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3.7 整流电路的有源逆变工作状态 例子一 电力机车 例子二 吊车放下重物的过程 电能?势能 E=Ke §3.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制 思考题：三相半波有源逆变电路，由于某种原因，VT2管的触发脉冲Ug2丢失，电路会出现什么情况？试画出负载电压波形并进行分析。 控制角α和逆变角β β 从上面分析可知： Ud电压由负变正或者Ud平均负值过小，使得Ud与反电动ED顺极性串联，而且回路的总有效电阻又很小，容易引起晶闸管的过电流而烧坏管子，因此逆变状态下不允许丢失脉冲。 a）整流状态 * §3.7.1 有源逆变的概念 逆变: 整流的逆过程，即直流电变换为交流电(invertion)。 直流电机的电动状态：在外加直流电源的作用下，电动运行，EMEG。电枢从电源吸收功率。 直流电机发电反馈制动状态：电源电压突减使n0↓，或位能性负载使n↑，nn0，EMEG，电机发出功率，能量的传递方向逆转。直流电源吸收功率。 电能 位能 上坡 电动机 下坡 发电机 位能 电能 电网 n Te 吊车放下重物： 电能?势能 电动机转向改变，反电动势E的极性随之改变，电动机产生的电磁转矩Te与电动机转向n相反，此时Te是阻转矩 Id 交流电网 电能 重物势能 电机 （发电机运行） 整流器 有源逆变：整流器交流侧与电网相连接，把直流侧吸收的能量，反送回交流电网。 无源逆变：交流侧不是接电网，而是接负载，把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载。 通常可调直流电源可采用SCR可控整流来实现。 电动状态：UdEM，?900，Id从EM正端流入， DC电机的倒发电制动状态：由于SCR的单导性，Id方向不变，应使EM反极性， Id从 EM正端流出， EM提供能量。 产生很大的Id，损坏晶闸管，应避免 顺向串联：若EM反极性，而Ud仍保持原极性不便，两电源一起供能给R?，形成两电源在回路中顺向串联。由于通常R?很小，Id将会很大（环流）这种情况应禁止。 应使Ud与EM同时都反极性，?=900~1800，并且， | Ud|| EM|， EM供给能量， R?耗能，Ud吸收能量，有源逆变至电网。 发电回馈制动运行： ud的波形有正有负，但在?900时，负面积大，吞多吐少，平均而言吸收能量（回馈到电网）。 产生逆变的条件：（两条件同时具备） EM反接或n反转； ?900，使Ud反极性 并且|Ud|小于但近于|EM| (不允许 | Ud|| EM| ) 。 半控桥或有续流二极管的直整流电路，不能实现有源逆变，因为其ud不能变负，也不允许负载反电势变负。 三相全控桥整流电路在大L-Ｒ-Ｅ反电动势负载电流连续的情况下， 当?=90° ~180°时，Ud为负值，可以实现有源逆变，吸收来自负载侧反电动势EM供出的能量，并逆变到交流电网。 为实现有源逆变， Ud和反电动势EM都必须满足逆变条件所要求的极性和大小关系。 逆变角：?=?－?，?≥90°， ? +?= ?。 §3.7.2 三相有源逆变电路 三相有源逆变状态波形分析： 上半桥三只管的?角从各相的正半周自然换相点向右算起，而逆变角β从对应相的负半周自然换相点向左算起。下半桥的波形分析反之。 与三相全控桥整流的情况一样，每组三相半波电路的三只管依次轮换导通1200，并且每触通一只SCR则将迫使前已导通的一只关断。 每周期同样分为6段波形分析。 （?=120°） （?=135°） （?=150°） 各β角对应的ud波形与相同?角时的样子相同，只是极性相反（负面积大）。在β或?角较大时ud起伏较大，脉动幅值大，而在β或?角较小时ud起伏脉动小。 定量关系：Ud = 2.34U2cos? = -2.34U2cosβ (? =π-β)，以线电压U2L表示：Ud = -1.35U2Lcosβ 每管平均电流： （导通1/3周期） 每管电流有效值： 功率平衡关系： 即EM供出的功率等于逆变到电网的功率与RΣ消耗的功率之和。 思考题 ：（P96）3-27，3-28 逆变失败（逆变颠覆）：逆变运行时若Ud平均负值过小或变为0，外接的反电势电源就会通过SCR形成短路；若输出平均值Ud变为正值，则会造成顺向串联，同样形成很大的环流。 逆变失效的原因： 触发电路工作不可靠，不能正常适时地触发SCR换相，使Ud变正，顺向串联。 SCR