電力電子技術(shù)_王兆安第五版_第4章

1、第四章第四章 逆變電路逆變電路逆變逆變與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電與整流相對(duì)應(yīng)，直流電變成交流電l 交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變l 交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變交流側(cè)接負(fù)載，為無(wú)源逆變 本章講述本章講述無(wú)源逆變無(wú)源逆變 4.1 換流方式換流方式v 4.2 電壓型逆變電路（單相，三相）電壓型逆變電路（單相，三相） 4.3 電流型逆變電路電流型逆變電路 重在電路結(jié)構(gòu)，工作原理重在電路結(jié)構(gòu)，工作原理學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)習(xí)內(nèi)容：4.1.1 4.1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理4.1 4.1 換流方式換流方式 S1-S4S1-S4是橋式電路的是橋式電路的4 4個(gè)臂，由電力電

2、子器件個(gè)臂，由電力電子器件及輔助電路組成及輔助電路組成S1、S4閉合，閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓斷開(kāi)時(shí)，負(fù)載電壓uo為正為正S1、S4斷開(kāi)，斷開(kāi)，S2、S3閉合時(shí)，閉合時(shí)，負(fù)載電壓負(fù)載電壓uo為負(fù)為負(fù)直流直流交流交流4.1.1 4.1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率改變兩組開(kāi)關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流i io o和和u uo o的波形相同，相位的波形相同，相位 相同相同. .阻感負(fù)載時(shí)，阻感負(fù)載時(shí)，i io o相位滯后于相位滯后于u uo o，波形也不同，波形也不同. .t t1 1

3、前：前：S S1 1、S S4 4通，通，u uo o和和i io o 均為正均為正t t1 1時(shí)刻斷開(kāi)時(shí)刻斷開(kāi)S S1 1、S S4 4，合上，合上S S2 2、S S3 3，u uo o變負(fù)，但變負(fù)，但i io o不能立刻不能立刻反向反向 i io o從電源負(fù)極流出，經(jīng)從電源負(fù)極流出，經(jīng)S S2 2、負(fù)載和、負(fù)載和S S3 3流回正極，負(fù)載電流回正極，負(fù)載電感能量向電源反饋，感能量向電源反饋，i io o逐漸減小，逐漸減小，t t2 2時(shí)刻降為零，之后時(shí)刻降為零，之后i io o才反向并增大才反向并增大過(guò)程分析：過(guò)程分析：4.1.1 4.1.1 逆變電路的基本工作原理逆變電路的基本工作原理

4、電流從一條支路轉(zhuǎn)移到另一條支路稱(chēng)為電流從一條支路轉(zhuǎn)移到另一條支路稱(chēng)為換流。換流。器件換流（器件換流（IGBT,GTO,GTR,BJT,MOSFET)IGBT,GTO,GTR,BJT,MOSFET)電網(wǎng)換流電網(wǎng)換流負(fù)載換流（負(fù)載滿(mǎn)足的條件？）負(fù)載換流（負(fù)載滿(mǎn)足的條件？）強(qiáng)迫換流（直接耦合式，電感耦合式）強(qiáng)迫換流（直接耦合式，電感耦合式）4.1.2 4.1.2 換流的基本方式換流的基本方式 l采用晶閘管采用晶閘管. .l負(fù)載：電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián)，工作負(fù)載：電阻電感串聯(lián)后再和電容并聯(lián)，工作在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性在接近并聯(lián)諧振狀態(tài)而略呈容性. .l為改善負(fù)載功率因數(shù)使其略呈容性為改善負(fù)載

5、功率因數(shù)使其略呈容性, ,而接入的而接入的直流側(cè)串入大電感直流側(cè)串入大電感L Ld d,i,id d基本沒(méi)有脈動(dòng)基本沒(méi)有脈動(dòng). .負(fù)載換流逆變電路負(fù)載換流逆變電路 工作過(guò)程工作過(guò)程:l4個(gè)臂的切換僅使電流路徑改變，負(fù)載電流個(gè)臂的切換僅使電流路徑改變，負(fù)載電流 基本呈矩形波基本呈矩形波l負(fù)載工作在對(duì)基波電流接近并聯(lián)諧振的狀態(tài)，負(fù)載工作在對(duì)基波電流接近并聯(lián)諧振的狀態(tài)，對(duì)基波阻抗很大，對(duì)諧波阻抗很小，對(duì)基波阻抗很大，對(duì)諧波阻抗很小，uo波形接波形接近正弦近正弦lt1前：前：VT1、VT4通，通，VT2、VT3斷，斷，uo、io均均為正，為正，VT2、VT3電壓即為電壓即為uolt1時(shí)：觸發(fā)時(shí)：觸發(fā)V

