有源逆变电路
第4章 有源逆变电路

图4-2 全波电路的整流和逆变
(a)α=45°;β=45°
因Ra阻值很小,其电压也很小,因此Ud≈E。电流Id从Ud 的正端流出,从电动机反电动势E的正端流人,故由交流电源经 变流器输出电功率,直流电动机吸收电功率并将其转换为轴上的 机械功率以提升重物。如在提升运行中突然使晶闸管的控制角α 减小,则Ud增大,瞬时引起电流Id增大,电动机产生的电磁转矩 也增大,因电动机轴上重物产生的阻转矩不变,所以电动机转速 升高,提升加快。随着转速的升高,电动机的反电动势E=Ceφn 也增大,使Id恢复到原来的数值,此时电动机稳定运行在较高转 速。反之α增大,电动机转速减小所以改变晶闸管的控制角.可 以很方便地对电动机进行无级调速,从而改变提升的速度。 • 当α增大到某值如α3值,如图4一3所示,如此时电动机转矩 M1恰好与负载转矩相等,则电动机稳定在n=0处a点。如图4一3中 曲线①,这相当干整流器供电给电阻和电感,仍运行在整流状态。 如α再增大到90°,如图4-3中曲线②,则电动机转矩小于负载 转矩,于是在重物作用下电动机反转,E改变方向,E使Id增加, 最后稳定在b点,此时电动机运行在能耗制动状态,向整流器输 出的平均功率为零。
图4-6 有源逆变环流失败波形
• 二、最小逆变角的确定及限制 • 根据上述各种逆变失败原因的分析,可以总结出这样一条规 律:为了保证逆变能正常工作,除了选用可靠的触发器不丢失脉 冲外,同时对触发脉冲的最小逆变角β min,必须要有严格的限 制。 • 〔一)最小逆变角β min的确定 • 要保证在电压换相点之前完成换相,触发脉冲必须有超前的 电角度,即最小逆变角β min 应根据下面的因素来考虑。
•
公式与整流时一样。由于逆变运行时α>90°,cosα计算不 太方便,于是引入逆变角β,令α=π-β,用电度表表示时为 α=180°-β,所以
有源逆变知识点总结
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有源逆变知识点总结有源逆变器技术的基本原理是利用功率半导体器件(如MOSFET、IGBT等)来实现对直流电能输入端的调制和变换,最终输出交流电能。
有源逆变器主要包括控制电路、逆变电路和滤波电路三部分。
控制电路是有源逆变器的核心部分,它通过对功率半导体器件进行精确的控制,实现对输入直流电压的调节和对输出交流电压的稳定。
控制电路一般采用现代控制理论和数字信号处理技术,能够实现高精度的电压和频率调节,提高了逆变器的输出质量和稳定性。
逆变电路是有源逆变器的主要工作部分,它通过功率半导体器件的开关动作,将输入的直流电压转换为高质量的交流电压输出。
逆变电路的设计和参数选择直接影响了逆变器的性能和效率,因此需要严格的计算和分析。
滤波电路是为了减小逆变器输出端的谐波和杂散干扰,提高输出电压波形质量和稳定性而设置的。
滤波电路通常包括谐波滤波器和EMI滤波器两部分,能够有效抑制逆变器输出端的谐波和电磁干扰,保证了逆变器的正常工作和输出质量。
有源逆变器技术的发展主要体现在以下几个方面:1、功率密度的提高。
随着功率半导体器件技术的不断发展,有源逆变器的功率密度和效率得到了大幅提升。
现在的有源逆变器可以实现更小体积和更大输出功率,具有更高的性能和可靠性。
2、输出电压波形的改善。
传统的逆变器输出电压波形存在谐波和杂散干扰等问题,而有源逆变器通过控制电路和滤波电路的优化设计,可以实现更为纯净的输出电压波形,提高了电能的利用效率和稳定性。
3、多级结构的应用。
多级逆变器能够有效降低逆变器输出端的谐波和增加输出电压的调节范围,因此在大功率逆变器和高性能逆变器领域得到了广泛的应用。
有源逆变器通过多级结构的设计和控制,能够实现更高的工作频率和更大的功率范围。
4、智能化和数字化控制。
有源逆变器采用了现代控制理论和数字信号处理技术,能够实现更高精度的电压和频率调节,提高了系统的响应速度和稳定性。
同时,智能化控制技术也使得有源逆变器具有了更多的功能和应用场景,为电力电子领域的发展带来了新的机遇。
无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?
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无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?
