换流器的工作原理

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第二章 换流器的工作原理

第二章 换流器的工作原理

逆变器的等值电路
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
逆变器的电流波形
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
§2.4 多桥换流器简介
§2.4 多桥换流器简介
§2.5 换流器的常见故障
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
整流器的电流波形
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
整流器的基波功率因数角
§2.3 单桥逆变器的工作原理
换流器的电压波形
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
逆变器
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
逆变器的电压波形
§2.3 单桥逆变器的工作原理(续)
单桥整流器滞后换相过程( α≠0°,γ=0° )
单桥整流器换相过程( α≠0°,γ≠0° )
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
阀V5、V6导通时的导通电路
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
阀V5和V1换相时的导通电路
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
阀V5和V1换相完毕后的导通电路
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
ea
C1 C3
ebC5ec源自C1eaC30
C2
C4
C6
C2
eb
0° 90°
ec
180°
ea
270°
eb
360°
ec
三相电压波形图
2011/3/29 hfliang@ 3
§2.2 单桥整流器的工作原理(续)
单桥整流器自然换相过程(α=0°,γ=0° )

脉动换流器工作原理及仿真 PPT课件

脉动换流器工作原理及仿真  PPT课件
0 90。 -u / 2 0 30。 90 u / 2 180。 u 30。 u 30。 30。 u 60。
正常运行时,换相角 小于30,工作在4-5 工况,不会出现5-6工况。只有当换流器过负 荷或者交流电压过低时才会出现 。
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THANK
YOU
SUCCESS
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V9 V11 V2 V4 V6 V8
V10
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V12
4
1. 12脉动换流器工作原理
1.3 工作原理 12脉动换流器的工作原理与6脉动换流器的 工作原理相同,是利用交流系统两相短路来进 行换相。有3种工作方式。
工作方式 4-5工况 5工况 5-6工况 非换相期阀 换相期阀 门导通个数 门导通个数 4 5 5 5 5 6
pulses y
P1
Va
Vb
Vc
pulses
P2 P3 P4 P5 P6
pulses d
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11
线路空载、触发角 =0
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时,换流器直流侧两端的电压
12
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3.结论


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12脉动换流器工作原理及 仿真
目 录
1 12脉动换流器工作原理 2 12脉动换流器仿真与分析
3 总结
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1
1. 12脉动换流器工作原理
1.1 12脉动换流器接线图
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2
1. 12脉动换流器工作原理

换流器的工作原理讲解

换流器的工作原理讲解

求积分后,得:
2E sin t
(2-6)
ir
2E
2 Lr
cos t
A
2E 2Xr
cos t
A
Is2 cos t A (2-7)
式中, Lr X r --从电源到桥之间的每相等值电抗;
2E 交流系统在换流器交流端两相短路 I s 2 2 Lr 时,短路电流强制分量的幅值;
A -- 积分常数。
2.整流器工作在滞后角 0 和换相角 0 的情况
直流电 压有缺

图2-11 整流器工作在 0, 0情况下的电压波形
同理,可取一周中的1/6波形来计算直流电压平均值,但积分的 上下限不同。
A 6
ea ea
ec
2E
2E sin t
sin t 120
(2-2)
ebc ebo eoc ec eb
2E
sin
t
120
可以从阀5和阀6导通,其余各阀阻断的状态 开始,并且假定整流器向直流线路输出的直 流电流为 I d ,这时,整流器实际导通的电路 为:
vd ebc
图2-3 阀5和阀6导通时的电路
在 t 时,电路从一组阀(阀5和阀6)导通改变成
另一组阀(阀5、阀6和阀1)导通的瞬间,电流不会突变,
即:i1 ir 0
所以式(2-7)中的积分常数:
A
2E cos
2Xr
Is2 cos
将式(2-8)代入式(2-7)中即得:
(2-8)
i1
ir
2E 2Xr
cos
cost
Is2
cos
cost
大,而阀5电流逐渐减小。
如果经过一定相角 μ 之后,电流 ir增大到 Id。即当t