6、T2、VT3使其開(kāi)通，使其開(kāi)通，uo加到加到VT4、VT1上使其承受反壓而關(guān)斷，電流從上使其承受反壓而關(guān)斷，電流從VT1、VT4換到換到VT3、VT2lt1必須在必須在uo過(guò)零前并留有足夠裕量，才能使換過(guò)零前并留有足夠裕量，才能使換流順利完成流順利完成強(qiáng)迫換流逆變電路強(qiáng)迫換流逆變電路-(電容換流）電容換流）直接耦合式強(qiáng)迫換流直接耦合式強(qiáng)迫換流 （電壓換流）（電壓換流）電感耦合式強(qiáng)迫換流電感耦合式強(qiáng)迫換流 （電流換流（電流換流)4.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路4.2.14.2.1單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路（1 1） 半橋逆變電路半橋逆變電路* *導(dǎo)電方式：導(dǎo)電方式：V1V1，V2V

7、2信號(hào)互補(bǔ)，各導(dǎo)通信號(hào)互補(bǔ)，各導(dǎo)通180180工作原理：工作原理：（1 1）t t1 1t t2 2 電源電壓經(jīng)電源電壓經(jīng)V1V1對(duì)負(fù)載供電，電流對(duì)負(fù)載供電，電流指數(shù)規(guī)律上升。負(fù)載電壓為指數(shù)規(guī)律上升。負(fù)載電壓為1/2u1/2ud.d.（2 2）t t2 2t t3 3 電感經(jīng)電感經(jīng)VDVD2 2續(xù)流，電流指數(shù)規(guī)律下續(xù)流，電流指數(shù)規(guī)律下降。負(fù)載電壓為降。負(fù)載電壓為-1/2u-1/2ud.d. （3 3） t t3 3t t4 4 電源經(jīng)電源經(jīng)V2V2對(duì)負(fù)載供電，電流指對(duì)負(fù)載供電，電流指數(shù)規(guī)律反向上升。負(fù)載電壓為數(shù)規(guī)律反向上升。負(fù)載電壓為-1/2u-1/2ud.d.（4 4） t t4 4t t5

8、 5 電感經(jīng)電感經(jīng)VDVD1 1續(xù)流，電流指數(shù)規(guī)續(xù)流，電流指數(shù)規(guī)律反向下降，負(fù)載電壓為律反向下降，負(fù)載電壓為1/2u1/2ud.d.因?yàn)槭亲韪胸?fù)載，成感性，電流滯后電因?yàn)槭亲韪胸?fù)載，成感性，電流滯后電壓，滯后角壓，滯后角=arctanL=arctanL/R./R.單向半橋電壓逆變電路優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)：?jiǎn)蜗虬霕螂妷耗孀冸娐穬?yōu)缺點(diǎn)總結(jié)：優(yōu)點(diǎn)：所用器件少。優(yōu)點(diǎn)：所用器件少。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：u u0 0幅值小，只有電源電壓的一半，并且幅值小，只有電源電壓的一半，并且輸入端接兩個(gè)電容，還需保證輸入端接兩個(gè)電容，還需保證 C1=C2,C1=C2,不能精確不能精確滿(mǎn)足。滿(mǎn)足。思考：電路中的二極管主要起什么作用？思考：

9、電路中的二極管主要起什么作用？答：當(dāng)負(fù)載為感性或阻感性時(shí)，二極管為負(fù)載答：當(dāng)負(fù)載為感性或阻感性時(shí)，二極管為負(fù)載向直流電源反饋能量提供通道（即續(xù)流過(guò)程），向直流電源反饋能量提供通道（即續(xù)流過(guò)程），故這些二極管被稱(chēng)之為反饋二極管。故這些二極管被稱(chēng)之為反饋二極管。為了解決這一矛盾，在單向半橋的基礎(chǔ)上提出為了解決這一矛盾，在單向半橋的基礎(chǔ)上提出了單向全橋電壓型逆變電路。了單向全橋電壓型逆變電路。單相半橋一般應(yīng)用在小功率電路中。單相半橋一般應(yīng)用在小功率電路中。4.2 4.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路4.2.14.2.1單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路（2 2） 全橋逆變電路全橋逆變電路由四個(gè)臂構(gòu)

