《有源逆变电路》PPT课件.ppt

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1、第4章 有源逆变电路 第四章 有源逆变电路 第4章 有源逆变电路 重点和要求重点和要求1.1.理解理解逆变的概念逆变的概念。2.2.理解和掌握理解和掌握三相有源逆变电路的工作原理，数量关系；三相有源逆变电路的工作原理，数量关系；逆变失败的原因和最小逆变角的限制。逆变失败的原因和最小逆变角的限制。3.3.了解其他相关内容了解其他相关内容。第4章 有源逆变电路 1.1.整流与逆变的关系整流与逆变的关系第一节第一节 逆逆 变变 的的 概概 念念一、什么是逆变？为什么要逆变？一、什么是逆变？为什么要逆变？相对于整流而言，逆变是它的逆过程，一般习惯于称整相对于整流而言，逆变是它的逆过程，一般习惯于称整流

2、为顺变，则逆变的含义就十分明显了。流为顺变，则逆变的含义就十分明显了。同一套电路，同一套电路，既可以工作在整流状态，也可以工作在逆既可以工作在整流状态，也可以工作在逆变状态，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。变状态，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。这样的这样的电路统称为变流装置。电路统称为变流装置。第4章 有源逆变电路 逆逆变变（InvertionInvertion）把把直直流流电电转转变变成成交交流流电电，整整流流的的逆逆过程过程。逆变电路逆变电路把直流电逆变成交流电的电路。把直流电逆变成交流电的电路。有有源源逆逆变变电电路路交交流流侧侧接接在在交交流流电电网网上上，电电网网成成为

3、为负负载载，在在运运行行中将直流电能变换为交流电能并回送到电网中去。中将直流电能变换为交流电能并回送到电网中去。应应用用：直直流流可可逆逆调调速速系系统统、交交流流绕绕线线转转子子异异步步电电动动机机串串级级调调速速以以及高压直流输电等。及高压直流输电等。无无源源逆逆变变电电路路交交流流侧侧不不与与电电网网联联接接，而而直直接接接接到到负负载载，在在运运行行中中将将直直流流电电能能变变换换为为某某一一频频率率或或可可调调频频率率的的交交流流电电能能供供给给负负载载。将将在第在第8 8章介绍。章介绍。第一节第一节 逆变的概念逆变的概念第4章 有源逆变电路 第一节第一节 逆变的概念逆变的概念二、直

4、流发电机二、直流发电机电动机系统电能的流转电动机系统电能的流转直流发电机电动机之间电能的流转a）两电动势同极性EG EM b）两电动势同极性EM EG c）两电动势反极性，形成短路1.电路工作过程分析电路工作过程分析G:直流发电机直流发电机M:电动机电动机控制发电机电动势控制发电机电动势的大小和极性，的大小和极性，可实现电动机可实现电动机四象限的运转状态。四象限的运转状态。第4章 有源逆变电路 图图(a)(a)中：中：M M电动运转电动运转，E EG GE EM MG G 输输出出电电能能E EG GI Id d，其其中中一一部部分分为为 R R 所所消消耗耗的的I Id d2 2R R，其其

5、余余部部分分则则为为电电源源 M M 所吸收的所吸收的E EM MI Id d。注注意意:输输出出电电能能的的 G G 的的电电势势方方向向与与电电流流方方向向一一致致，而而吸吸收收电电能能的的 M M电电势势方方向与电流方向相反。向与电流方向相反。第一节第一节 逆变的概念逆变的概念整流状态整流状态第4章 有源逆变电路 M M 输出电能，输出电能，G G 吸收电能吸收电能,M,M的机械能转变为电能反送给的机械能转变为电能反送给G G。图图(b)(b)中：若由于某种原因，中：若由于某种原因，E EM ME EG G，M M发电运转发电运转，电流反向，电流反向第一节第一节 逆变的概念逆变的概念逆变