无源逆变电路和有源逆变电路是两种常见的逆变电路,它们在工作原理和特点上有一些不同之处。
无源逆变电路(Passive Inverter):
1.无源逆变电路是基于电容、电感和二极管等被动元件构成
的。
2.无源逆变电路依赖于负载的特性或外部电源提供的能量,
并通过切换元件改变电流和电压的方向来实现逆变。
3.无源逆变电路没有独立的功率放大器或控制元件,不能主
动控制输出波形,输出波形受限于其负载和电源的特性。
4.无源逆变电路一般适用于低功率、较简单的应用场景,例
如小功率逆变器、逆变电路的充电和放电等。
有源逆变电路(Active Inverter):
1.有源逆变电路基于晶体管、MOSFET、IGBT等有源元件构
成的。
2.有源逆变电路包含独立的功率放大器和控制元件,能够主
动控制输出波形,实现精确的逆变操作。
3.有源逆变电路能够提供较高的功率密度、高效率和更精确
的电压/频率输出。
4.有源逆变电路通常适用于高功率、高精度的逆变应用,例
如工业变频器、UPS电源、太阳能逆变器等。
总体而言,无源逆变电路是基于被动元件,无法主动控制输出
波形,适用于低功率场景;而有源逆变电路则使用主动元件,具备主动控制能力,适用于高功率和高精度的逆变需求。
选择适用的逆变电路取决于所需功率、精度和控制要求等因素。
第四章 有源逆变电路
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逆变状态和整流状态的区别:控制角 a 不同 0<a < /2 时,电路工作在整流状态
/2< a < 时,电路工作在逆变状态
第二节
三相有源逆变电路
2.逆变角的概念:
为实现逆变,需一反向的EM ,而Ud因a﹥π/2已自动变为负值,满足逆 变条件。因而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 a >π /2时的控制角用π - a =β 表示,β称为逆变角。 整流状态:α<π/2, 相应的β>π/2;
第三节
结论:
逆变失败与最小逆变角的限制
1.β不能等于零。
2.β不能太小,必须限制在某一允许的最小角度内。
第三节
逆变失败与最小逆变角的限制
二、 确定最小逆变角βmin的依据
有源逆变时允许采用的最小逆变角 应等于
min=d +g+q′
d ——晶闸管的关断时间tq折合的电角度
tq大的可达200~300ms,折算到电角度约4~5。
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。 ( EG ﹥ EM,整流; EG ﹤ EM :逆变 ) (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。
第一节 逆变的概念
三、 有源逆变产生的条件
改变EM的极性; Ud极性也必须相反。 怎样使Ud方向相反?
有源逆变电路的控制电路在设计时,应充分考虑变压器漏电 感对晶闸管换流的影响以及晶闸管由导通到关断存在着关断
时间的影响,否则会由于逆变角β 太小造成换流失败,导致
逆变颠覆的发生。 以共阴极三相半波电路为例, 分析由于β 太小而对逆变电 路产生的影响。
有源逆变电路课程设计
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有源逆变电路 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解有源逆变电路的基本概念、工作原理及电路构成;2. 掌握有源逆变电路中主要元件的功能及相互关系;3. 学会有源逆变电路的参数计算和性能分析。
技能目标:1. 能够正确绘制有源逆变电路图,并进行电路仿真;2. 学会使用相关仪器、仪表对有源逆变电路进行性能测试;3. 能够运用所学知识解决实际应用中的有源逆变电路问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣和爱好,激发学生的创新意识;2. 培养学生严谨的科学态度,提高学生的团队合作能力和问题解决能力;3. 引导学生关注有源逆变电路在新能源、电力电子等领域的应用,增强学生的社会责任感。
课程性质:本课程属于电子技术基础课程,以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点:学生为高中年级学生,具有一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 有源逆变电路基本概念:介绍有源逆变电路的定义、功能及其在电力电子领域的应用。
- 教材章节:第二章第五节- 内容列举:逆变电路的定义、类型、基本原理及应用场景。
2. 有源逆变电路工作原理:分析有源逆变电路的工作原理,包括开关元件、控制策略等。
- 教材章节:第二章第六节- 内容列举:开关元件的工作原理、控制策略、逆变电路的调制方法。
3. 有源逆变电路的电路构成:讲解有源逆变电路的主要组成部分,包括开关器件、滤波器、控制器等。
- 教材章节:第二章第七节- 内容列举:开关器件的种类、滤波器的设计、控制器的功能。
4. 有源逆变电路参数计算:学习有源逆变电路主要参数的计算方法。
- 教材章节:第二章第八节- 内容列举:输出电压、输出电流、开关频率等参数的计算。
5. 有源逆变电路性能分析:分析影响有源逆变电路性能的因素,包括效率、稳定性等。
