电力电子技术第4章 晶闸管有源逆变电路.pptVIP

二、绕线式异步电机的串级调速 绕线式异步电机速度的调节，通常是在转子回路中串接附加电阻，从而改变其转差率以达到调速的目的。这种方法虽然简单方便，但却存在下述的一些问题： * （1）调速范围不平滑，只能是有级的。　　（2）该方法是利用改变转子的参数来实现调速的，即改变电动机机械特性的斜率来进行调速，因此在低速时特性很软，从而导致负载出现小的变化便可引起转速很大的波动。 （3）转差功率均消耗在附加电阻上，所以电机运行能耗大、效率低。　　（4）转子电阻及其开关设备体积大，属有触点控制，带电流切换电阻时故障率较高。 * 图 4.9所示为绕线式异步电动机串级调速的原理图。电动机的三相转子线电压为 sE20，其转子回路由二极管 V1～ V6 组成的三相桥式整流电路整流为直流平均电压 Ud，其值为 逆变电路直流侧的平均电压 Udβ为 * 图 4.9 绕线式异步电机串级调速 * 式中 U2l表示逆变变压器次级线电压有效值，β 为逆变桥的逆变角。当电机转速稳定时，若不计转子回路阻抗压降，则整流桥的直流电压 Ud 与逆变侧电压 Udβ大小相等、方向相同，即有公式存在 Ud≈Udβ，因 * 逆变变压器次级电压 U2l的大小要和异步电机转子电压互相配合，当两组桥路连接型式相同时，最大转子整流电压应与最大逆变电压相等，即可得逆变变压器的次级线电压为 * 出版社 理工分社 电力电子技术 利用晶闸管把交流电变换为直流电的电路称之可控整流电路。本章讨论的是将直流电变为交流电并回送到电网的电路，即有源逆变电路。其内容将着重于有源逆变电路结构，交直流电源间能量的流转关系，电路进入有源逆变状态应满足的条件以及引起有源逆变电路正常运行失败的具体原因分析。同时，结合直流电机可逆传动的控制，交流绕线式电机串级调速等实例分析，进一步加深对有源逆变电路的理解。 第4章　晶闸管有源逆变电路 * 一、整流与逆变的关系 本书所讨论的主要是如何应用晶闸管对电能进行变换及控制。前面两章讨论的是把交流电能通过晶闸管变换为直流电能并供给负载，即可控整流电路。 第一节　逆 变 概 念 * 二、电源间能量的流转关系 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表现在能量传送方向上的不同。下面针对图 4.1所示电路加以分析。 * 图 4.1 两个电源间能量的传送 * 图 4.1（a）表示直流电源 E1 和 E2 同极性相连。当 E1E2 时，回路中的电流为 在图 4.1（b）中，两个电源的极性均与图 4.1（a）中相反，如果电源 E2 E1，则电流方向如图，回路中的电流 I为 * 在图 4.1（c）中，两个电源反极性相连，则电路中的电流 I为 此时，电源 E1 和 E2 均同时输出电能，输出的电能全部消耗在电阻 R 上，如果电阻值很小，则电路中的电流必然很大，若 R =0则形成两个电源短路的情况。 * 三、有源逆变电路的工作原理 便于分析有源逆变电路的工作原理，现以单相全控桥晶闸管整流电路对直流电动机供电的系统为例加以说明。具体电路如图 4.2所示。图中，直流电动机带动设备为卷扬机。 * 图 4.2 KP-D 直流卷扬系统 * 1.整流工作状态（0 α π／2） 在该电压作用下，直流电机转动，卷扬机将重物提升起来，直流电机转动产生的反电势为 ED，且 ED 略小于输出直流平均电压 Ud，此时电枢回路的电流为 * 图 4.3 KP-D 系统电压电流波形图 * 2.中间状态（α =π／2） 3.有源逆变工作状态（π／2α π） 出现类似图 4.1（b）中两电源极性同时反向的情况，此时如果能满足 ED Ud，则回路中的电流为 * 图 4.4 变流器 3种工作状态 * 由上面所分析的单相全控桥有源逆变工作的情况，不难得出下述实现有源逆变的基本条件： 1.外部条件 2.内部条件 * 第二节 三相半波逆变电路 根据上面的讨论，三相半波逆变电路与三相半波可控整流电路的主回路结构是一致的，本节主要针对共阴极接法的三相半波逆变电路进行分析，至于共阳极的结构，其逆变工作原理是相同的。三相半波共阴极逆变主电路如图 4.5所示。负载为直流电机，回路中具有平波电感L。 * 图 4.5 三相半波电路及有关波形 * 一、电路的整流工作状态（0 α π／2） 图 4.5（a）所示电路中，α =60°时依次触发晶闸管，其输出电压波形如图中斜黑线所示。因负载回路中接有足够大的平波电感，故电流连续，对于 α =60°的情况，输出电压瞬时值均为正，其平均电压自然为正值。 * 二、电路的逆变工作状态（π／2α π） 假设此时