6、状态逆变状态回馈制动回馈制动第4章 有源逆变电路 G G和和M M均均输输出出电电能能，输输出出的的电电能能全全部部消消耗耗在在电电阻阻R R上上。若若电电阻阻值值很小，电路中的电流必然很大；若很小，电路中的电流必然很大；若R R=0=0，则形成，则形成G G、M M短路。短路。图图(c)(c)中中:G:G、M M反极性相连反极性相连 第一节第一节 逆变的概念逆变的概念 短路短路第4章 有源逆变电路 综上所述，可得出以下结论：综上所述，可得出以下结论：(1)(1)两两电电动动势势源源同同极极性性相相连连，电电流流从从高高电电势势流流向向低低电电势势，电电流流大大小小取取决决于于两两个个电电势势

7、之之差差与与回回路路总总电电阻阻的的比比值值。若若回回路路电电阻阻很很小小，很很小小的的电电势势差差也也可可形形成成较较大大的的电电流流，使使两两电电动动势势源源之之间间发发生生较较大大能能量量的的交交换换。（E EM MEG，Id的大小取决于负载的大小取决于负载）(2)(2)电电流流从从电电源源的的正正极极流流出出，该该电电源源输输出出电电能能；而而电电流流从从电电源源的的正正极极流流入入，该该电电源源吸吸收收电电能能。电电源源输输出出或或吸吸收收功功率率的的大大小小由由电电势势与与电电流流的乘积来决定。的乘积来决定。（EG EM,整流；整流；EG EM：逆变：逆变）(3)(3)两两个个电电

8、源源反反极极性性相相连连，如如果果电电路路的的总总电电阻阻很很小小，将将形形成成电电源源间间的短路，的短路，应当避免发生这种情况。应当避免发生这种情况。第一节第一节 逆变的概念逆变的概念第4章 有源逆变电路 三、三、有源逆变产生的条件有源逆变产生的条件单相双半波电路代替上述发电机给电动机供电单相双半波电路代替上述发电机给电动机供电单相双半波电路的整流和逆变a)b)u10udu20u10aOOwtwtIdidUdEMu10udu20u10OOwtwtIdidUd /2/2，使，使U Ud d为为负值负值。以实现直流。以实现直流 电源的能量向交流电网的流转。电源的能量向交流电网的流转。第4章 有源

9、逆变电路 必须指出：必须指出：半控桥或有续流二极管的电路，因其不允许直流侧出现负半控桥或有续流二极管的电路，因其不允许直流侧出现负极性的电动势极性的电动势,整流电压整流电压u ud d也不能出现负值，故不能实现也不能出现负值，故不能实现有源逆变。（有源逆变。（欲实现有源逆变，只能采用欲实现有源逆变，只能采用全控全控电路电路）第4章 有源逆变电路 第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路 1.基本通式：基本通式：波形连续的情况下波形连续的情况下,整流输出电压与控制角之间存在关系：整流输出电压与控制角之间存在关系：逆变状态和整流状态的区别逆变状态和整流状态的区别：控制角控制角 不同不同 0

10、p p/2 时，电路工作在整流状态 p p/2 /2/2时的控制角用时的控制角用-=表示，表示，称为称为逆变角逆变角。整流状态：整流状态：/2，相应的相应的/2；逆变状态：逆变状态：/2，而而/2。第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路 第4章 有源逆变电路 第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路 关于逆变角的几点说明：关于逆变角的几点说明：1）引入）引入概念，概念，可使逆变时的可使逆变时的Ud公式变为：公式变为：突出负号突出负号2）逆变角）逆变角和控制角和控制角a的计量方向相反，其大小自的计量方向相反，其大小自=0的起始点的起始点 向左方向左方计量。计量。a的计量方向：自然换

