PDF《第2章 可控整流器与有源逆变器》

2 1 v u k B v k B u d u u dt di L u dt di L u u + = ? = + =

3 换相压降 ? 由波形可以看出:与不考虑变压器漏抗的情况比较, 整流电压波形少了一块阴影部分,缺少部分为: 式中 XB―漏感为LB的变压器每相折算到二次侧的漏电抗, 单相双半波电路m=2,三相半波m=3,三相桥式电路m=6 d B d B k B d v d

2 2 /

2 1 ) ( ) ( /

2 1 I X m I L m dt di L m t d u u m u π ω π π ω π γ α α γ α α = = = ? = ? ∫ ∫ + + B B L X ω = ? 这里需要特别说明的是对于单相全控桥,换相压降的 计算上述通式不成立,因为单相全控桥虽然每周期换 相2次(m=2),但换相过程中ik是从-Id增加到Id,所以对 式(2-50)中的Id应该带入2Id,故对于单相全控桥有: d B d

2 I X U π = ?

4 换相重叠角γ 由式(2-48)可得 对上式两边积分,可得 显然,当α一定时,XB、Id增大,则γ增大,换流时 间增大;

XB 、Id一定时,γ随α角的增大而减小. B

2 B u v k

2 )

6 5 (sin

6 )

2 /( ) ( L t U L u u dt di π ω ? = ? = m u I X / sin

2 ) cos( cos

2 d B π γ α α = + ? (1) 对于单相全控桥,与前面对换相压降的讨论一样,所以对 于单相全控桥有m=2,Id 应该带入2Id ,故有 (2) 对于三相桥式电路,m=6,三相桥式电路等效为相电压为 的六相半波整流电路, 变压器漏感LB的存在可以限制短路电流,限制电流变化率 di/dt .但是变压器漏感会引起电网波形畸变,出现电压缺 口,使du/dt加大,影响其他负载;

而且由于变压器漏感的 存在会使功率因数降低,输出电压脉动增大,降低电压调 整率.

2 B d

2 2 ) cos( cos U X I = + ? γ α α

2 B d

2 ) cos( cos U X I = + ? γ α α 2.7 有源逆变电路 2.7.1 逆变的概念 ? 前面我们介绍的各种可控整流电路都工作在整流状态, 是将交流电能变换成直流电提供给负载.逆变是把直 流电转变成交流电,是整流的逆过程,是将直流电能 变换成交流电回馈电网.上述的电路也可以工作在逆 变状态. ? 以三相全控桥式电路为例,这时电流Id仍保持与整流运 行状态相同的流动方向,但Ud改变了极性,功率由直 流侧流向可控整流电路的交流侧电网.三相可控整流 电路的这种逆变模式的工作状态,只有如图所示在直 流侧存在一个稳定的能源时才是有可能的.注意,两 个电源的不能形成顺向串联. ? 由三相桥构成的有源逆变电路 ? 举例来说,这个稳定的能源可以是一个光电或风电发 电系统所转换出来的电能,经过逆变电路变换成三相 交流电再连接到统一的电网中去.逆变可以节能、提 高系统性能的作用.如:有轨电车的制动、吊车的下 放货物、电气可逆调速系统等. ? 逆变按照负载是否为交流电源分为有源逆变和无源逆 变.如果把变换器的交流侧接到交流电源上,把直流 电逆变为同频率的交流电反送到电网去,称作有源逆 变.如果变换器的交流侧不与电网连接,而直接接到 普通负载,称作无源逆变. 2.7.2 三相桥式有源逆变电路 ? 假设电感足够大,直流电流近似为一个恒定值,为直 流反电势电感负载.为实现有源逆变必须使控制角α>

90°,Ud为负,电源E极性与图中一致,并且有. ? 无论在整流状态或逆变状态,晶闸管总是受正向电压 时才能被触发导通,晶闸管的导电顺序不变;

处于关 断状态的晶闸管承受正向电压的时间比在整流运行时 长. ? 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形 ? 逆变状态的控制角为逆变角β: ? 输出直流电压的平均值 ? 如果考虑变压器的漏抗,则有: ? 输出直流电流的平均值亦可用整流的公式,即απβ?=ββcos