Chap2.5 逆变工作原理+逆变.ppt

不同逆变角时的输出电压波形及晶闸管两端电压波形 有源逆变状态时各电量的计算： 逆变失败 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。 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。 换相的裕度角不足，引起换相失败。 1. 逆变失败产生的原因（1）触发电路工作不可靠 （2）晶闸管发生故障 （3）交流电源发生异常 在逆变工作状态时，如果交流电源突然停电、缺相或电源电压降低，由于直流电动势E的存在，晶闸管仍可导通，此时电路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）换相裕量不足 逆变时允许采用的最小逆变角b 应等于 bmin=d + g + q′ 图2-47 交流侧电抗对逆变换相过程的影响 u d O O i d w t w t u a u b u c u a u b p b g b g a g b b g i VT 1 i VT i VT 3 i VT i VT 3 2 2 如果b μ 时（从图右下角的波形中可清楚地看到），该通的晶闸管（VT1）会关断，而应关断的晶闸管（VT3)不能关断，最终导致逆变失败。 当b μ 时，换相结束时，晶闸管能承受反压而关断。 ? d ——晶闸管的关断时间tq折合的电角度 ? —— 换相重叠角 q′——安全裕量角 tq大的可达200~300ms，折算到电角度约4?~5?。 随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。 主要针对脉冲不对称程度（一般可达5?）。 值约取为10?。 最小逆变角βmin的确定 最小逆变角βmin一般取30°~35° * * 第2章 换流理论与特性方程 逆变 ①有源逆变电路——交流侧和电网连结 ②无源逆变电路——变流电路的交流侧直接接到负载 一、无源逆变 1. 工作原理 t u o i o t 1 t 2 负载 S 1 S 2 S 3 S 4 i o u o U d 逆变的条件： 1. 要有直流电源Ud 2. 要有开关组S1、S2、S3、S4 2. 电压型逆变电路 电压型逆变电路：直流侧是电压源。 ■电压型逆变电路的特点 ◆直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动。 ◆由于直流电压源的钳位作用，输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同。 3. 电流型逆变电路 电流型逆变电路：直流侧是电流源 ■电流型逆变电路主要特点 ◆直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于电流源。 ◆交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关，输出电压波形和相位因负载不同而不同。 二、有源逆变 a = 30° w u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac O t V1/V6导通 uac0 当V1触发角为30度,当V1触发瞬间 电感L被充电uac uL 0 负载电压ud= uac0 ＋ - 二、有源逆变 a = 150° w u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac O t 当V1触发瞬间，uV10，V1/V6导通 负载电压ud= uac0 当V1触发角为150度,当V1触发瞬间 uac0 电感L放电uL uac 0 ＋ - ＋ - ＋ - ＋ - ＋ - ＋ - a90° a90° 整流器 逆变器 + - + - 条件1 条件1 条件3 有源逆变运行要求存在如下三个条件： ①一个反极性的直流电源以提供连续的单向(即通过开关器件从阳极流向阴极)电流； ②一个提供触发延迟超过90°的全控整流（Ud0）电路。 ③一个提供换相电压(换相短路电流)的有源交流系统； E1 E2 (c) R I + - + - 整流器 整流器 a 90° a 90° 注意：电源的顺向串联将造成短路，输出功率全部被直流线路的电阻吸收，这种情况在直流系统中是不允许出现。因此，HVDC的两端换流站在潮流发转过程中应进行及时通信。 逆变器的换相过程 a = 30° w u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac O t a = 150° w u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac O t 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 u ab u ac u bc u ba u ca u