10、成，輸由四個(gè)臂構(gòu)成，輸入端并有一個(gè)電容。入端并有一個(gè)電容。負(fù)載接在上下兩組負(fù)載接在上下兩組臂之間。臂之間。* *導(dǎo)電方式一：導(dǎo)電方式一：V1,V4V1,V4同時(shí)通斷同時(shí)通斷V2,V3V2,V3同時(shí)通斷同時(shí)通斷V1,V4V1,V4與與V2,V3V2,V3信信號(hào)互補(bǔ)，各導(dǎo)電號(hào)互補(bǔ)，各導(dǎo)電180180工作原理：與單向半橋工作原理：與單向半橋電路工作原理相同，只電路工作原理相同，只不過(guò)全橋中是兩個(gè)臂同不過(guò)全橋中是兩個(gè)臂同時(shí)工作，半橋中一個(gè)臂時(shí)工作，半橋中一個(gè)臂單獨(dú)工作。全橋輸出電單獨(dú)工作。全橋輸出電壓，電流波形與半橋完壓，電流波形與半橋完全一樣，但幅值均為半全一樣，但幅值均為半橋的兩倍。橋的兩倍。*思

11、考思考1：在全橋中，：在全橋中，續(xù)流過(guò)程如何完成？續(xù)流過(guò)程如何完成？ VD2,VD3同時(shí)續(xù)流。同時(shí)續(xù)流。 VD1,VD4同時(shí)續(xù)流。同時(shí)續(xù)流。思考思考2：在導(dǎo)電方式一下工作，如果要改變輸出電：在導(dǎo)電方式一下工作，如果要改變輸出電壓的有效值（即幅值），應(yīng)該采取什么樣的方式？壓的有效值（即幅值），應(yīng)該采取什么樣的方式？只能靠改變輸入直只能靠改變輸入直流電壓的大小來(lái)改變流電壓的大小來(lái)改變輸出電壓的有效值。輸出電壓的有效值?？梢酝ㄟ^(guò)整流電路，可以通過(guò)整流電路，斬波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。斬波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。若不采用整流和斬若不采用整流和斬波，能否直接進(jìn)行波，能否直接進(jìn)行調(diào)制呢？為此提出調(diào)制呢？為此提出了導(dǎo)電方式二：了導(dǎo)

12、電方式二： 移相導(dǎo)電方式。移相導(dǎo)電方式。導(dǎo)電方式二（移相導(dǎo)電）：導(dǎo)電方式二（移相導(dǎo)電）：V1,V2信號(hào)互補(bǔ)；信號(hào)互補(bǔ)；V3,V4信號(hào)互補(bǔ)；信號(hào)互補(bǔ)；V3信號(hào)比信號(hào)比V1信號(hào)落后信號(hào)落后（ 0180） 所謂移相：即改變所謂移相：即改變的大小。的大小。 單相全橋電壓型逆變電路特性總結(jié)：?jiǎn)蜗嗳珮螂妷盒湍孀冸娐诽匦钥偨Y(jié)：（1）全橋逆變是單相中應(yīng)用最廣泛的逆變電路。）全橋逆變是單相中應(yīng)用最廣泛的逆變電路。（2）全橋逆變輸出電壓的幅值即為電源電壓，）全橋逆變輸出電壓的幅值即為電源電壓，比半橋增長(zhǎng)一倍，一般應(yīng)用在較大功率的場(chǎng)合。比半橋增長(zhǎng)一倍，一般應(yīng)用在較大功率的場(chǎng)合。（3）在移相導(dǎo)電方式下，通過(guò)改變移相導(dǎo)

13、電方）在移相導(dǎo)電方式下，通過(guò)改變移相導(dǎo)電方式中的式中的角，可改變輸出電壓的有效值。角，可改變輸出電壓的有效值。4.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路4.2.1單相電壓型逆變電路單相電壓型逆變電路（3 3） 推挽式推挽式- -帶中心抽頭變壓器帶中心抽頭變壓器變壓器的變比為變壓器的變比為1 1：1 1：1 1，負(fù)載相，負(fù)載相同時(shí)，其輸出波形同時(shí)，其輸出波形和全橋逆變一樣。和全橋逆變一樣。應(yīng)用在輸入與輸應(yīng)用在輸入與輸出需要隔離的場(chǎng)合。出需要隔離的場(chǎng)合。4.2 電壓型逆變電路電壓型逆變電路4.2.2 三相電壓型逆變電路三相電壓型逆變電路l三相電壓型逆變電路可看成由三個(gè)半橋逆變電路三相電壓型逆變電路可看成