换流器的工作原理

换流器的工作原理

直流输电的基本原理1 换流器电路的理论分析高压直流换流器(包括整流和逆变)主要是由晶闸管阀组成的,其接线方式有很多种,如:单相全波、单相桥式、三相半波、三相全波等,但是我们现在常用的是三相全波,即6脉动换流器。

其原理结构如图1-1所示:图1-1 三相桥式全波直流换流器原理结构其中,、和表示A、B、C三相交流电压,它们之间相差120゜。

令(150)(30)(90)我们可以将换流阀这样定义:图1-2 6脉动换流阀电路图1.1 忽略电源电感的电路分析(即0)从以上的电路图中,我们可以发现对于三相电压,每相电路中都存在电感,为了便于分析,我们先假设该电感不存在,即0。

(一)无触发延迟(触发角0)无触发延迟,即只要阀上晶闸管正向电压建立,门级会立即接收到触发脉冲,导通整阀。

对于V1、V3和V5来讲,由于它们共阴极,因此三相中电压较高的那相的阀导通,其余两个阀关断。

而对于V4、V6和V2来说,由于它们共阳极,因此三相中电压较低的那相的阀导通,其余两个阀关断。

总之,就是比较三相电压的高低来确定哪两个阀导通。

下面我们结合下图进行分析:举个例子,0时刻,A相电压最高,B相电压最低。

因此根据之前的分析,则共阴极的V1、V3和V5阀,则会由处于A相的V1阀导通,而共阳极的V4、V6和V2阀,则是由处于B相的V6阀导通,此后的依此类推,循环往复。

从上述的阀导通表格中可以看出,每个阀单个周期内导通的时间为120゜,V16阀按顺序依次导通,间隔时间为60︒。

(举例,如V1阀在-120゜~0︒导通,V2阀在-60゜~60︒时刻导通,其中每个阀导通时间为120゜。

V1阀导通起始时刻为-120︒,而V2阀导通的起始时刻为-60゜,两者刚好相差60︒)。

接下来再来分析下6脉动换流器输出的直流电压波形。

从图1-2中可以看出直流线路上的输出电压的电压与m点和n点的电势有很大关系,即不难发现,m点的电位其实就是共阴极阀V1、V3和V5阀,哪个阀导通,m 点电位就是与哪个阀所处的相电压,比如,V1阀导通,m点的电位就是A相此刻的电压。

换流器的工作原理

换流器的工作原理

2.2 单桥整流器的工作原理
2.2.1 换相过程
交流系统三相等值电势
交流系统每相 等值电感
图2-2 单桥整流器的等值电路图
如果以系统等值电动势 eca 的矢量作为基准, 则电源相电动势的瞬时值为
ea eoa eb eob ec eoc 2 E sin t 30 3 2 E sin t 90 3 2 E sin t 150 3
此时,阀5、6、1都导通了,等值电路如图 2-5所示。
图2-5 阀5和阀1换相时的等值电路
在分析换流器各组阀导通状态转换过程时, 一个基本原则是:在导通或关断瞬间,通过 电感的电流是连续的,不会突变。
在等值电路中有:
di5 di1 Lr Lr ea ec (2-3) dt dt 由于ea ec ,所以 ir 的方向是从a点流向c点,因此: i1 ir i5 I d ir (2-4)
所以
A 3 2 U E cos cos 3 2
Ud 0 cos cos Vd 0 sin sin (2-21) 2 2 2
将式(2-11)代入上式可得换相压降:
图2-8 换相角 的大小和换流器工作过程中 同时导通的桥阀数的关系
2.2.2 整流器的直流电压和换相压降
1.整流器工作在滞后角 0 和换相角 0 的情况
六脉动
vd eba
图2-9 整流器工作在 0, 0 情况下的电压波形
整流器的直流电压 Vd在一周之中是由六段相同的正弦曲线 段组成的,求其平均值时,只要取其中的一段计算。 假定基准纵轴Y-Y位于 t 30处,则曲线 eba 的纵坐标可 用 2 E cos 表示。在 从 6 到 6 间隔内,这段 曲线下的面积为:

12脉动换流器工作原理及仿真 matlab simulink

12脉动换流器工作原理及仿真 matlab simulink

pulses d
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10
线路空载、触发角 =0 时,换流器直流侧两端的电压
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12
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3.结论


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谢 谢
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D Thyristor Converter
+ v -
0
alpha_de g A B C PD PY pulses
P1 P2 P3 P4 P5 P6
ua
+ v -
ub
+ v -
0
block
uc
Synchronized 12-Pulse Generator1
pulses y
P1
Va
Vb
Vc
pulses
P2 P3 P4 P5 P6
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2. 12脉动换流器仿真
2.2 仿真模型
Discrete, Ts = 1e-06 s. powergui
A b2 c2 B a3 b3 C c3 B g + A B C g a2 + A
Y Thyristor Converter + v voltages
C
Three winding transformer
12脉动换流器工作原理及 仿真
目 录
1 12脉动换流器工作原理 2 12脉动换流器仿真与分析
3 总结

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1
1. 12脉动换流器工作原理

换流器的工作原理

换流器的工作原理

换流器的工作原理
换流器(inverter)是一种将直流电能转换为交流电能的装置。

它主要由晶体管、电容器和电感器等元器件组成。

换流器的工作原理如下:
1. 输入直流电能:换流器的输入端接收来自直流电源的直流电能。

2. PWM调制:换流器通过对输入的直流电能进行PWM(脉宽调制)控制,将直流电能转换为高频的方波信号。

3. 电感滤波:将PWM产生的高频信号通过电感器进行滤波,去除方波的高频分量,得到一个类似于正弦波的信号。

4. 晶体管开关:通过晶体管开关控制滤波后的信号,将其转换为交流电能。

5. 输出交流电能:换流器的输出端输出经过转换的交流电能,可以用于驱动交流电机、供电给交流电设备等。

总之,换流器通过PWM调制和晶体管开关的控制,将输入的直流电能转化为交流电能。

换流器工作原理

换流器工作原理

换流器工作原理
换流器工作原理是指利用变压器的原理,通过交变电流在初级线圈跟副级线圈之间的耦合,将输入电源的交流电压转换为输出电压,从而实现电能的转换与传输。

换流器主要由输入电源、主变压器、副变压器、整流桥和滤波电路组成。

输入电源提供交流电源,通过主变压器提供所需要的变压比例,然后经过副变压器再次进行变压,得到所需的输出电压。

整流桥将变压器输出的交流电流转换为直流电流,滤波电路则对直流电流进行滤波处理,使得输出电压更加平稳。

具体来说,当输入电源提供交流电流时,通过主变压器的电感耦合,将输入电压传递到副变压器的线圈上。

由于主副线圈的匝数比不同,所以会按照变压比例进行电压转换。

副变压器的输出电压经过整流桥的四个二极管进行整流操作,将交流电流转换为直流电流。

然后通过滤波电路对直流电流进行滤波处理,去除电流中的脉动,使得输出电压更加平稳。

换流器工作原理中的核心是变压器的电感耦合和整流桥的整流操作。

通过变压器的电压传递和变压比例转换,实现输入电压到输出电压的转换。

而整流桥的整流操作则将交流电流转换为直流电流,并通过滤波电路进行平滑处理,使得输出电压具有稳定性。

总的来说,换流器通过利用变压器的原理进行电能转换,将输入交流电压转换为输出直流电压,并通过滤波电路使得输出电