有源逆变概念及工作原理

有源逆变一、单相有源逆变电路逆变电路的分类整流是把交流电变换成直流电供应负载,则,能不能反过来,利用相控整流电路把直流电变为交流电呢?完全可以。
我们把这种整流的逆过程称为逆变。
在许多场合,同一套晶闸管或其它可控电力电子变流电路既可作逆变,这种装置称为变流装置或变流器。
根据逆变输出交流电能去向的不同,所有逆变电路又分为有源逆变和无源逆变两种。
前者以电网为负载,即逆变输出的交流电能回送到电网,后者则以用电器为负载,如交流电机、电炉等。
变流器的两种工作状态用单相桥式可控整流电路能替代发电机给直流电动机供电,为使电流连续而平稳,在回路中串接大电感Ld称为平波电抗器。
这样,一个由单相桥式可控整流电路供电的晶闸管-直流电动机系统就形成了。
在正常情况下,它有两种工作状态,其电压电流波形分别示于图3-1、图3-2中。
1.变流器工作于整流状态〔0<a<p /2〕在图3-1中,设变流器工作于整流状态。
由单相全控整流电路的分析可知,大电感负载在整流状态时U d=0.9U2cosa,控制角的移相围为0~90 ° ,U d为正值,P点电位高于N点电位,并且U d应大于电动机的反电势E,才能使变流器输出电能供应电动机作电机运行。
此时,电能由交流电网流向直流电源〔即直流电动机M的反电势E〕。
图3-12.变流器工作与逆变状态〔p /2<a<p 〕在图3-2中,设电机M作发电机运行〔再生制动〕,但由于晶闸管元件的单向导电性,回路电流不能反向,欲改变电能的传送方向,只有改变电机输出电压的极性。
在图3-2中,反电势E的极性已反了过来,为了实现电动机的再生制动运行,整流电路必须吸收电能反应回电网,也就是说,整流电路直流侧电压平均值U d也必须反过来,即U d为负值,P点电位低于N点电位且电机电势E应大于U d。
此时电路电能的流向与整流时相反,电动机输出电功率,为发电机工作状态,电位则作为负载吸收电功率,实现了有源逆变。
第三章 有源逆变电路

过渡过程时间以及限制过大的反接制动电
流,可将桥路触发脉冲移到α>900,即工作在逆变状态。在初始阶段KM1尚未
断开,在电抗器中的感应电动势作用下,电路进入有源逆变状态,将电抗器中的能量逆变 为交流能量返送电网。
第二十三页,共48页。
二、采用两组变流桥的可逆电路 常用的反并联电路。
第二十四页,共48页。
第二十五页,共48页。
反并联可逆电路常用的有:逻辑无环流、有环流以及错位无环流三种工作方式, 现分别叙述如下: (一)逻辑控制无环流可逆电路的基本原理
当电动机磁场方向不变时,正转时由Ⅰ组桥供电;反转时由Ⅱ组桥供电, 采用反并联供电可使直流电动机在四个象限内运行。
1) 逆变失败的原因
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。
晶闸管发生故障,该断时不断,或该通时不通。 交流电源缺相或突然消失。
换相的裕量角不足,引起换相失败。
第十七页,共48页。
现以三相半波电路为例,见下图,当A相晶闸管VT1导通到ωt4时,在正常情况下Ug2触发 VT2管换到B相导通。现由于Ug2丢失或VT2管损坏或B相快速熔断器烧断或B相缺相供 电等原因,VT2管无法导通,VT1管不受反压无法关断,使VT1管沿着A相电压波形 继续导通到正半周,如图中剖面线所示,使电源瞬时电压与E顺极性串联,出现很大的短 路电流流过晶闸管与负载,这称为逆变失败或逆变颠覆。
PdRId 2EMId
(2-107)
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。
电力电子技术——有源逆变电路

其值为
E0 Ud 1.17U2 cos60 0.585U2
非线性特性
图4-10 电流断续时电动势的特性曲线
Goback
❖实际上,当Id减小至某一定值Idmin以后,电流变 为断续,真正的理想空载点远大于此值,因为
此时晶闸管触发导通时的相电压瞬时值为 2U2 。
❖考虑直流等效回路,左侧电源为脉动直流电压
ud波形,最大瞬时值为 2U 2 ,并且由于整流器
件的单向导电性,回路电流Id的方向是固定的,
只有当反电动势EM等于脉动直流电压ud的最大
峰值时,电流才能完全等于零,否则,只要EM
比ud的最大峰值略小一点,就总是存在断断续
续的电流脉冲。因此 2U2 才是实际的理想空载
no Ke
Goback
2. 电流断续时电动机的机械特性 • 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。
• 电流断续时电动机机械特性的第一个特点: 当 电流断续时,电动机的理想空载转速抬高。
❖由三相半波电路电流连续时反电动势表达式,
变化很小也可引起很大的转速变化。
❖ 设整流控制角一定,由于轻载时电流断续,各晶闸管 的导通角 120 ,此时ud波形将发生一定的变化,水 平直线E以下的部分作用时间将比电流连续时缩短,负 面积减小,平均面积Ud比电流连续时的计算值升高, 在电流连续的条件下得出的Ud计算公式不再适用。
整流波形
图4-11 考虑电流断续时不同时反电动势的特性曲线
➢整流输出电压ud是脉动的,可分为两部分:直 流分量Ud,和交流分量。交流电流分量的大小 主要取决于直流侧的回路电感,特别是平波电
有源逆变电路

一、 逆变的概念
逆变:把直流电变成交流电的过程。
UPS
逆变
逆变分类
有源逆变
直流电
交流电
电网
逆变类型
