文档介绍：第3章有源逆变电路
逆变的概念
三相半波逆变电路
三相桥式逆变电路
逆变失败原因分析及逆变角的限制<br****题及思考题
逆变的概念
整流与逆变的关系
  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的可控整流电路。但生产实际中,往往还会出现需要将直流电能变换为交流电能的情况。例如,应用晶闸管的电力机车,当机车下坡运行时,机车上的直流电机将由于机械能的作用作为直流发电机运行,此时就需要将直流电能变换为交流电能回送电网,以实现电机制动。又如, 运转中的直流电机,要实现快速制动,较理想的办法是将该直流电机作为直流发电机运行,并利用晶闸管将直流电能变换为交流电能回送电网, 从而实现直流电机的发电机制动。
相对于整流而言,逆变是它的逆过程,一般****惯于称整流为顺变,则逆变的含义就十分明显了。下面的有关分析将会说明,整流装置在满足一定条件下可以作为逆变装置应用。即同一套电路, 既可以工作在整流状态,也可以工作在逆变状态, 这样的电路统称为变流装置。
变流装置如果工作在逆变状态,其交流侧接在交流电网上, 电网成为负载, 在运行中将直流电能变换为交流电能并回送到电网中去, 这样的逆变称为“有源逆变”。
如果逆变状态下的变流装置,其交流侧接至交流负载,在运行中将直流电能变换为某一频率或可调频率的交流电能供给负载, 这样的逆变则称为“无源逆变”或变频电路。
电源间能量的变换关系
图 3-1 两个电源间能量的传送
(a) 同极性连接E1>E2; (b) 同极性连接E2>E1; (c) 反极性连接
图3-1(a)表示直流电源E1和E2同极性相连。当E1>E2时, 回路中的电流为
式中R为回路的总电阻。此时电源E1输出电能E1I,其中一部分为R所消耗的I2R,其余部分则为电源E2所吸收的E2I。注意上述情况中,输出电能的电源其电势方向与电流方向一致, 而吸收电能的电源则二者方向相反。
在图3-1(b)中,两个电源的极性均与图3-1(a)中相反,但还是属于两个电源同极性相连的形式。如果电源E2>E1,则电流方向如图,回路中的电流I为
此时,电源E2输出电能,电源E1吸收电能。在图3-1(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。
(0<α<π/2)
由第1章的学****已知,对于单相全控整流桥,当控制角α在0~π/2之间的某个对应角度触发晶闸管时,上述变流电路输出的直流平均电压为Ud=Udo cosα,因为此时α均小于π/2,故Ud为正值。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
2. 中间状态(α=π/2)
当卷扬机将重物提升到要求高度时,自然就需在某个位置停住,这时只要将控制角α调到等于π/2的位置,变流器输出电压波形中,其正、负面积相等,电压平均值Ud为零, 电动机停转(实际上采用电磁抱闸断电制动),反电势ED也同时为零。此时,虽然Ud为零,但仍有微小的直流电流存在, 有关波形如图3-3(b)所示。注意,此时电路处于动态平衡状态,与电路切断、电动机停转具有本质的不同。