可控整流器与有源逆变器课件.pptVIP

前面我們介紹的各種整流電路都是在理想工作狀態下的工作情況，即假設：(1)變壓器的漏抗、繞組電阻和勵磁電流都可忽略；(2)晶閘管元件是理想的。但實際的交流供電電源總存在電源阻抗，如電源變壓器的漏電抗、導線電阻以及為了限制短路電流而加上的交流進線電抗器等。由於電感電流不能突變，因此換相過程不能暫態完成。1換相過程與換相重疊角以三相半波可控整流電路為例來討論換相過程，假設三相漏抗相等，忽略交流側的電阻，負載電感足夠大，則負載電流連續且平直。以晶閘管從u相換到v相為例，VT1已導通。當α=30°時觸發VT2，由於變壓器漏抗的作用，VT1不立即關斷，u相電流iu=Id-ik逐漸減小到零；VT2導通，iv=0逐漸增加到Id。換相過程中，兩個晶閘管同時導通，在uvu電壓作用下產生短路電流ik，當iu=0，iv=Id時，u相和v相之間完成了換相。變壓器漏感對整流電路的影響2換相期間的整流電壓換相回路電壓平衡方程換相期間變壓器漏感LB兩端的電壓換相期間輸出電壓3換相壓降由波形可以看出：與不考慮變壓器漏抗的情況比較，整流電壓波形少了一塊陰影部分，缺少部分為：式中XB—漏感為LB的變壓器每相折算到二次側的漏電抗，單相雙半波電路m=2，三相半波m=3，三相橋式電路m=6這裏需要特別說明的是對於單相全控橋，換相壓降的計算上述通式不成立，因為單相全控橋雖然每週期換相2次(m=2)，但換相過程中ik是從-Id增加到Id，所以對式(2-50)中的Id應該帶入2Id，故對於單相全控橋有：思考題1:三相半波整流電路、三相橋式整流電路、單相橋式整流電路的輸出電壓、變壓器二次電流、晶閘管端電壓的波形？換相重疊角γ以自然換相點α=0作為座標的原點，以m相普遍形式表示，uu和uv的運算式分別為則有將上式帶入式(2-49)可得對上式兩邊積分可得積分整理後得思考題2：為什麼當α一定時，XB、Id增大，則γ增大，換流時間增大；XB、Id一定時，γ隨U2、α角的增大而減小。(1)對於單相全控橋，與前面對換相壓降的討論一樣，所以對於單相全控橋有m=2，Id應該帶入2Id，故有(2)對於三相橋式電路，m=6，三相橋式電路等效為相電壓為的六相半波整流電路，變壓器漏感LB的存在可以限制短路電流，限制電流變化率di/dt。但是變壓器漏感會引起電網波形畸變，出現電壓缺口，使du/dt加大，影響其他負載；而且由於變壓器漏感的存在會使功率因數降低，輸出電壓脈動增大，降低電壓調整率。三相半波整流電路在控制角60o時VT1上的電壓波形三相橋式整流電路在逆變角60o時VT4上的電壓波形【例2-2】三相橋式整流電路，反電勢電感性負載，E=100V，U2=220V，RL=2Ω，L=∞，α=30o，LB=1mH，試計算(1)輸出電壓Ud和輸出電流Id(2)晶閘管額定電壓和額定電流(3)輸出電壓波形、晶閘管VT1的電流波形和端電壓波形解(1)考慮到漏抗的影響，其輸出電壓平衡方程式應該為其中，XB=ωLB=2πfLB將本題的已知條件代入輸出電壓平衡方程式，得(2)三相整流電路中晶閘管承受的正反向電壓最大值是，考慮到2~3倍的安全裕量，晶閘管的額定電壓應該為晶閘管流過的有效值為考慮到1.5~2倍的安全裕量，晶閘管的額定電流為選擇滿足要求的晶閘管2.7有源逆變電路1.什麼是逆變?2.為什麼要逆變?2.7.1逆變的概念前面我們介紹的各種可控整流電路都工作在整流狀態，是將交流電能變換成直流電提供給負載。逆變是把直流電轉變成交流電，是整流的逆過程，是將直流電能變換成交流電回饋電網。上述的電路也可以工作在逆變狀態。以三相全控橋式電路為例，這時電流Id仍保持與整流運行狀態相同的流動方向，但Ud改變了極性，功率由直流側流向可控整流電路的交流側電網。三相可控整流電路的這種逆變模式的工作狀態，只有如圖所示在直流側存在一個穩定的能源時才是有可能的。注意，兩個電源的不能形成順向串聯。由三相橋構成的有源逆變電路舉例來說，這個穩定的能源可以是一個光電或風電發電系統所轉換出來的電能，經過逆變電路變換成三相交流電再連接到統一的電網中去。逆變可以節能、提高系統性能的作用。如：有軌電車的制動、吊車的下放貨物、電氣可逆調速系統等。逆變按照負載是否為交流電源分為有源逆變和無源逆變。如果把變換器的交流側接到交流電源上，把直流電逆變為同頻率的交流電反送到電網去，稱作有源逆變。如果變換器的交流側不與電網連接，而直接接到普通負載，