11、相点的计量方向：自然换相点起，向右计量；起，向右计量；的计量方向：的计量方向：自然换相点自然换相点+起起，向，向左左计量。计量。3）引入引入 后，有：后，有：整流时：整流时：Ud=Ud0cos a;逆变时：逆变时：Ud=-Ud0cos 。第4章 有源逆变电路 三相半波共阴极逆变电路及有关波形三相半波共阴极逆变电路及有关波形(a)(a)整流工作状态；整流工作状态；(b)(b)逆变工作状态逆变工作状态 一、三相半波逆变电路一、三相半波逆变电路第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路1.电路结构电路结构第4章 有源逆变电路 图图(a)(a)所所示示:=30=30时时依依次次触触发发晶晶闸闸管管

12、，其其输输出出电电压压波波形形如如图图黑黑实实线线所所示示。因因负负载载接接有大电感，故电流连续。有大电感，故电流连续。1）整流工作状态（）整流工作状态（0/2）电流电流Id从从Ud的正端流出，从的正端流出，从ED的正端流入的正端流入;能量的流转关系能量的流转关系:交流电网输出能量，电机吸收能量以电动状态运行。交流电网输出能量，电机吸收能量以电动状态运行。第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路2.工作原理工作原理对于对于0/2范围内范围内其它移相角，即使输其它移相角，即使输出电压的瞬时值出电压的瞬时值ud有正有负，但有正有负，但正面积总是正面积总是大于负面积，输出电压平均值大于负面积，

13、输出电压平均值Ud总为正，极总为正，极性上正下负，且性上正下负，且Ud略大于略大于ED。第4章 有源逆变电路 若此时电动机端电势已反向，下正上负，控制角若此时电动机端电势已反向，下正上负，控制角=150=150，依次触发晶闸管。，依次触发晶闸管。2）电路的逆变工作状态（）电路的逆变工作状态（/2）虽此时虽此时ua=0，但因有，但因有ED存在，存在，VT1承受承受ED 仍可仍可触发导通，并输出触发导通，并输出ua。VT1被触发导通后，被触发导通后，虽然虽然ua为负值，因为负值，因 ED存在且存在且|ED|ua|，VT1仍受正仍受正压而导通。压而导通。第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路

14、t1时刻触发时刻触发a相晶闸管相晶闸管VT1(ca)：即使不满足即使不满足|ED|ua|，平波电感，平波电感(L)的的 存在使主回路电流连续。仍可使存在使主回路电流连续。仍可使VT1承受正压承受正压 继续导通。继续导通。VT1导电导电120后，触发后，触发VT2导通，由于此时导通，由于此时ubua，VT1反压关断，完成换相，电路输出反压关断，完成换相，电路输出电压为电压为ub。如此循环往复。如此循环往复。第4章 有源逆变电路 如图如图(b)(b)中黑实线所示：中黑实线所示：当当/2/2 时时，输输出出电电压压瞬瞬时时值值u ud d在在整整个个周周期期内内有有正正有有负负或或者者全全部部为为负

15、负，负负电电压压面面积积总总是是大大于于正正面面积积，输输出出电电压压的的平平均均值值U Ud d为为负负值值，极极性性下下正上负。正上负。第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路输出电压输出电压ud波形：波形：此时电机端电势此时电机端电势ED稍大于稍大于Ud，主回路电流，主回路电流Id方向方向依旧，依旧，但它从但它从ED的正极流出，从的正极流出，从ud的正极流入。的正极流入。能量的流转关系能量的流转关系:电机向外输出能量，以发电机状态运行，交流电网吸收能量，电路电机向外输出能量，以发电机状态运行，交流电网吸收能量，电路以有源逆变状态运行。以有源逆变状态运行。第4章 有源逆变电路 一一般