14、由三個(gè)半橋逆變電路組成。組成。l其負(fù)載可以是三角形或星形，這里我們以星形負(fù)其負(fù)載可以是三角形或星形，這里我們以星形負(fù)載為例進(jìn)行介紹。載為例進(jìn)行介紹。 180 180導(dǎo)電方式導(dǎo)電方式 （1 1）每橋臂導(dǎo)電）每橋臂導(dǎo)電180180，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度相差各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度相差120 120 （2 2）任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通）任一瞬間有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通（3 3）每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也）每次換流都是在同一相上下兩臂之間進(jìn)行，也稱(chēng)為稱(chēng)為縱向換流縱向換流工作原理：以輸出電壓波形為主（包括工作原理：以輸出電壓波形為主（包括 輸出輸出線(xiàn)電壓

15、，輸出相電壓）線(xiàn)電壓，輸出相電壓）三相逆變輸出波形三相逆變輸出波形三相橋電壓型逆變電路總結(jié)：三相橋電壓型逆變電路總結(jié)：（1）輸出線(xiàn)電壓是矩形波，相電壓是階梯波。）輸出線(xiàn)電壓是矩形波，相電壓是階梯波。（2）各相輸出電壓在相位上相差）各相輸出電壓在相位上相差1200，電流波形根，電流波形根據(jù)負(fù)載情況的不同而不同。據(jù)負(fù)載情況的不同而不同。（3）在導(dǎo)電上，為防止同一相的兩個(gè)器件同時(shí)開(kāi)通）在導(dǎo)電上，為防止同一相的兩個(gè)器件同時(shí)開(kāi)通而導(dǎo)致電源短路，應(yīng)遵循而導(dǎo)致電源短路，應(yīng)遵循“先斷后通先斷后通”的原則，即的原則，即要關(guān)斷的器件在徹底關(guān)斷之后再給需開(kāi)通的器件開(kāi)要關(guān)斷的器件在徹底關(guān)斷之后再給需開(kāi)通的器件開(kāi)通信號(hào)

16、，因此，要留一定的時(shí)間裕量。（實(shí)際在單通信號(hào)，因此，要留一定的時(shí)間裕量。（實(shí)際在單相中也應(yīng)如此）相中也應(yīng)如此）（4）三相橋電壓型逆變電路應(yīng)用在大功率場(chǎng)合。）三相橋電壓型逆變電路應(yīng)用在大功率場(chǎng)合。 電壓型逆變電路總結(jié)電壓型逆變電路總結(jié)通過(guò)對(duì)單相，三相電壓逆變電路的學(xué)習(xí)，對(duì)于電壓通過(guò)對(duì)單相，三相電壓逆變電路的學(xué)習(xí)，對(duì)于電壓型逆變電路特性可歸納如下：型逆變電路特性可歸納如下：（1）直流側(cè)并有電容，相當(dāng)于一個(gè)電壓源，提）直流側(cè)并有電容，相當(dāng)于一個(gè)電壓源，提供恒定的輸入電壓，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)。供恒定的輸入電壓，直流電壓基本無(wú)脈動(dòng)。（2）輸出電壓波形均為矩形波，與負(fù)載無(wú)關(guān)，）輸出電壓波形均為矩形波，與負(fù)

17、載無(wú)關(guān)，而電流波形和相位因負(fù)載阻抗角不同而不同。而電流波形和相位因負(fù)載阻抗角不同而不同。（矩形波，或近似為正弦波）（矩形波，或近似為正弦波）（3）負(fù)載為感性時(shí)，需要提供無(wú)功功率，直流）負(fù)載為感性時(shí)，需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起到緩沖無(wú)功能量的作用，為了給交流側(cè)側(cè)電容起到緩沖無(wú)功能量的作用，為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋能量提供通道，各臂都要并聯(lián)一個(gè)向直流側(cè)反饋能量提供通道，各臂都要并聯(lián)一個(gè)反饋二極管。反饋二極管。（4）直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的（輸）直流側(cè)向交流側(cè)傳送的功率是脈動(dòng)的（輸出電壓無(wú)脈動(dòng)，但電流有脈動(dòng)），且其脈動(dòng)與負(fù)出電壓無(wú)脈動(dòng)，但電流有脈動(dòng)），且其脈動(dòng)與負(fù)載電流脈動(dòng)一致。載電流脈