压更加平稳。

这种工作原理使得换流器在不同的电力系统中得到广泛应用。

12脉动换流器工作原理

12脉动换流器工作原理

12脉动换流器工作原理
12脉动换流器的工作原理与6脉动换流器的工作原理相同,是利用交流系统两相短路来进行换相。

具体来说,它通过将三相交流电转换成直流电,然后逆变成三相交流电,实现换流的目的。

在12脉动换流器中,每个桥臂由一-个或多个整流器/逆变器组成。

当某个桥臂上的整流器工作时,该桥臂上的二二极管处于正向导通状态,而逆变器则处于反向截止状态。

此时,该桥臂的输出电压与电源电压相位相同。

当需要换流时,整流器停止工作,逆变器开始导通。

由于逆变器的输出电压与电源电压相位相反,因此该桥臂的输出电压也与电源电压相位相反。

这样,通过控制每个桥臂上的整流器/逆变器的状态,可以实现12脉动换流器的
换流过程。

需要注意的是,12脉动换流器在换流过程中会产生大量的谐波电流和电压。

因此,在设计和使用12脉动换流器时,需要考虑采取措施来抑制谐波电流和电压的影响。

换流变压器原理

换流变压器原理

换流变压器原理换流变压器是指接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。

采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接,并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。

换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。

换流器的工作原理:换流器由阀桥和有载调压的换流变压器构成。

换流变压器向阀桥提供适当等级的不接地三相电压源。

由于变压器阀侧不接地,直流系统能建立自己的对地参考点,通常将阀换流器的正端或负端接地。

1) 参与实现交流电与直流电之间的相互交换。

2) 实现电压变换。

将交流系统的高电压(一般为500kV或220kV)降低到适合换流器需要的交流电压(一般为220kV左右)。

3) 抑制直流故障电流。

换流变压器的漏抗限制了阀臂短路的直流母线短路时的故障,能有效保护换流阀。

4) 削弱交流系统入侵直流系统的过电压。

5) 减少换流器注入直流系统的谐波。

换流变压器的漏抗对换流器产生的谐波电流具有一定的抑制作用。

6) 实现交、直流系统的电气隔离。

解释:换流变压器接在换流桥与交流系统之间的电力变压器。

采用换流变压器实现换流桥与交流母线的连接,并为换流桥提供一个中性点不接地的三相换相电压。

换流变压器与换流桥是构成换流单元的主体。

换流变压器在直流输电系统中的作用有:1、传送电力;2、把交流系统电压变换到换流器所需的换相电压;3、利用变压器绕组的不同接法,为串接的两个换流器提供两组幅值相等、相位相差30°(基波电角度)的三相对称的换相电压以实现十二脉动换流;4、将直流部分与交流系统相互绝缘隔离,以免交流系统中性点接地和直流部分中性点接地造成直接短接,使得换相无法进行;5、换流变压器的漏抗可起到限制故障电流的作用;6、对沿着交流线路侵入到换流站的雷电冲击过电压波起缓冲抑制的作用。

模块化多电平换流器原理及应用

模块化多电平换流器原理及应用

模块化多电平换流器原理及应用模块化多电平换流器是一种电力电子设备,用于实现多电平电压波形的转换和控制。

它由多个子模块构成,每个子模块负责产生一个电平的电压波形,通过合理的组合和控制,可以实现所需的多电平输出。

本文将介绍模块化多电平换流器的原理和应用。

1. 原理:模块化多电平换流器的原理基于电力电子技术和PWM调制技术。

它采用多个子模块,每个子模块包含一个逆变桥和一个滤波电路。

逆变桥将输入直流电压转换为交流电压,滤波电路对输出波形进行滤波,以得到所需的电平。

通过合理的控制和组合,可以实现多种电平的输出。

2. 应用:模块化多电平换流器在电力系统中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:(1)高压直流输电系统:在高压直流输电系统中,模块化多电平换流器可以实现高效的电压转换和控制,提高输电效率和稳定性。