16、般通通过过分分析析变变流流器器直直流流侧侧的的电电压压和和电电流流平平均均值值来来分分析析交交流流电电网网究究竟竟是是输出功率还是输入功率。输出功率还是输入功率。交流电源与直流电源能量的流转按有功功率交流电源与直流电源能量的流转按有功功率P Pd d=U Ud dI Id d分析：分析：整流状态：整流状态：U Ud d0 0，P Pd d0 0：表示电网输出功率；：表示电网输出功率；逆变状态：逆变状态：U Ud d0 0，P Pd d0 0：表示电网吸收功率。：表示电网吸收功率。交流电源与直流电源能量的流转交流电源与直流电源能量的流转:第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路 晶闸管晶闸

17、管VT1、VT2、VT3交替导通工作完全与交流电网变化同步，从而可交替导通工作完全与交流电网变化同步，从而可以保证能够把直流电能变换为与交流电网电源同频率的交流电回馈电网。以保证能够把直流电能变换为与交流电网电源同频率的交流电回馈电网。能量流转分析方法能量流转分析方法:第4章 有源逆变电路 变变流流器器中中的的晶晶闸闸管管，无无论论在在整整流流或或是是逆逆变变状状态态，其其关关断断时时承受的正向或反向电压峰值均应为承受的正向或反向电压峰值均应为线电压的峰值线电压的峰值。整流状态整流状态:晶闸管关断时主要承受反向电压；晶闸管关断时主要承受反向电压；逆变状态：逆变状态：晶闸管晶闸管关关断时主要承受

18、正向电压。断时主要承受正向电压。晶闸管承受电压：晶闸管承受电压：第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路第4章 有源逆变电路 逆变时，其输出电压平均值的计算公式可改写成：逆变时，其输出电压平均值的计算公式可改写成：从从/2/2逐渐减小时，输出电压平均值逐渐减小时，输出电压平均值U Ud d的绝对值逐渐增大，其符号为负值。的绝对值逐渐增大，其符号为负值。逆变电路中，逆变电路中，晶闸管之间的换流完全由触晶闸管之间的换流完全由触发脉冲控制，其换流趋势总是从高电压向发脉冲控制，其换流趋势总是从高电压向更低的阳极电压过渡。更低的阳极电压过渡。这对触发脉冲提出这对触发脉冲提出了格外严格的要求，其脉冲

19、必须严格按照了格外严格的要求，其脉冲必须严格按照规定顺序发出，且要保证触发可靠，否则规定顺序发出，且要保证触发可靠，否则极容易造成因晶闸管之间的换流失败而导极容易造成因晶闸管之间的换流失败而导致的致的逆变颠覆逆变颠覆。第二节第二节 三相有源逆变电路三相有源逆变电路第4章 有源逆变电路 第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败（逆变颠覆）逆变失败（逆变颠覆）电路在逆变状态运行时，若出现晶闸电路在逆变状态运行时，若出现晶闸管换流失败，则变流器输出电压与直管换流失败，则变流器输出电压与直流电压将顺向串联，由于回路电阻很流电压将顺向串联，由于回路电阻很小，将产生很大的

20、短路电流，以至可小，将产生很大的短路电流，以至可能将晶闸管和变压器烧毁。能将晶闸管和变压器烧毁。上述事故称为逆变失败或逆变颠覆。上述事故称为逆变失败或逆变颠覆。第4章 有源逆变电路 1.1.触发电路工作不可靠触发电路工作不可靠触触发发电电路路不不能能适适时时、准准确确地地供供给给各各晶晶闸闸管管触触发发脉脉冲冲，造造成成脉脉冲冲丢丢失失或或延延迟迟以以及及触触发发功功率率不不够够，均均可可导导致致换换流流失失败败。一一旦旦晶晶闸闸管管换换流流失失败败，势势必必形形成成一一只只元元件件从从承承受受反反向向电电压压导导通通延延续续到到承承受受正正向向电电压压导导通通，U Ud d反反向向后后将将与