18、動(dòng)一致。（5）一般在負(fù)載端會(huì)接上濾波器，濾去電壓波形）一般在負(fù)載端會(huì)接上濾波器，濾去電壓波形中的諧波分量，保留基波分量，使輸出電壓的波中的諧波分量，保留基波分量，使輸出電壓的波形接近標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。形接近標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。4.3 電流型逆變電路電流型逆變電路*電流型逆變電流型逆變直流側(cè)輸入電源為電流源直流側(cè)輸入電源為電流源電流型逆變電路的特性：電流型逆變電路的特性：（1）直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)）直流側(cè)串大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無(wú)脈動(dòng)。電流基本無(wú)脈動(dòng)。（2）因?yàn)槭呛懔?，輸出電流波形是矩形波，輸）因?yàn)槭呛懔?，輸出電流波形是矩形波，輸出電壓波形與負(fù)載有關(guān)系。出電壓波形與負(fù)載有關(guān)系

19、。（3）電路中不必加反饋二極管。（為什么？）電路中不必加反饋二極管。（為什么？）（4）電感起到緩沖無(wú)功能量的作用。）電感起到緩沖無(wú)功能量的作用。 4.3.1 單相電流型逆變電路單相電流型逆變電路（1）電路結(jié)構(gòu)）電路結(jié)構(gòu) 4個(gè)橋臂，每橋臂晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器個(gè)橋臂，每橋臂晶閘管各串聯(lián)一個(gè)電抗器LT，用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的用來(lái)限制晶閘管開(kāi)通時(shí)的di/dt采用負(fù)載換相方式，要求負(fù)載電流略超前于負(fù)采用負(fù)載換相方式，要求負(fù)載電流略超前于負(fù)載電壓（呈容性）。載電壓（呈容性）。C和和L、R構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，故此電路稱(chēng)為并構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，故此電路稱(chēng)為并聯(lián)諧振式逆變電路（但最終負(fù)載仍略顯容性，準(zhǔn)聯(lián)諧振式逆變

20、電路（但最終負(fù)載仍略顯容性，準(zhǔn)確應(yīng)稱(chēng)之為容性小失諧負(fù)載）確應(yīng)稱(chēng)之為容性小失諧負(fù)載）并聯(lián)諧振回路對(duì)基波呈高阻抗，對(duì)諧波呈低并聯(lián)諧振回路對(duì)基波呈高阻抗，對(duì)諧波呈低阻抗，諧波在負(fù)載上產(chǎn)生的壓降很小，因此負(fù)阻抗，諧波在負(fù)載上產(chǎn)生的壓降很小，因此負(fù)載電壓波形接近正弦波。載電壓波形接近正弦波。（2）工作原理：）工作原理：基本導(dǎo)電方式：基本導(dǎo)電方式：1，4同時(shí)同時(shí)通斷，通斷，2，3同時(shí)通斷。同時(shí)通斷。t1-t2：VT1和和VT4穩(wěn)定導(dǎo)通階段，穩(wěn)定導(dǎo)通階段，i=Id，t2時(shí)刻前在時(shí)刻前在C上建立了左正右上建立了左正右負(fù)的電壓。負(fù)的電壓。t2t4：t2時(shí)觸發(fā)時(shí)觸發(fā)VT2和和VT3開(kāi)通，進(jìn)入換開(kāi)通，進(jìn)入換流階段。

21、流階段。LT使使VT1、VT4不能立刻關(guān)斷，電不能立刻關(guān)斷，電流有一個(gè)減小過(guò)程流有一個(gè)減小過(guò)程VT2、VT3電流有電流有一個(gè)增大過(guò)程一個(gè)增大過(guò)程t=t4時(shí)，時(shí)，VT1、VT4電流減至零電流減至零而關(guān)斷，換流階而關(guān)斷，換流階段結(jié)束段結(jié)束t4t2= t 稱(chēng)為稱(chēng)為換流時(shí)間換流時(shí)間4個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，個(gè)晶閘管全部導(dǎo)通，負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個(gè)負(fù)載電容電壓經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的放電回路同時(shí)并聯(lián)的放電回路同時(shí)放電放電LT1、VT1、VT3、LT 3到到C；另一個(gè)經(jīng)；另一個(gè)經(jīng)LT2、VT2、VT4、LT4到到C電壓波形近似電壓波形近似為正弦波，且滯為正弦波，且滯后電流一個(gè)角度，后電流一個(gè)角度，與負(fù)載系數(shù)有關(guān)。與負(fù)載系數(shù)有關(guān)