(2)电动车充电桩:模块化多电平换流器可以用于电动车充电桩中,实现对电动车的快速充电和电压的精确控制。

(3)可再生能源发电系统:在可再生能源发电系统中,模块化多电平换流器可以将不同类型的可再生能源(如太阳能、风能等)转换为交流电并注入电网。

(4)工业电力系统:在工业电力系统中,模块化多电平换流器可以实现对电力负载的精确控制和优化,提高电力系统的稳定性和效率。

3. 优势:模块化多电平换流器相比传统的换流器具有以下优势:(1)高效性:模块化多电平换流器可以实现高效的电压转换和控制,减少能量损耗和系统热量。

(2)灵活性:模块化多电平换流器由多个子模块构成,可以根据实际需求灵活组合和控制,适应不同的电压和功率要求。

(3)可靠性:模块化多电平换流器由多个子模块组成,故障发生时只需替换故障模块,不会影响整个系统的运行。

(4)可扩展性:模块化多电平换流器可以根据需求进行扩展,增加或减少子模块,以适应不同的应用场景。

4. 发展趋势:随着电力电子技术和控制技术的不断发展,模块化多电平换流器在未来有着广阔的发展前景。

以下是一些发展趋势:(1)提高功率密度:随着半导体器件的不断进步,模块化多电平换流器的功率密度将会越来越高,实现更小体积和更高效率的换流器。

换流器工作原理

换流器工作原理

M
Ld Id
13 5
ea Lc ia
+
A
eb Lc ib ik
o
B
ud
Lc
ec
C
_
ic 4 6 2
N
27
推导换相电流公式
ia Id ik ib ik ic Id
iV 1 iV 3 iV 2 ea
KVL:
eb
o
Lc
dib dt
Lc
dia dt
eba
-----(6)
ec
M
Ld Id
13 5
ea eb
o
13 5
Lc ia
A
Lc ib
B
Lc
C
+
ud
ec
ic 4 6 2 _
N
电压、阀电流、相电流 直流电流波形
20
整流电压平均值
(不计触发角、不计换相角)
2
Ud
0
ud (t)d (t) 3 2 E
2
(3)
Udo 1.35E
理理想想空空载载直直流流电电压压
(4)
电源线电压 有效值
21
2.1.2计及触发延时、不计换相角时单桥工作原理
Lc ia
+
A
Lc ib ik
B
ud
Lc
C
_
ic 4 6 2
N 28
推导换相电流公式
计及:
dId 0 dt
和 线电压: eba 2E sin(t)
可得:
2 Lc
dik dt
2E sin(t)
(7)
考虑初始条件: ik ( ) 0
29