无源逆变
DC — AC
AC — DC — A C
直流电
交流电
负载
对于可控整流电路,满足一定条件就可工作于有 源逆变,其电路形式未变,只是电路工作条件转 变。既工作在整流状态又工作在逆变状态,称为 变流电路。
变压器漏感对整流电路影响的一些结论:
出现换相重叠角g ,整流输出电压平均值Ud降低。 整流电路的工作状态增多。 晶闸管的di/dt 减小,有利于晶闸管的安全开通。 有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。 换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的du/dt,可 能使晶闸管误导通,为此必须加吸收电路。
Id 6U 2 [cos cos( g )] 2X B 2X BId cos cos( g ) 6U 2
6
g 随其它参数变化的规律: (1) Id越大则g 越大; (2) XB越大g 越大; (3) 当 ≤90时, 越小g 越大。
3.6 变压器漏感对整流电路的影响
dik dik ua ub ud ua LB ub LB dt dt 2
换相压降——与不考虑变压器漏感时相比,ud平均值 降低的多少。
dik 1 g 56 3 g 56 U d ( u u ) d ( w t ) [ u ( u L )]d(wt ) 5 5 b d b b B 2 / 3 6 2 6 dt
思考题
◆ 单相桥式全控整流电路和单相桥式半控整流电路有什么不同。 ◆在加续流二极管前后,单相桥式全控整流电路中晶闸管两端的 电压波形如何?
第2章 有源逆变电路

第2章 有源逆变电路
第2章 有源逆变电路
• 利用晶闸管把直流电转变成交流电。这 种对应于整流的逆过程称为逆变,能够 实现直流电逆变成交流电的电路称为逆 变电路。
2.1 有源逆变电路的工作原理
• 1 直流发电机-电动机系统电能的流转
直流发电机-电动机之间电能的流转 (a)两电动势同极性EG >E (b)两电动势同极性E >EG (c)两电动势反极性,形成短路
• 3)在逆变工作时,交流电源发生缺相或突然消失, 由于直流电动势EM的存在,晶闸管仍可导通,此时变 流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的交 流电压,因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。
• 4)换相的裕量角不足,引起换相失败,应考虑变压 器漏抗引起换相重叠角对逆变电路换相的影响。
2.2 三相有源逆变电路
解:
Ud 0.9U2 cos
0.9 220 cos30 171.4V
E=100V<|Ud| 所以无法实现有源逆变。
2.1 有源逆变电路的工作原理
2.2 三相有源逆变电路
• 1 三相半波有源逆变电路
三相半波逆变电路
U d U d 0 cosa U do cos 1.17U 2 cos
2.2 三相有源逆变电路
• 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应为:
min g ——晶闸管的关断时间tq折合的电角度
tq大的可达200~300ms,折算到电角度约4~5。
g —— 换相重叠角
随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。
′——安全裕量角
βmin一般取30~35。
• 3 逆变失败与最小逆变角的限制 • 逆变失败的原因 • 造成逆变失败的原因很多,主要有下列几种情况: • 1)触发电路工作不可靠,不能适时、准确地给各晶闸
第2章 整流电路(有源逆变状态)

g
15~20
2) 参照整流时g 的计算方法
m 根据逆变工作时 a - b,并设 b g,上式可改写成
2U 2 sin
cosg 1 Id X B 2U 2 sin
cosa - cos(a g )
Id X B
m
ห้องสมุดไป่ตู้
这样, bmin一般取30~35。
3.4 晶闸管直流电动机系统
Id
图3-7 电流断续时电动势的特性曲线
电流断续时电动机机械特 性的特点:
E E0 ( 2U2) E0' (0.585U 2)
断续区特性的近似直线
电流断续时理想空载转速抬高。
机械特性变软,即负载电流变化 很小也可引起很大的转速变化。 随着a 的增加,进入断续区的电 流值加大。
Idmin
O
断续区
连续区
三相桥式电路工作于有源逆变状态,不同逆变角时的 输出电压波形及晶闸管两端电压波形如图4-3所示。
u2 ua ub uc ua ub uc ua ub uc ua ub
O
wt b=
3
b=
4 u cb u ab u ac u bc u ba u ca
b=
6 u cb u ab u ac u bc u ba uca u cb u ab u ac u bc
单相全波电路代替上述发电机
交 流 电 网 输 出 电 功 率
ud
a
u10
u20
u10 U d>EM
ud
u10
u20
u10
O id=iVT +iVT
1
wt
O id O b)
wt
Ud<EM
有源逆变电路的特点

有源逆变电路的特点
1. 有源逆变电路啊,那可真是很有意思呢!你看,就像一个聪明的指挥家,能精准地控制能量的流向。
比如在新能源发电中,它能巧妙地让多余的电能反向输送回电网,这多厉害呀!