22、。思考：如何保證晶閘管的可靠關(guān)斷？思考：如何保證晶閘管的可靠關(guān)斷？電流減小為零，電流減小為零，晶閘管不能立刻關(guān)晶閘管不能立刻關(guān)斷，還需一段時(shí)間斷，還需一段時(shí)間才能恢復(fù)正向阻斷才能恢復(fù)正向阻斷能力，也就是說(shuō)電能力，也就是說(shuō)電流 為 零 后 還 要 使流 為 零 后 還 要 使VT1、VT4承受一段承受一段反壓時(shí)間反壓時(shí)間tb b，這樣晶，這樣晶閘管才能真正可靠閘管才能真正可靠關(guān)斷。關(guān)斷。所以為使晶閘所以為使晶閘管可靠關(guān)斷，管可靠關(guān)斷，t tb b= = t t5 5- t- t4 4應(yīng)大應(yīng)大于晶閘管的關(guān)于晶閘管的關(guān)斷時(shí)間斷時(shí)間t tq q并且為保證可并且為保證可靠換流應(yīng)在靠換流應(yīng)在uo過(guò)零前過(guò)零

23、前td= t5- t2時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)VT2、VT3兩個(gè)重要參數(shù)：兩個(gè)重要參數(shù)： 觸發(fā)引前時(shí)間觸發(fā)引前時(shí)間 : t =t + tb b io超前超前于于uo的的時(shí)間時(shí)間 : t = t / 2 + tb b 即為功率因數(shù)角。即為功率因數(shù)角。 4.3.2 三相電流型逆變電路三相電流型逆變電路（橋式）（橋式）（1）采用全控型器件）采用全控型器件GTO基本工作方式是基本工作方式是1200導(dǎo)電方式：每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電方式：每個(gè)臂一周期內(nèi)導(dǎo)電導(dǎo)電1200，每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，每時(shí)刻上下橋臂組各有一個(gè)臂導(dǎo)通，為橫向換流。為橫向換流。三相電流型逆變輸出特性（全控型器件）：三相電流型逆變輸出特性（

24、全控型器件）：輸出相電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，為正負(fù)各輸出相電流波形和負(fù)載性質(zhì)無(wú)關(guān)，為正負(fù)各120120的矩形波，線(xiàn)電流為階梯波。的矩形波，線(xiàn)電流為階梯波。輸出線(xiàn)電壓波形和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，若有電感，因輸出線(xiàn)電壓波形和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，若有電感，因電感的作用，每次換相時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓沖擊。電感的作用，每次換相時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓沖擊。（2）串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路）串聯(lián)二極管式晶閘管逆變電路主要用于中大功率交主要用于中大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。電流型三相橋式逆電流型三相橋式逆變電路，輸出波形與變電路，輸出波形與全控型器件時(shí)一樣。全控型器件時(shí)一樣。各橋臂的晶閘管和各橋臂的晶閘管和二極管串聯(lián)使用。二

25、極管串聯(lián)使用。 120導(dǎo)電工作方式導(dǎo)電工作方式強(qiáng)迫換流方式，電強(qiáng)迫換流方式，電容容C1C6為換流電容。為換流電容。（串聯(lián)二極管（串聯(lián)二極管式晶式晶閘管閘管逆變電路）逆變電路） 重點(diǎn)分析：換流過(guò)程（因電容重點(diǎn)分析：換流過(guò)程（因電容C C，強(qiáng)迫換流），強(qiáng)迫換流）電容器充電規(guī)律：對(duì)共陽(yáng)極電容器充電規(guī)律：對(duì)共陽(yáng)極晶閘管，它與導(dǎo)通晶閘管相晶閘管，它與導(dǎo)通晶閘管相連一端極性為正，另一端為連一端極性為正，另一端為負(fù)，不與導(dǎo)通晶閘管相連的負(fù)，不與導(dǎo)通晶閘管相連的電容器電壓為零電容器電壓為零等效換流電容概念：分析從等效換流電容概念：分析從VT1向向VT3換流時(shí)，換流時(shí)，C13就是就是C3與與C5串聯(lián)后再與串聯(lián)后