换流器工作原理

换流器工作原理

换流器工作原理
换流器是一种能够将直流电能转换成交流电能的装置,其工作原理基于电磁感应和开关控制技术。

换流器主要由功率开关管(如MOSFET、IGBT)和控制电路
组成。

在工作过程中,控制电路会根据输入电压的变化情况来控制功率开关管的开关状态。

当输入电压为正半周期时,控制电路会使功率开关管导通,形成一条低阻抗的通路,从而电流可以流经。

然后,控制电路会监测电流的变化情况,并在电流达到一定值时关闭功率开关管。

当输入电压为负半周期时,控制电路会使功率开关管断开,形成一个断路。

然后,控制电路会监测电流的变化情况,并在电流达到一定值时再次导通功率开关管。

通过不断交替改变功率开关管的开关状态,换流器可以实现将直流电能转换成交流电能的功能。

同时,控制电路还可以调整功率开关管的导通时间比例,从而实现对交流电的频率和幅值的控制。

总而言之,换流器通过不断改变功率开关管的开关状态,利用电磁感应和开关控制技术将直流电能转换成交流电能,实现了电能的有效转换和控制。

电压源换流器工作原理

电压源换流器工作原理

电压源换流器工作原理
嘿,咱今天来聊聊电压源换流器的工作原理哈。

想象一下,电压源换流器就像是一个神奇的“电力魔法师”。

它的工作原理呢,简单来说,就是把一种形式的电变成另一种形式的电,就像你把一块积木变成另一个形状一样。

这个“魔法师”里面有很多关键的部分,比如那些电子元件,它们就像是魔法道具一样。

当电流进来的时候,这些元件就开始工作啦,它们会对电流进行各种神奇的操作,把它变来变去的。

就好像你有一堆不同颜色的糖果,电压源换流器可以把它们按照你的要求重新排列组合。

而且它工作起来可快啦,一瞬间就能完成这些转换。

比如说,它可以把直流电变成交流电,或者把交流电变成直流电,这可太厉害啦!这就好像你能把苹果变成橙子,或者把橙子再变回来一样神奇。

总之呢,电压源换流器就是通过这些巧妙的元件和操作,让电按照我们的需要进行转换,为我们的生活和各种设备提供稳定可靠的电力支持。

是不是很有趣呀!。

二极管钳位型多电平换流器

二极管钳位型多电平换流器

二极管钳位型多电平换流器二极管钳位型多电平换流器是一种常用的电力电子装置,可以用于电力系统中的直流输电和交流输电。

它通过将直流电源的电压波形转换为多个电平的脉冲波形,实现对电力的高效转换和控制。

本文将介绍二极管钳位型多电平换流器的原理、特点和应用。

一、原理二极管钳位型多电平换流器的基本原理是利用多个电平的脉冲波形来逼近所需输出电压的波形。

它由多个单元级组成,每个单元级由两个二极管和两个开关管(一正一负)组成。

其中,开关管按照不同的时间序列进行开关,通过调节开关的导通时间,可以实现不同电平的输出。

在换流过程中,当电流为正时,正极开关导通,负极开关断开,此时正极二极管导通,负极二极管截止,将电流导向正极;当电流为负时,正极开关断开,负极开关导通,此时正极二极管截止,负极二极管导通,将电流导向负极。

通过不断重复这一过程,可以将直流电源的电压波形转换为多个电平的脉冲波形。

二、特点1. 多电平输出:二极管钳位型多电平换流器可以通过调节开关的导通时间,实现多个电平的输出。

这样可以逼近所需输出电压的波形,提高电力转换的效率。

2. 高效节能:相比传统的单电平换流器,二极管钳位型多电平换流器可以减少电流的谐波,减小功率损耗,提高系统的效率和稳定性。

3. 控制精度高:由于可以精确控制开关的导通时间,二极管钳位型多电平换流器可以实现对输出电压的精确控制,满足不同电力系统的需求。

4. 可靠性高:二极管钳位型多电平换流器采用模块化设计,每个单元级独立工作,故障发生时可以局部修复,不会影响整个系统的运行。

三、应用二极管钳位型多电平换流器广泛应用于电力系统中的直流输电和交流输电。

在直流输电系统中,它可以将交流电源的电能转换为直流电能,实现高效输电。

在交流输电系统中,它可以将直流电源的电能转换为交流电能,实现电能的分配和调节。

二极管钳位型多电平换流器还可以用于电力系统的稳定控制和无功补偿。

通过调节开关的导通时间,可以实现对电压和无功功率的控制,提高电力系统的稳定性和可靠性。

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3
此电压称为有相控的理想空载直流电压。
3.整流器工作在有相控且有负载的情况( 0,0 )

图2-12 整流器工作在0,0情况下的电压波形
解释:
➢ 在换相角 之内,由于阀5和阀1换相,换流器交流端ca两相
短路,线电压 e c a 全部降落在这两相的换相电抗2 X 上,每相 的降落各为 e c a 的一半,所以这时m点的电位处于 e c 和 e a 两曲
同理,可取一周中的1/6波形来计算直流电压平均值,但积分的 上下限不同。


