流侧电流的平均值：
U d - Eபைடு நூலகம் Id = R
注意：逆变工作时，Ud、EM均为负值，即与整流时方向相反
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3、三相全桥整流电路有源逆变工作原理分析
G输出电能； M输出电能
6
2、整流电路有源逆变的条件分析
——逆变产生的条件
1

VT1 u10 u20 VT2 iVT
1
L ud 电能 iVT
2
单相双半波可控整流电 路代替上述发电机 M做电动机运行： 全波电路工作在整流状 态， 在0~p /2间，Ud 为正值，并且Ud >EM ， 才能输出Id， 交流电网输 出电功率，电动机则输 入电功率
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整流电路有源逆变的条件分析
M作发电机运行：
结论：欲使M作发电机运行， 除改变 EM 极性外 ， 还要使 整流电路能从直流侧吸收电 能并从交流侧送出，即控制 角在 p /2~ p 之间且|EM | > |Ud |； 说明： （1）为什么发电机发的电能反 馈到公共电网中了； （2）反馈到公共电网电能为什 么是交流电； （3）为什么此时整流电路工作 在逆变状态，称其为逆变电路
θ′:安全裕量角一般取10 ；
g :换相重叠角;
提示： 一般的最小逆变角取30~35
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本讲完
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ud
u10
u10
O
t Ud<EM
iVT
2
id
id=iVT +iVT
1
2
iVT ug1
1
iVT ug2 b)
Id
2
O ug O
t t
b
图2-45
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4、逆变失败与最小逆变角分析
二、逆变失败的主要原因
（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，引起换相失败； （3）交流电源缺相或突然消失，引起换相失败； （4）逆变角过小，引起换相失败；
I2 = 2 I d = 0.816 I d 3
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4、逆变失败与最小逆变角分析
一、逆变失败的定义
逆变失败又称逆变颠覆：
1 0 VT2 2 iVT u20 VT1 iVT
1
L ud 电能
2
id
R M E M +
整流电路逆变时，由于某种 原因引发电路换相失败，进而 致使外接直流电源通过晶闸管 短路，或致使电路的输出平均 电压和直流电源变成顺向串联， 也形成很大短路电流的现象。
2
1、逆变的概念 ——无源逆变电路：
交流侧和电网或电源不连结，而是直接接到负载上 说明： 1、本讲只讲有源逆变电路，而无源逆变电路第五章再讲； 2、本讲只讲整流电路作为有源逆变电路使用时的逆变工作情况
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2、整流电路有源逆变的条件分析
——引例（直流发电机—电动机系统电能的传递分析）
图 a：，EG>EM，电流Id从G流向M：
O
t b=p
3
b=p
4 u cb uab u ac u bc uba u ca
b=p
6 u cb u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc
u d u ab u ac u bc u ba u ca
t1 t2 t3
O
t
b=p 3
b=p
4
b=p
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4、逆变失败与最小逆变角分析
三、逆变角过小引发的逆变失败分析 （1） 当b >g 时，换相成 功，不会引发逆变失败；
（2）当b <g 时，换相失败， 最终导致逆变失败。
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4、逆变失败与最小逆变角分析
四、最小逆变角的确定
bmin=d +g+q′
d : 晶 闸 管 的 关 断 时 间 tq 折 合 的 电 角 度 ， tq 大 的 可 达 200~300μs，折算到电角度约4~5；
0
id
R + M EM Ud>EM
2

ud

u10
u20
u10
O id =iVT +iVT
1
t
id O ug O
2
iVT ug1
1
iVT ug2 a)
2
iVT
Id
1
t t
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2、整流电路有源逆变的条件分析
M作发电机运行： 结论： 由于晶闸管的单向
导电性，Id 方向不变，欲使 M作发电机运行，只能改变 EM极性。
2 ud u10 u20
iVT
2
u10
O
t Ud<EM
iVT
2
id
id=iVT +iVT
1
2
iVT ug1
1
iVT ug2 b)
Id
2
O ug O
t t
b
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图2-45
3、三相全桥整流电路有源逆变工作原理分析
一、工作原理分析
u2 ua ub uc ua ub uc ua ub uc ua ub
——逆变与整流的比较：

1 0
VT1 iVT VT2
1
L ud 电能 id R M E M +

不同点(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 相同点： 可沿用整流的办法来处理逆 变时有关波形与参数计算等 各项问题 逆变角b： p-=b
第十二讲：整流电路的有源逆变工作状态
1、逆变的概念
2、 整流电路有源逆变的条件分析 3、三相全桥整流电路有源逆变工作原理分析 4、逆变失败与最小逆变角分析
1
1、逆变的概念
——逆变：
把直流电转变成交流电，整流的逆过程 举例：
——逆变电路：
把直流电逆变成交流电的电路
——有源逆变电路：
交流侧和电网或电源连结 应用： 直流可逆调速系统、高压直流输电等