第5章第1讲 有源逆变的工作原理.pptVIP

* 第五章 有源逆变电路 知识回顾 第五章 有源逆变电路 一. 逆变的概念 1. 逆变（Invertion）——整流的逆过程，把直流电转变成交流电。 2. 逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路。 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，将在第7章介绍。 3. 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。 二、有源逆变的应用　 有源逆变主要应用于直流电机可逆拖动系统、交流绕线转子异步电动机串级调速及高压直流输电等方面。　 1. 直流电机可逆电力拖动系统????????? 2. 绕线式异步电动机晶闸管串级调速 3. 高压直流输电系统 　　 分析有源逆变电路工作时，正确把握住电源间能量的流转关系至关重要。整流和有源逆变的根本区别就在于能量传送方向的不同。下面针对图5．1所示电路模型加以分析。图中R为回路总电阻，其值较小。E1，E2分别为两直流电源的电动势。 两电源E1,E2共有三种连接方式：　　 一、 两电源间功率的传递 5.1 有源逆变的工作原理 图5-1（a）中，电源E1、E2同极性相连，称为电源逆串，当 E1E2时，电流I从E1正极流出，从E2正极流入，其大小为： 此时，E1输出电功率P1=E1·I，E2吸收功率P2= E2·I，电阻R上消耗热功率PR＝P1-P2=I2R为两电源功率之差。 0 图5-1（b）中E1、E2也是电源同极性相连，只是电源极性与（a）图相反。同理，当E2E1时，电流I从E2正极流向E1正极，E2发出功率，E1吸收功率。 图5-1（c）中，电源E1、E2反极性相连，称为电源顺串。此时 电流I从E1的正极流出，从E2的负极流入，大小为： 此时，电源E1、E2均输出功率，电阻R上消耗的功率为两电源功 率之和：PR＝P1+P2。由于R一般都很小，所以I很大，相当于实形成 短路。 由上述分析，可以得出如下结论： ①无论电源逆串还是顺串，只要电流从电源正极流出，则该电源就输出功率，反之吸收功率。 ②两电源逆串连接时时，电流从电动势高的电源流向电动势低的电源， ，若回路电阻R很小，即使两电源电动势之差不大，也可产生足够大的回路电流，使两电源交换很大功率。（整流、逆变电路工作于此状态） ③两电源顺串连接时，若回路电阻R很小，则电流很大，相当于形成短路，实际中应严防发生。 将图5－1中的直流电源E1、E2分别用晶闸管变流装置的输出压 Ud和直流电动机的反电动势E代替，就变成了晶闸管变流装置和直 流电机之间的能量交互问题，如图5－2所示： 图5－2 单相桥式变流电路整流与逆变原理 二. 有源逆变的工作原理 分析： 1. 当开关Q拨到位置1时，如果使I组晶闸管的控制角α90O，输出 电压Ud1上正下负，波形如图5－2（b）所示。设此时电动机反电动势E上正下负。调整控制角α，改变输出电压Ud1的大小，使︱Ud1︱E,则I组晶闸管变流装置输出功率，直流电动机吸收功率，重物提升，晶闸管变流电路工作于整流状态，负载电流： ，R为回路电阻。这与图5－1（a）的情况相同。 图5－2 单相桥式变流电路整流与逆变原理 大家思考两个问题：若︱Ud1︱E,电路能否工作于逆变状态？ 若90Oα180O,Ud1极性如何？ 1） 若︱Ud1︱E,由于晶闸管的单向导电性，电路没有电流，此时不能工作于逆变状态。 2）若90Oα180O,则Ud1变为负值，即极性上负下正，两电源顺串，但是由于晶闸管的单向导电性，所以电路中没有电流。 思考分析： + _ _ + _ + _ _ + + _ _ + 2. 当开关拨到位置2时，设此时反电动势E仍然为上正下负。 （1） 此时若使ⅱ组晶闸管变流装置的控制角α900，则输出电压Ud2为上负下正，与E形成电源顺串关系，相当于短路，因此不允许。 + _ _ + （2） 若使ⅱ组晶闸管变流装置的控制角900α1800,则输出电压UdII反向，即上正下负（UdII如图5－2(c)所示）,与E形成电源逆串。此时调整控制角α，改变UdII的大小，使︱UdII︱E，则直流电动机输出功率， ⅱ组晶闸管变流装置吸收功率（反送电网）,工作于有源逆变状态。直流电动机工作于发电制动