21、与E ED D顺顺向向串串联联，出现逆变颠覆。出现逆变颠覆。一、一、逆变失败的原因逆变失败的原因第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制第4章 有源逆变电路 2.2.晶闸管出现故障晶闸管出现故障晶晶闸闸管管出出现现故故障障，在在应应该该关关断断的的时时候候丧丧失失了了关关断断能能力力，而而应该导通的时候却无法导通。也将导致电路的逆变失败。应该导通的时候却无法导通。也将导致电路的逆变失败。第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制第4章 有源逆变电路 3.3.交流电源出现异常交流电源出现异常从逆变电路电流公式从逆变电路电流公式 可可看看出出，电电

22、路路在在有有源源逆逆变变状状态态下下，如如果果交交流流电电源源突突然然断断电电或或者者电电源源电电压压过过低低，上上述述公公式式中中的的U Ud d都都将将为为零零或或减减小小，从从而而使电流使电流I Id d增大以至发生电路逆变失败。增大以至发生电路逆变失败。第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制第4章 有源逆变电路 4.4.电路换相时间不足电路换相时间不足有有源源逆逆变变电电路路的的控控制制电电路路在在设设计计时时，应应充充分分考考虑虑变变压压器器漏漏电电感感对对晶晶闸闸管管换换流流的的影影响响以以及及晶晶闸闸管管由由导导通通到到关关断断存存在在着着关关断断时时

23、间间的的影影响响，否否则则会会由由于于逆逆变变角角太太小小造造成成换换流流失失败败，导导致致逆变颠覆的发生。逆变颠覆的发生。以以共共阴阴极极三三相相半半波波电电路路为为例例，分分析析由由于于太太小小而而对对逆逆变变电电路产生的影响。路产生的影响。第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制第4章 有源逆变电路 换相重叠角对逆变的影响：换相重叠角对逆变的影响：当当b b g g ，从从m（=0）点向左）点向左角度角度触发触发VT1，换流开始，换流开始，iT3，iT1。换流结束时，换流结束时，uauc,VT1 导通，导通，VT3受受反压关断。反压关断。当当b b g g ，从

24、从n（=0）点向左）点向左角度时刻触发角度时刻触发VT1,换流开始，换流开始，iT3，iT1。由于由于，到达，到达n点（点（=0），），iT3未降至零，未降至零，VT3并未关断，过并未关断，过n点后点后VT3阳极电阳极电压高于压高于VT1阳极电压继续导通，而阳极电压继续导通，而VT1受反压重新关断。受反压重新关断。VT3继续导通的结果使变流器从逆变过渡到整流状态，电机电势与变流器输出电继续导通的结果使变流器从逆变过渡到整流状态，电机电势与变流器输出电压顺向串联，造成逆变失败。压顺向串联，造成逆变失败。udOOidwtwtuaubucuaubnbgb giVT1iVTiVT3iVTiVT322c

25、换相到换相到a：VT3换流到换流到VT1。m第4章 有源逆变电路 结论：结论：第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制1.不能等于零。不能等于零。2.不能太小，必不能太小，必须须限制在某一允限制在某一允许许的最小角度内。的最小角度内。第4章 有源逆变电路 有源逆变时允许采用的最小逆变有源逆变时允许采用的最小逆变角角b b 应等于应等于 b bmin=d d+g g+q q g g 换相重叠角，随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。d d 晶闸管的关断时间tq折合的电角度tq大的可达200300ms，折算到电角度约45。q q安全裕

26、量角主要针对脉冲不对称程度（一般可达5）。约取为10。二、二、确定最小逆变角确定最小逆变角min的依据的依据结论：结论：min 第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制第4章 有源逆变电路 因为换相重叠角因为换相重叠角 满足：满足：根据逆变工作时根据逆变工作时 ，并设，并设 ，上式可改写成，上式可改写成中小型可逆直流拖动系统中：中小型可逆直流拖动系统中：b bmin一般取一般取30 35。逆变时要求逆变时要求min，则有：则有：最小逆变角最小逆变角min的确定方法的确定方法第三节第三节 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制第4章 有源逆变电路 第五节第