2. 有源逆变电路有个特点超棒,它就像一个神奇的魔术手,能在不同的场景中发挥重要作用呢!就好比在电动汽车制动时,它能把动能转化为电能送回去,这不简直太神奇了吗?
3. 哎呀呀,有源逆变电路的这个特点你可得知道!它就如同一个灵活的舞者,能够根据需要随时变换节奏。
就像在一些工业设备中,它按需进行电能的调控,这是多么了不起呀!
4. 嘿哟,有源逆变电路的这个特性真不一般呢!它好比是一个勇敢的开拓者,能开拓出不一样的能量之路。
例如在电梯运行中,它帮忙实现能量的回收利用,这是多牛的事情呀!
5. 哇塞,有源逆变电路有个突出特点呢!它像一个贴心的伙伴,总是默默地贡献着。
就像在风力发电系统里,它确保电能的有效利用,这是多么让人惊叹呀!
6. 哟呵,有源逆变电路的这个特点可别小瞧呀!它如同一个智慧的谋士,总能想出好办法。
就像在太阳能发电中,它让电能的分配更合理,厉害吧?
7. 有源逆变电路的特点可是相当重要啊!它就像一把神奇的钥匙,能打开能量高效利用的大门。
比如在储能系统中,它发挥关键作用,这真的太让人佩
服了!总之,有源逆变电路的特点超厉害,在各种领域都有着不可或缺的地位呢!。
第二章 有源逆变电路

α
u10
u10
u10
1
VT
2
d
d
VT
1
VT
2
d
d
VT
1Байду номын сангаас
VT
2
VT
1
VT
2
VT
1
VT
2
π π
有源逆变的工作原理
图 单相全波整流电路的整流工作状态
图 单相全波整流电路的逆变工作状态
有源逆变的工作原理 1、有源逆变的条件: 、有源逆变的条件:
( 1)一定要有直流电动势源, 其极性必须与晶闸 ) 一定要有直流电动势源, 管的导通方向一致, 管的导通方向一致,其值应稍大于变流器直流侧的平 均电压。 均电压。 的区域内, (2)变流器必须工作在α> 的区域内,使Ud<0。 ) 。
有源逆变的工作原理
2、全波整流电路工作在整流状态 、
当移相控制角α 范围内变化时, 当移相控制角α在0~范围内变化时,单相全波整流电路直流 范围内变化时 侧输出电压U 作电机运行。 侧输出电压 d > 0,电动机 作电机运行。整流器输出功率,电机 ,电动机M作电机运行 整流器输出功率, 吸收功率,电流值为: 吸收功率,电流值为
或
式中: 为逆变电路输入相电压, 为逆变电路输入线电压。 式中:U2为逆变电路输入相电压, U2L为逆变电路输入线电压。
有源逆变最小逆变角β 有源逆变最小逆变角βmin的限制 1、逆变失败
如果逆变角β小于换流重叠角γ 如果逆变角β小于换流重叠角γ,即β<γ时,从图 所示的 γ 波形中可清楚看到,换流还未结束,电路的工作状态到达u 波形中可清楚看到,换流还未结束,电路的工作状态到达 A与uB 交点P, 点之后, 将高于u 晶闸管T 交点 ,从P点之后,uA将高于 B ,晶闸管 2承受反压而重新关断 点之后 而应该关断的T 却承受正压而继续导通,从而造成逆变失败。 ,而应该关断的 1却承受正压而继续导通,从而造成逆变失败。 因此,为了防止逆变失败,不仅逆变角β不能等于零, 因此,为了防止逆变失败,不仅逆变角β不能等于零,而且不 能太小,必须限制在某一允许的最小角度内。 能太小,必须限制在某一允许的最小角度内。
三相桥整流电路的有源逆变工作状态电路

三相桥整流电路的有源逆变工作状态电路哎呀,今天咱们来聊聊那个有点神秘的三相桥整流电路,尤其是它的有源逆变工作状态。
这可是个极其有趣的话题哦,听起来可能有点复杂,但其实就像是给电流穿上华丽的舞衣,跳起一支优雅的舞蹈,让咱们的生活更加多姿多彩。
三相桥整流电路,顾名思义,就是把三相交流电变成直流电。
想象一下,这就像是把大海的波涛汹涌变成平静的湖面,真是神奇。
不过,真正的精彩还在后面,咱们今天要聚焦的是它的有源逆变。
你可能会问,这是什么鬼?别着急,让我慢慢给你说来。
有源逆变,听起来很高大上,其实就是把直流电再变成交流电。
咱们就像是大厨,先把食材(直流电)准备好,然后用自己的绝活(逆变)把它做成一道美味的菜(交流电)。
这可不仅仅是变个样子哦,关键是这个过程中能控制频率和幅值,简直就像是给电流加了魔法,让它在舞台上自由飞翔。
大家知道,电流是很调皮的东西,它喜欢来去自如。
三相桥整流电路的有源逆变工作状态就像是一个电流的调皮鬼老师,把它们收拾得服服帖帖。