6
A 6 6
2E co sd22E sinco s 2E co s 6
6
(2-16)
取平均,即可求得在此情况下的直流电压的平均值
Ud A32EcosUd0cos (2-17)
vd ebc
图2-3 阀5和阀6导通时的电路
假定触发角为 ,则在 t 阀1触发开通的
瞬间,实际导通的电路变为图2-4。
图2-4 阀5和阀1换相时的实际电路
此时,阀5、6、1都导通了,等值电路如图 2-5所示。
图2-5 阀5和阀1换相时的等值电路
在分析换流器各组阀导通状态转换过程时, 一个基本原则是:在导通或关断瞬间,通过 电感的电流是连续的,不会突变。
逆变运行需要三个条件:
✓ 一个反极性的直流电源以提供连续的单向电流; ✓ 一个提供换相电压的有源交流系统; ✓ 要有足够大的关断越前角,以保证安全运行。
图2-16 作为逆变器运行的换流器
整流器和逆变器的不同:
✓ 触发滞后角的不同; ✓ 整流器功率从交流侧传送到直流侧,直流侧是负 载,而逆变器的功率是从直流侧传送到交流侧,直 流侧是电源。
线之间的中点上,即
um1 2ec ea1 2eb
如图2-12(a)中AB一段粗曲线所示。
➢ n点对中性点的电压为 e b ,所以直流电压为:
udumun1 2ebeb2 3eb (2-18)
直流电压的平均值可以从间隔为60°的一段 v d 曲线下的面积
求取平均值求得,这时曲线下的面积又比 0 时的小了
➢ 直流侧平波电抗器具有很大的电感,使直流侧电 流经滤波后波形是平直的,没有纹波;
➢ 阀的特性是理想的,即通态正向压降和断态漏电 流小到可以忽略不计;
➢ 六个桥阀以1/6周期的等相位间隔依次轮流触发。
2.2 单桥整流器的工作原理
2.2.1 换相过程
交流系统三相等值电势
交流系统每相 等值电感
图2-2 单桥整流器的等值电路图
一块由换相过程引起的缺口 A ,因此
U d13A AU d0cos U(2-19)
➢根据图2-12(a)可以求出
A e a e c 2 e a dt e a 2 e c dt
1 2 e c a dt1 2 2 E sintdt
由式(2-9)可知:i r 实际上是阀1开通时,交流系统在ca两点
发生两相短路时的短路电流。式中第一、二两项分别为短路
电流的自由分量和强制分量。
同时
i5 Id ir
(2-10)
阀1和阀5的电流波形如图2-6所示。
μ
图2-6 阀5和阀1换相时的电流波形
随着 t 的增加,电流分量 i r 将增大,因此阀1电流逐渐增
大,而阀5电流逐渐减小。
如果经过一定相角 μ 之后,电流 i r 增大到 I d 。即当t
时,从式(2-9)可得:
i1 ir 2 2 X E rc o s c o s( ) Is2 c o s c o s( ) Id(2-11)
i5 Id ir 0
为了分析方便,逆变器的触发相位角往往用触发越
前角 来表示。它与触发滞后角 的关系为:
180
A -- 积分常数。
在 t 时,电路从一组阀(阀5和阀6)导通改变成
另一组阀(阀5、阀6和阀1)导通的瞬间,电流不会突变,
ห้องสมุดไป่ตู้即:i1 ir 0
所以式(2-7)中的积分常数:
A22XEr cosIs2cos
将式(2-8)代入式(2-7)中即得:
(2-8)
i1ir22 X E rco sco stIs2co sco st (2-9)
2.2.2 整流器的直流电压和换相压降
1.整流器工作在滞后角 0 和换相角 0 的情况
六脉动
vd eba
图2-9 整流器工作在 0,0 情况下的电压波形
整段流组器成的的直,流求电其压平均V 值d 在时一,周只之要中取是其由中六的段一相段同计的算正。弦曲线
假定基准纵轴Y-Y位于t 30处,则曲线 e b a 的纵坐标可
从式(2-23)可知:单桥整流装置在以恒定交流电
压和定滞后角 正常运行时的等值电路如图2-15所
示。
根据式(2-23)可绘出整流装置输出端的正常运行
( 60)外特性曲线,如图2-15所示。
等 外特性曲线是一族随 I d 的增大而向下倾斜的直
线,它在纵轴的交点是理想空载电压:
Ud0cos32Ecos,斜率是 R 。
等值换相电阻。但是,它不是真正的电阻,R I d 只是 代表换相电流在换相电抗中造成的压降而引起的换
流器交流端电压和直流电压的降落,所以等值换相
电阻是不消耗有功功率的。
各个阀电流和交流侧电流波形如图2-13所示。
图2-13 整流器工作在0,0情况下的电流波形
2.2.3 整流器的阀电压波形
由式(2-11)可得 :cos1cos2X 2rE Id(2-13)
当换相角 大小变化时,换流器在工作中同时 导通的桥阀数目将不相同。如图2-8所示。




