逆变电路的换流方式.pptxVIP

电力电子技术逆变电路的换流方式主讲人：张勇5.2逆变电路的换流方式换流——电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称换相开通：适当的门极驱动信号就可使其开通关断：全控型器件可通过门极关断半控型器件晶闸管，必须利用外部条件才能关断一般在晶闸管电流过零后施加一定时间反压，才能关断研究换流方式主要是研究如何使器件关断5.2逆变电路的换流方式器件换流电网换流换流方式的分类负载换流强迫换流5.2逆变电路的换流方式利用全控型器件的自关断能力进行换流。在采用IGBT、电力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。器件换流电网换流换流方式的分类负载换流强迫换流5.2逆变电路的换流方式器件换流电网换流将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。换流方式的分类负载换流强迫换流5.2逆变电路的换流方式器件换流电网换流将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没有交流电网的无源逆变电路。由负载提供换流电压称为负载换流。负载电流相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流。负载为电容性负载时，负载为同步电动机时，可实现负载换流。换流方式的分类负载换流强迫换流5.2逆变电路的换流方式器件换流电网换流换流方式的分类负载换流强迫换流设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流的换流方式称为强迫换流a)uouoioO?tioiiiVTVT14Oii?tiVTVT23Ot?ut1uVTuVT4VT1O?tb)5.2逆变电路的换流方式负载换流如图是基本的负载换流电路，4个桥臂均由晶闸管组成。整个负载工作在接近并联谐振状态而略呈容性。直流侧串电感，工作过程可认为id基本没有脉动。图1负载换流电路及其工作波形a)uouoioO?tioiiiVTVT14Oii?tiVTVT23Ot?ut1uVTuVT4VT1O?tb)5.2逆变电路的换流方式负载换流电路的工作波形如图所示。因为直流电流近似为恒值，4个臂开关的切换仅使电流流通路径改变，所以负载电流基本呈矩形波。因为负载工作在对基波电流接近并联谐振的状态，故对基波的阻抗很大而对谐波的阻抗很小，因此负载电压u。波形接近正弦波。图1负载换流电路及其工作波形a)uouoioO?tioiiiVTVT14Oii?tiVTVT23Ot?ut1uVTuVT4VT1O?tb)5.2逆变电路的换流方式负载换流设在t1时刻前VT1、VT4为通态，VT2、VT3为断态，u。、i。均为正，VT2、、VT3上施加的电压即为u。。在t1时刻触发VT2、VT3使其开通，负载电压u。就通过VT2、VT3分别加到VT4、VT1上，使其承受反向电压而关断，电流从VT1、VT4转移到VT3、VT2。触发VT2、VT3的时刻t1必须在u。过零前并留有足够的裕量，才能使换流过程顺利完成。从VT2、VT3到VT1、VT4的换流过程和上述情况类似。图1负载换流电路及其工作波形5.2逆变电路的换流方式强迫换流设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。5.2逆变电路的换流方式强迫换流直接耦合式强迫换流由换流电路内电容直接提供换流电压分类电感耦合式强迫换流通过换流电路内的电容和电感的耦合来提供换流电压或换流电流5.2逆变电路的换流方式直接耦合式强迫换流当晶闸管VT处于通态时，预先给电容充电。当S合上，就可使VT被施加反压而关断。也叫电压换流。图直接耦合式强迫换流原理图5.2逆变电路的换流方式电感耦合式强迫换流先使晶闸管电流减为零，然后通过反并联二极管使其加上反向电压。也叫电流换流。两图中电容所充的电压极性不同在图a中，接通开关S后，LC振荡电流将反向流过晶闸管VT,与VT的负载电流相减，直到VT的合成正向电流减至零后，再流过二极管VD。在图b中，接通S后，LC振荡电流先正向流过VT并和VT中原有负载电流叠加，经半个振荡周期后，振荡电流反向流过VT,直到VT的合成正向电流减至零后再流过二极管VD。图电感耦合式强迫换流原理图在这两种情况下，晶闸管都是在正向电流减至零且二极管开始流过电流时关断。二极管上的管压降就是加在晶闸管上的反向电压。5.2逆变电路的换流方式换流方式总结器件换流电网换流换流方式的分类负载换流强迫换流5.2逆变电路的换流方式换流方式的分类换流方式总结：器件换流——适用于全控型器件。其余三种方式——针对晶闸管。器件换流和强迫换流——属于自换流。电网换流和负载换流——属于外部换流。当电流不是从一个支路向另一个支路转移，而是在支路内部终