在这个过程中,电流通过一些元器件,比如MOSFET、IGBT,变得乖巧听话。
真是“飞来飞去,绕圈圈”,可见其灵活性。
你有没有发现,现代的电子设备,像手机、电脑,都是靠这些电流在默默奉献着?没错,它们就是靠这种技术把电流变得可控,才能在各种情况下保持稳定,真是妙不可言。
说到这里,咱们还得提一下三相桥整流电路的结构。
它可不是随随便便搭建的,里面可是有八个二极管,组成了一个个小桥,像是一群可爱的小朋友在一起玩耍。
每当电流通过这些二极管,就像是小朋友们在跳绳,配合得那叫一个默契。
整流之后,电流变得平稳,就像是经过一场风暴后,天空重新放晴,给人一种舒适的感觉。
有源逆变也不是一帆风顺的,偶尔会遇到一些小麻烦。
比如说,电流的波形不够理想,或者说频率波动得厉害。
这个时候就得靠控制技术来帮忙了。
就像是个小侦探,发现了问题,立马找到解决办法,调整参数,让电流变得更加平滑。
这种调控的艺术,简直就是电流的指挥家,把它们拉得整整齐齐。
第4章有源逆变电路和PWM整流电路

整流输出电压/电流的计算:
•
3 B I d 3 B I d U d 1.17U 2 cos a 1.17U 2 cos a 2 2
(4-3)
Id=(Ud-E)/R
(4-4)
------Ud为负值 Id为正值(注意代入公式时E为负值)
2.三相全控桥式整流电路
u2 ua ub uc ua ub uc ua ub uc ua ub
2、单相PWM整流器模型及原理分析
PWM整流器的模型电路由交流回路、功率开关管桥路以及直流回路组 成。其中,交流回路包括交流电动势e以及网侧电感L等;直流回路包括负 载电阻RL及负载电动势eL等;功率开关管桥路可由电压型或电流型桥路组 成。 不计功率开关管桥路的损耗时,由交、直流侧的功率平衡关系得:
O
wt = = 4
ucb uab uac ub c ub a uca
3
= 6
ucb uab uac ub c ub a uca ucb uab uac ub c
ud uab uac ub c ub a uca
w t1 w t2 w t3
O
wt
=
3
= 4
= 6
3. 逆变产生的条件
1 0 u10 u20 VT2 2 ud iVT u20
2
VT1 iVT
1
L ud ç Ä µ Ü id R + M EM ud Ud>EM u10
1 0
VT1 iVT VT2
1
L ud ç Ä µ Ü iVT
2
id
R M EM +
2 u20
a
u10
u10
u10
O id=iVT +iVT
整流电路有源逆变的概念

整流电路有源逆变的概念整流电路有源逆变是指利用电子元器件将交流电转换为直流电的过程,并通过有源元件将直流电转换为交流电的过程。
整流电路是将交流电转换为直流电的过程。
交流电是指电流的方向和大小随时间而变化的电流,常见的交流电为正弦波形。
而直流电是指电流方向和大小不随时间而变化的电流,常用一个平稳的电压或者电流表示。
在实际应用中,许多电子设备需要通过直流电来工作,例如手机充电器等。
因此,需要将输入的交流电转换为直流电。
整流电路就是用来实现这一任务的电路。
在整流电路中应用的元器件主要有二极管。
二极管是一种电子元件,具有单向导电的特性。
在整流电路中,二极管的正向导通特性使得它可以将输入的交流电转换为直流电。
当交流电的正半周期时,二极管正向导通,电流经过;而当交流电的负半周期时,二极管反向截止,电流无法通过。
通过这种方式,整流电路将输入的交流电转换为了具有直流特性的输出电流。
在有源逆变电路中,有源元件如晶体管、场效应晶体管等被应用于将直流电转换为交流电。
当直流电通过有源元件时,可以通过控制有源元件的导通和截止状态来改变电流的方向和大小。
通过适当的电路设计和控制,有源逆变电路能够将直流电转换为交流电,实现了从直流到交流的能量转换。
有源逆变电路的应用非常广泛。
在工业生产中,有源逆变电路被应用于调节和变换电压、频率和电流。
在太阳能发电领域,有源逆变电路被用来将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,以供电网和家庭使用。
此外,有源逆变电路还被应用于电动车、UPS(不间断电源)等设备中,以实现能量的高效利用和功率的可控转换。
有源逆变电路的工作原理与整流电路正好相反。