27、五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例一、直流可逆电力拖动系统一、直流可逆电力拖动系统a三相半波有环流接线 b三相全控桥无环流接线特点：两套变流装置反并联连接。特点：两套变流装置反并联连接。1.主回路结构主回路结构不论采用哪一种反并联电路，都可使电动机在四个象限内运行。不论采用哪一种反并联电路，都可使电动机在四个象限内运行。第4章 有源逆变电路 第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例变量方向约定：变量方向约定：Id方向方向:从上到下从上到下EM极性极性:上正下负上正下负n：顺时针：顺时针Ud:上正下负上正下负第4章 有源逆变电路 2.工作原理：可逆工作原理：可逆四象限运

28、行四象限运行第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例电动机在四个象限内运行：电动机在四个象限内运行：如果在任何时间内，两组变流器中只有一组投入工作，则可根据电动机所如果在任何时间内，两组变流器中只有一组投入工作，则可根据电动机所需的运转状态来决定那一组变流器工作及相应的工作状态：整流或逆变。需的运转状态来决定那一组变流器工作及相应的工作状态：整流或逆变。Te:电动机电动机输出力矩输出力矩第4章 有源逆变电路 单看单看1号变流（假设号变流（假设2号变流不存在）号变流不存在）电路状态：电路状态：Ud方向：方向：Id方向：方向：Te方向：方向：电机工作状态：电机工作状态：1组整流组整流

29、上正下负上正下负上入下出上入下出与与n同向，为正同向，为正正转电动正转电动结论：结论：象限，象限，1组整流，组整流，a1/2，电能，电能动能动能a1 /2,1组整流，正转电动组整流，正转电动第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例象限：象限：特征：特征：n 0:顺时针正转，顺时针正转，Id 0，Te方向与方向与n方向一致方向一致第4章 有源逆变电路 象限：象限：特征：特征：n 0:顺时针正转，顺时针正转，Id 0，Te方向与方向与n方向相反方向相反因为因为Te是与电机转动方向相反的阻力矩，是与电机转动方向相反的阻力矩，迫使迫使n，甚至停机。，甚至停机。n下降（电动下降（电动回馈制

30、动）原因：回馈制动）原因：Ud1 ,a1 EM Ud1但但M输出不能经由输出不能经由1组回馈给电网，组回馈给电网，这要求这要求2组投入工作并工作在逆变状态，组投入工作并工作在逆变状态，即即a2 /2.a1 /2,Id 01组整流，正转电动组整流，正转电动第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例电机什么时候进入二象限？电机什么时候进入二象限？第4章 有源逆变电路 象限：象限：电路状态：电路状态：Ud2方向：方向：Id方向：方向：Te方向：方向：电机工作状态：电机工作状态：上正下负上正下负上出下入上出下入与与n反向，为负反向，为负正转制动正转制动结论：结论：a1 Ud1 EM Ud1

31、 投入投入2组组 a2 /2 Id 0 动能变电能动能变电能电网电网 当当EM略大于略大于Ud1后，电机从后，电机从 ，回馈电网，回馈电网Ud1,1组最终断开，组最终断开，2组逆变（组逆变（a2 /2）a1 /2,Id 01组整流，正转电动组整流，正转电动a2 /2,Id 02组逆变，正转制动组逆变，正转制动第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例第4章 有源逆变电路 象限：象限：电路状态：电路状态：Id方向：方向：Ud2方向：方向：Te方向：方向：电机工作状态：电机工作状态：下正上负下正上负下入上出下入上出与与n同向，为负同向，为负反转电动反转电动结论：当结论：当Ud2 略大于

32、略大于EM后，后，2组整流；电机从组整流；电机从，反转电动，反转电动特征：特征：n 0:逆时针运转，逆时针运转，Id 0 Te方向与方向与n方向一致方向一致 单看单看2号变流（假设号变流（假设1号变流不存在）号变流不存在）2组整流组整流a1 /2,Id 01组整流，正转电动组整流，正转电动a2 /2,Id 02组逆变，正转制动组逆变，正转制动a2 /2,Id 02组整流，反转电动组整流，反转电动第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例第4章 有源逆变电路 象限：象限：结论：当结论：当 EM略大于略大于Ud1后，后，1组逆变；组逆变；电机从电机从，反转制动，反转制动特征：特征：n