图2-8 换相角 的大小和换流器工作过程中
同时导通的桥阀数的关系
换流器在正常工作情况下,一般 60。在这 种情况下,非换相期间有2个阀导通,换相期 间有3个阀导通,而且2个和3个阀导通的状态 是交替出现的,这种工作方式简称2-3方式。
换流器的工作原理
2.1 概述
上半桥
VT1 VT3 VT5 d1
ua
ia
Ls
ub o
Ls
uc
id
i5
+
ud
-
Ls
下半桥 VT4 VT6 VT2 d2
图2-1 三相桥式换流器的原理结线图
为了阐明基本原理,采取下列假定条件:
➢ 三相交流电源的电动势是对称的正弦波,频率恒 定;
➢ 交流电网的阻抗也是对称的,而且忽略不计换流 变压器的激磁导纳;
22Ecoscos
(2-20)
所以
U A 33 2 2E coscos
U 2 d 0 c o s c o s V d 0s in 2 s in 2 (2-21)
➢ 将式(2-11)代入上式可得换相压降:
(2-12)
由于阀单向导电特性的限制,i 5 不能反向,而停留在零值;
此后 i r 不可能再增大,i 1 也保持为 I d ;所以当t,
阀5就关断。换流器电流又从三个阀(5,6和1)导通状态 改变位两个阀(6和1)导通的状态,如图2-7所示。
vd eba
图2-7 阀6和阀1导通时的实际电路
✓ 在导通期间,是一条代表很小正向压降的直线, 此时为零; ✓ 在阻断期间,只有短时间处在正向电压作用下, 大部分时间处在反向电压作用下,所以汞弧换流 器工作在整流状态下,易发生逆弧。
2.2.4 整流器的阀电流和交流侧电流
各个阀电流的波形如图2-13所示。在换相过程中, 阀电流上升和下降部分的波形如图2-6所示,在其余 的导通期间,阀电流等于 I d 。各阀导通的时间为
图2-14 单桥整流器阀电压波形
图2-14(a)中,以阀1为例,作出了它的阳极对中性点 O的电压曲线,和它的阴极对O点的电压曲线,分别 以粗虚线和粗实线表示。 两曲线之间的纵坐标长度即代表阀1阳极和阴极之间 的电压,即阀1的电压,如图(b)所示。
由图可见:阀电压是由一段直线和七段正弦弧线所 组成的。
则相应的线电动势为:
eab
eca eco eoa ea eaoeob ebea
ec2Es2inEsint1t20
(2-2)
ebc eboeoc ec eb 2Esint120
可以从阀5和阀6导通,其余各阀阻断的状态 开始,并且假定整流器向直流线路输出的直 流电流为 I d ,这时,整流器实际导通的电路 为:
用 2Ecos 表示。在 从 6 到 6 间隔内,这段
曲线下的面积为:


A 0 6
2 E c o stdt2 E sint6 2 E
6
6
将 A 0 除以
(2-14)
即可得 0,0情况下的直流电压平均值
3 Ud0

A0

3 2 E 1.35E

(2-15)
3
此电压称为无相控的理想空载直流电压。
0
Id 0,0
各个阀电流和交流侧电流波形如图2-10所示。 图2-10 整流器工作在0,0情况下的电流波形
2.整流器工作在滞后角 0 和换相角 0 的情况
直流电 压有缺

图2-11 整流器工作在0,0情况下的电压波形
几个名词:
换相过程:从阀1开通瞬间到阀5关断瞬
间,直流电流从c相流经阀5转移到从a相流
经阀1的过程;
换相电流:电流 i r ;由上面的分析可知,
直流输电的换流器是借助于交流电网所提供
的短路电流 i r 来实现换相的。
换相电抗:换相电流所流经的回路中每
相等值电抗 X
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