有源逆变电路中的有源元件通过不同的导通和截止方式,控制电流的方向和大小,从而将输入的直流电转换为交流电。
通过适当的控制,可以实现不同形式和参数的交流电输出,例如正弦波、方波、脉冲波等。
总而言之,整流电路有源逆变是通过电子元器件将交流电转换为直流电的过程,并通过有源元件将直流电转换为交流电的过程。
第四章有源逆变

uc ua 0
ub
uc
ua
ub
uc
ua
ub
uc
ua
ub
ωt
α=π/3
α=π/2 β=π/2
α=5π/6
β β=π/6
uT1
(a) uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba
Ud E E Ud Id R R
4–7
有源逆变
四、实现有源逆变的条件
• 有一个直流电源,极性为上 “ ” 下
“ + ”; • 变流器的 2 ,即 Ud 0 • Ud E E 约等于 Ud • 半控电路或具有续流二极管的电路,不能实 现有源逆变,因为: – 不能输出负电压 – E的极性不能为上 “ ” 下 “ + ”;
有源逆变
逆变失败的原因(续)
• 晶闸管发生故障(见左图) • 换相的裕量角不足(见右图) • 交流电源发生异常现象
ud 0 (c) ug 0 ug3 ug1 u g2 u g3 ua ub
ωt 1
uc
ud
ua
ub
uc
ωt
(d)
0
P
ωt
γ
ug
ug3
ug1
u g2
u g3
ωt
0
ωt
4 – 18
有源逆变
(b) 0
θ
R'
ωt
xB
Ld
(c)
ug
ug3 0
γ β
ug5 ug1 ug3
ωt
M E
(d)
《有源逆变电器》课件

05
有源逆变器的挑战与未来 发展
技术挑战高效能ຫໍສະໝຸດ 换有源逆变器需要实现高效 率的电能转换,以满足日 益增长的能源需求。
稳定性问题
有源逆变器在运行过程中 需要保持稳定,避免因电 压波动、谐波干扰等因素 导致设备故障。
智能化控制
随着智能电网的发展,有 源逆变器需要具备智能化 的控制策略,以实现与电 网的协调运行。
THANKS
感谢观看
有源逆变电器
contents
目录
• 有源逆变电器概述 • 有源逆变器的电路结构与工作特性 • 有源逆变器的控制策略 • 有源逆变器的应用场景与案例分析 • 有源逆变器的挑战与未来发展
01
有源逆变电器概述
定义与工作原理
定义
有源逆变电器是一种将直流电能 转换为交流电能的电力电子装置 。
工作原理
通过半导体功率开关器件(如晶 体管、可控硅等)的开关作用, 将直流输入的电能转变为交流输 出的电能。
详细描述
智能微电网是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控系统等组 成的小型发配电系统。有源逆变器作为能量转换装置,能够实现分布式电源与微电网之 间的无缝切换,保证微电网的稳定运行。同时,有源逆变器还具备并网功能,可以将微
电网中的多余电能回馈到电网中,提高能源利用效率。
电动汽车充电桩
电流控制策略
总结词
电流控制策略通过直接控制逆变器的输入电流来实现对输出 的控制。
详细描述
电流控制策略具有更好的动态性能和抗干扰能力,因此在一 些高精度和高稳定性的应用中更为合适。该策略通过实时监 测逆变器的输入电流,并对其进行调节,以确保输出电流的 稳定和准确。
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b
O
p
wt
i di
VT2 O
i VT 3
b g b >g
i VT1
i VT2
i VT3
b g b <g
wt
如果b <g 时(从右下角的波形中可清楚地看到),该
通的晶闸管(VT2)会关断,而应关断的晶闸管(VT1) 不能关断,最终导致逆变失败。
精品课件
20
2) 最小逆变角bmin的限制
➢逆变时允许采用的最小逆变角b 应等于
2.7 整流电路的有源逆变工作状态
2.7.1 逆变的概念 2.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作状态 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制
精品课件 1
2.7.1 逆变的概念
1) 什么是逆变?为什么要逆变?