33、0:逆时针运转，逆时针运转，Id 0 Te方向与方向与n方向相反方向相反 反转情况下，若反转情况下，若a2 Ud2 电机降速电机降速EM Ud2 M要求输出电流，方向下出上入要求输出电流，方向下出上入 要求要求1组电路运转并工作在逆变状态。组电路运转并工作在逆变状态。a1 /2,Id 01组整流，正转电动组整流，正转电动a2 /2,Id 02组逆变，正转制动组逆变，正转制动a2 /2,Id 02组整流，反转电动组整流，反转电动a1 /2,Id 01组逆变，反转制动组逆变，反转制动第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例第4章 有源逆变电路 两组变流器的反并联可逆线路两组变流器的反

34、并联可逆线路第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例第4章 有源逆变电路 3.控制策略：控制策略：实质为实质为a1=2 配合控制，配合控制，也等价于也等价于a2=1配合控制配合控制原理分析：原理分析：象限：象限：a1 /2,Id 01组整流，正转电动组整流，正转电动a2 /2,Id 02组逆变，正转制动组逆变，正转制动a2 /2,Id 02组整流，反转电动组整流，反转电动a1 /2,Id 01组逆变，反转制动组逆变，反转制动a1 /2,Id 0，1组整流，同时给组整流，同时给2组也施加触组也施加触发脉冲，发脉冲，2组控制角组控制角a2=-2，因为因为2=a1，所以，所以a2/2，

35、2组处于组处于待逆变状态待逆变状态。此时并不可能工作。此时并不可能工作。因为不满足因为不满足 EM 略大于略大于 Ud2 。因为因为 Ud1 =Ud2 EM 象限工作在正向电动状态。其他三象限分析过程同上。象限工作在正向电动状态。其他三象限分析过程同上。第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例a=配合控制：配合控制：第4章 有源逆变电路 两套变流装置反并联两套变流装置反并联连接的可逆电路的相关结论：正向运行时由正组变流器供电；反向运行时，则由反组变流器供电。反并联可逆电路又可分为不同的控制方案，如配合控制有环流（a=）、可控环流、逻辑控制无环流和错位控制无环流等。电动机都可四象限

36、运行四象限运行。可根据电动机所需运转状态来决定哪一组变流器工作及其工作状态：整流或逆变。第五节第五节 有源逆变电路应用举例有源逆变电路应用举例第4章 有源逆变电路 本本 章章 小小 结结1.重点掌握有源逆变的概念和产生有源逆变的条件、三相重点掌握有源逆变的概念和产生有源逆变的条件、三相 半波可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算、逆变半波可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算、逆变 失败及最小逆变角的限制等。失败及最小逆变角的限制等。2.掌握直流可逆电力拖动系统工作情况。电动机系统的工掌握直流可逆电力拖动系统工作情况。电动机系统的工 作情况，重点掌握各种状态时系统的特性，包括变流器作情况，重点

37、掌握各种状态时系统的特性，包括变流器 的特性和电机的机械特性等。的特性和电机的机械特性等。第4章 有源逆变电路 1.有源逆变与无源逆变的区别和联系。2.为什么有源逆变工作时，变流器直流侧会出现负的直流电压，而如果变流器带电阻负载或电阻串接大电感负载时却不能在直流侧出现负的直流电压？思考题：思考题：第4章 有源逆变电路 答：逆变运行时，一旦发生换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很小，形成很大的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。防止逆变失败的方法有：采用精确可靠的触发电路，使用性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充足的换向裕量角等。3.什么是逆变失败？如何防止逆变失败？