图2-46 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形
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 •把α > π /2时的控制角用π- α= β 表示，β 称为逆变角
•而逆变角β和控制角α的计量方向相反，其大小自β =0的起始点向左方计量 三相桥式电路工作于有源逆变状态时波形如图2-46所示 有源逆变状态时各电量的计算：
U d = -2.34U 2cos β = -1.35U 2L cos β （2-105）
输出直流电流的平均值亦可用整流的公式，即
每个晶闸管导通2p /3，故流过晶闸管的电流有效值为（忽略直流电流i d 的脉动）
∑
-=
R E U I M
d d d
d VT I I I 577.03
==
从交流电源送到直流侧负载的有功功率为
当逆变工作时，由于E M 为负值，故P d 一般为负值，表示功率由直流电源输
送到交流电源。
在三相桥式电路中，变压器二次侧线电流的有效值为
9.1.3 逆变失败与最小逆变角的限制
逆变失败（逆变颠覆）——逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流
1. 逆变失败的原因
（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 （3）交流电源缺相或突然消失.
（4）换相的裕量角不足，引起换相失败
图2-47 交流侧电抗对逆变换相过程的影响
换相重叠角的影响：当β >γ 时，换相结束时，晶闸管能承受反压而关断。如果
β <γ 时（从图2-47右下角的波形中可清楚地看到），该通的晶闸管（VT 2）会关断，而应关断的晶闸管（VT 1）不能关断，最终导致逆变失败。
d
M d d I E I R P +=∑2
d d VT I I I I 816.03
2
22==
=
M
2. 确定最小逆变角βmin 的依据 逆变时允许采用的最小逆变角β 应等于
βmin =δ +γ+θ′ （2-109） δ :晶闸管的关断时间t q 折合的电角度，t q 大的可达200~300ms ，折算到电角度约4°~5°；γ ——换相重叠角，随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。 为对重叠角的范围有所了解，举例如下：某装置整流电压为220V ，整流电流800A ，整流变压器容量为240kV 。A ，短路电压比U k %为5%的三相线路，其的值约15°~20°。
或参照整流时γ 的计算方法：
•
根据逆变工作时 ， 并设，
上式可改写为
θ′——安全裕量角。主要针对脉冲不对称程度（一般可达5°）。 值约取为10°
9.2 晶闸管直流电动机系统
晶闸管直流电动机系统——晶闸管可控整流装置带直流电动机负载
组成的系统。是电力拖动系统中主要的一种，也是可控整流装置的主要用途之一 对该系统的研究包括两个方面：其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况，其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本节主要从第二个方面进行分析
9.2.1 工作于整流状态时
不考虑电动机的电枢电感时
只有晶闸管导通相的变压器二次侧电压瞬时值大于反电动势时才有电流输出，此时负载电流断续，对整流电路和电动机的工作都不利，要尽量避免
m
U X I B d π
γααsin
2)cos(cos 2=
+-β
πα-=γβ=m
U X I πγsin 21cos 2B
d -=
在电枢回路串联一平波电抗器，保证整流电流在较大范围内连续，如图2-48
图2-48 三相半波带电动机负载且加平波电抗器时的电压电流波形 电动机稳态时，虽然U d 波形脉动较大，但由于电动机有较大的机械惯量，故其转速和反电动势都基本无脉动。此时整流电压的平均值由电动机的反电动势及电路中负载平均电流I d 所引起的各种电压降所平衡。整流电压的交流分量则全部降落在电抗器上。由I d 引起的压降有下列四部分：变压器的电阻压降R B I d ，其中R B 为变压器的等效电阻，它包括变压器二次绕组本身的电阻以及一次绕组电阻折算到二次侧的等效电阻；晶闸管本身的管压降，它基本上是一恒值；电枢电阻压降I d R M ；由重叠角引起的电压降3X B I d /(2p) 。 此时，整流电路直流电压的平衡方程为
（2-112）
式中，
1. 电流连续时电动机的机械特性 在电机学中，已知直流电动机的反电动势为
（2-113）
式中，Ce 为由电动机结构决定的电动势常数；ϕ 为电动机磁场每对磁极下
U
I R E U d M d ∆++=∑π
23B
M B X R R R +
+=∑n
C E e M ϕ=
的磁通量，单位为（Wb ）；n 为电动机的转速，单位为（r/min ）。
可根据整流电路电压平衡方程式（2-112），作出不同控制角a 时E M 与I d 的关系
转速与电流的机械特性关系式为
根据式（2-115）做出不同时n 与I d 的关系，如图2-49所示。图中的值一般为1V 左右，所以忽略。可见其机械特性与由直流发电机供
电时的机械特性是相似的，是一组平行的直线，其斜率由于内阻不一定相同而稍有差异。调节a 角，即可调节电动机的转速。
图2-49 三相半波电流连续时以电流表示的电动机机械特性
同理，可列出三相桥式全控整流电路电动机负载时的 机械特性方程为
（2-116）
2. 电流断续时电动机的机械特性(图2-50） 由于整流电压是一个脉动的直流电
压，当电动机的负载减小时，平波电抗器中的电感储能减小，致使电流不再连续，此时电动机的机械特性也就呈现出非线性。 电流连续时的理想空载反电动势（ a =60°,忽略 ）： 实际当I d 减小至某一定值I d min 以后，电流变为断续，这个E 0’ 是不存在的，真正的理想空载点远大于此值：
a<=60o ，电动机的实际空载反电动势都是 当a>60o 以后，空载反电动势为
U
I R U E d M ∆--=∑αcos 17.12ϕ
ϕαe d e C U
I R C U n ∆+-
=
∑cos 17.12
R M + )I d C e
3X B
2πϕ
ϕαe d e C U
I R C U n ∆+-
=
∑cos 17.122
2
585.060cos 17.1U
U E =︒='2
2U )
3cos(22πα-U