26、再與C1并聯(lián)并聯(lián)的等效電容的等效電容.*以以VT1向向VT3換流的過(guò)程為例：換流的過(guò)程為例：（2）t1時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT1被施以反壓而關(guān)斷被施以反壓而關(guān)斷（1）假設(shè)換流前）假設(shè)換流前VT1和和VT2通，通，C13電壓電壓UC0左左正右負(fù)正右負(fù)（1） （2） （3） （4）Id從從VT1換到換到VT3，C13通過(guò)通過(guò)VD1、U相負(fù)載、相負(fù)載、W相負(fù)載、相負(fù)載、VD2、VT2、直流電源和、直流電源和VT3放電，放電，放電電流恒為放電電流恒為Id，故稱(chēng)恒流放電階段，故稱(chēng)恒流放電階段（3）t2時(shí)刻時(shí)刻uC13降到零，之后降到零，之后C13反向充電。則二反向充電。則二極管極管VD3導(dǎo)

27、通，導(dǎo)通，VD1和和VD3同時(shí)通，進(jìn)入二極管換同時(shí)通，進(jìn)入二極管換流階段。產(chǎn)生環(huán)流。此環(huán)流使流階段。產(chǎn)生環(huán)流。此環(huán)流使VD1電流減小，使電流減小，使VD3電流增大。電流增大。隨著隨著C13電壓增高，電壓增高，iV漸大，漸大，VD1電流越來(lái)越小，電流越來(lái)越小，假設(shè)在假設(shè)在t3時(shí)刻變?yōu)榱?，則時(shí)刻變?yōu)榱?，則VD1承受反壓而關(guān)斷，承受反壓而關(guān)斷，二極管換流階段結(jié)束。二極管換流階段結(jié)束。（4） VT2、VT3穩(wěn)定導(dǎo)通階段穩(wěn)定導(dǎo)通階段l波形分析：波形分析：恒流放電恒流放電階段階段二極管換流二極管換流階段階段（1） （2） （3） （4）第第4 4章章 逆變電路逆變電路 小結(jié)小結(jié)（1 1）換流方式，換流原理

28、。）換流方式，換流原理。（2 2）電壓型逆變電路：）電壓型逆變電路： 單相：工作原理，波形分析，重點(diǎn)掌握單相全橋單相：工作原理，波形分析，重點(diǎn)掌握單相全橋, , 尤其移相導(dǎo)電方式。尤其移相導(dǎo)電方式。 三相：重點(diǎn)掌握輸出電壓波形。三相：重點(diǎn)掌握輸出電壓波形。 （3 3）電流型逆變電路：）電流型逆變電路： 單相：重點(diǎn)掌握工作原理及如何防止逆變失敗問(wèn)題。單相：重點(diǎn)掌握工作原理及如何防止逆變失敗問(wèn)題。三相：三相：SCRSCR帶二極管換流過(guò)程的理解。帶二極管換流過(guò)程的理解。課外思考課外思考 針對(duì)針對(duì)P144P144圖圖5-165-16，不采用等效電容的方式，分，不采用等效電容的方式，分析析C C1 1,

29、C,C3 3,C,C5 5的電壓變化曲線(xiàn)，并解釋變化過(guò)程。的電壓變化曲線(xiàn)，并解釋變化過(guò)程。1.把直流電變成交流電的電路稱(chēng)為把直流電變成交流電的電路稱(chēng)為_(kāi)，當(dāng)交流側(cè)有電源時(shí)，當(dāng)交流側(cè)有電源時(shí)稱(chēng)為稱(chēng)為_(kāi)，當(dāng)交流側(cè)無(wú)電源時(shí)稱(chēng)為，當(dāng)交流側(cè)無(wú)電源時(shí)稱(chēng)為_(kāi)。2.電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱(chēng)為換流，從大的方電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱(chēng)為換流，從大的方面，換流可以分為兩類(lèi)，即外部換流和面，換流可以分為兩類(lèi)，即外部換流和_，進(jìn)一步劃分，前，進(jìn)一步劃分，前者又包括者又包括_和和_兩種換流方式，后者包括兩種換流方式，后者包括_和和_兩種換流方式。兩種換流方式。3.適用于全控型器件的換流方式是適用于全控型器件的換流方式是_，由換流電路內(nèi)電容，由換流電路內(nèi)電容直接提供換流電壓的換流方式稱(chēng)為直接提供換流電壓的換流