逆变(Invertion)——把直流电转变成交流电, 整流的逆过程。 逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路。
ub
uc
O
uG
O
精品课件
wt wt
wt wt
17
晶闸管发生故障
ud
ua
ub
uc
O
uG O
交流电源缺相自行分析
精品课件
wt wt
18
➢ 考虑变压器漏抗换相重叠角的影响:
精品课件 19
➢ 考虑变压器漏抗换相重叠角的影响:
当b >g 时,换相结束时,晶闸
管能承受反压而关断。
u d
u
u
a
b
u c
u
u
a
精品课件 23
2.8.1工作于整流状态时
反电动势负载: 电流连续工作状态 电流断续工作状态
通常在电枢回路 串联一平波电抗 器,保证整流电 流在较大范围内 连 续 , 如 图 248。
ud
ua
O
ub
uc ud
idR
id ic
ia
ib
每个晶闸管导通2p/3,故流过晶闸管的电流有效
值为:
IVT
Id 3
0.577Id
从交流电源送到直流侧负载的有功功率为:
PdRId 2EMId
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。
精品课件 13
➢有源逆变状态时各电量的计算:
在三相桥式电路中,变压器二次侧线电流的有效值 为:
2.8 晶闸管直流电动机系统
2.8.1 工作于整流状态时 2.8.2 工作于有源逆变状态时 2.8.3 直流可逆电力拖动系统
精品课件 22
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。 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Leabharlann 行分析。3b=
4
精品课件
b
=
6
11
➢有源逆变状态时各电量的计算:
输出平均电压:
Ud 0.9U2cos0.9U2cosb Ud 1.17U2cos1.17U2cosb Ud 2.34U2cos2.34U2cosb
输出直流电流的平均值亦可用整流的公式,即
Id
U E R
精品课件 12
➢有源逆变状态时各电量的计算:
态。
精品课件 8
➢逆变角b
把a > p /2时的控制角用p- = b表示,b 称
为逆变角。
逆变角b和控制角a的计量方向相反,其大小自 b =0的起始点向左方计量。
精品课件 9
逆变状态的晶闸管导通角是: 单相电路:180 三相逆变电路:120
逆变电路的数量关系: 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
I2 2IVT 32Id0.81I6d
精品课件 14
2.7.3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。
精品课件 15
2.7.3逆变失败与最小逆变角的限制
1) 逆变失败的原因
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。 晶闸管发生故障,该断时不断,或该通时不 通。 交流电源缺相或突然消失。 变压器漏抗的影响,换相的裕量角不足,引 起换相失败。
精品课件 16
脉冲丢失
ud
ua
ub
uc
O
uG O
脉冲延时
ud
ua
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,也不允许直流侧出现负
极性的电动势,故不能实现有源逆变。 欲实现有源逆变,只能采用全控电路。
精品课件 7
2.7.2三相桥整流电路的有源逆变工作状态 逆变和整流的区别: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
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200~300ms,折算到电角度约4~5。 g —— 换相重叠角
随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。
q′——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。
这样, bmin一般取3精0品课~件 35。
21
VT 1
O
wt
a)
u d
u 10
u 20
u 10
O
ia d
i VT 2 O
i VT 1
b)
wt U <E
dM
I
i
d
VT 2
wt
精品课件 6
➢从上述分析中,可以归纳出产生逆变的条 件有二:
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。
晶闸管的控制角 > /2,使Ud为负值。
有源逆变电路——交流侧和电网连结。 应用:直流可逆调速系统、交流绕线转子异
步电动机串级调速以及高压直流输电等。 无源逆变电路——变流电路的交流侧不与电网联 接,而直接接到负载。
精品课件 2
对于可控整流电路,满足一定条件就可工作于有 源逆变,其电路形式未变,只是电路工作条件转 变。既工作在整流状态又工作在逆变状态,称为 变流电路。
精品课件 10
u2 ua
ub
uc
ua
ub
uc
ua
ub
uc
ua ub
O
wt
b
=
3
b
=
4
b
=
6
ud uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba uca ucbuab uac ubc
wt1 wt2 wt3
O
wt
b
=
精品课件 3
2) 直流发电机—电动机系统电能的流转
同路极性EG >EM
同极性EM >EG 反极性,形成短
精品课件 4
3) 逆变产生的条件 单相全波电路代替上述发电机
交流电 网输出 电功率
精品课件
电动机 输出电 功率
5
u d
a
u 10
u 20
u 10
Ud>EM
O
wt
i
d
I
i
i
i
d
VT 1
VT 2