《电力电子应用技术》课程电子教案（PPT教学课件）第五章 逆变电路 5.2 有源逆变应用电路

52有源逆变应用电路 521直流可逆拖动系统 有源逆变电路广泛应用于各种生产机械的电力拖动系统中,除了可 以方便地实现电动机的正、反转转换外,还可以把负载的机械能量 转变为电能回馈给电网。 、电路组成: 由两组晶闸管反并联组成直流可逆拖动系统的电源,其中I组晶闸 管作整流输出时负责电动机的正转运行;Ⅱ组晶闸管作整流输出时 负责电动机的反转运行。 正转逆变d g正转竖沉 电能 电网电网 电能 发电适行 电动运行 反转整沉 反转延变 电能 电能 电动运行 发电运行 图511反并联可逆电路四象限运行图

5.2 有源逆变应用电路 5.2.1 直流可逆拖动系统 有源逆变电路广泛应用于各种生产机械的电力拖动系统中,除了可 以方便地实现电动机的正、反转转换外，还可以把负载的机械能量 转变为电能回馈给电网。 一、电路组成： 由两组晶闸管反并联组成直流可逆拖动系统的电源，其中Ⅰ组晶闸 管作整流输出时负责电动机的正转运行；Ⅱ组晶闸管作整流输出时 负责电动机的反转运行。 图5.11 反并联可逆电路四象限运行图

二、工作特点: 根据在运行过程中,对系统中的环流(只流经电源、晶闸管、变压器而 不流经负载的电流)的不同处理方法,反并联可逆电路又可分为:逻 辑无环流、有环流以及错位无环流三种工作方式(不论采用哪种工作 方式,都能使电动机在4个象限内运行)。 在任何期间内,两组晶闸管变流器只能有一组投入工作。 工作基本原理 在第工象限,电动机作电动运行(正转),I组变流器工作在整流状态,IUda(下标表示整流状态) 在第Ⅱ象限,电动机作发电运行(正转),Ⅱ组变流器工作在逆变状态,ⅡUdβ(下标表示逆变状态)。 在第Ⅲ象限,电动机作电动运行(反转),Ⅱ组变流器工作在整流状态,ⅡUdβ(下标β表示逆变状态)。 当电动机由正转到反转的瞬间,要让电动机的转速迅速地降为零,关键的问 题是要让回路中的其它能量得以释放,①是电动机转子上的机械能量;②是 电抗器Ld上产生的自感电动势eL。(电动机由正转到反转的瞬间由于机械惯 性的作用,电动机的转速暂时未变,由转速所产的的反电动势E的大小和方向 也暂时未变,同时由于回路中的电流迅速减小,在电抗器Ld上产生的自感电 动势eL的方向也变为“前负后正”,在数值上大于E)

二、工作特点： 根据在运行过程中，对系统中的环流（只流经电源、晶闸管、变压器而 不流经负载的电流）的不同处理方法，反并联可逆电路又可分为：逻 辑无环流、有环流以及错位无环流三种工作方式（不论采用哪种工作 方式，都能使电动机在4个象限内运行）。 在任何期间内，两组晶闸管变流器只能有一组投入工作。 三、工作基本原理； 在第Ⅰ象限，电动机作电动运行(正转),Ⅰ组变流器工作在整流状态，Ⅰ＜ 90°，E＞Udα（下标表示整流状态）。 在第Ⅱ象限，电动机作发电运行(正转),Ⅱ组变流器工作在逆变状态，Ⅱ＜ 90°，E＞Udβ（下标表示逆变状态）。 在第Ⅲ象限，电动机作电动运行(反转),Ⅱ组变流器工作在整流状态，Ⅱ＜ 90°，E＜Udα（下标表示整流状态）。 在第Ⅳ象限，电动机作发电运行(反转),Ⅰ组变流器工作在逆变状态，Ⅰ＜ 90°，E＞Udβ（下标β表示逆变状态）。 当电动机由正转到反转的瞬间，要让电动机的转速迅速地降为零，关键的问 题是要让回路中的其它能量得以释放，①是电动机转子上的机械能量；②是 电抗器Ld上产生的自感电动势eL。（电动机由正转到反转的瞬间由于机械惯 性的作用，电动机的转速暂时未变，由转速所产的的反电动势E的大小和方向 也暂时未变，同时由于回路中的电流迅速减小，在电抗器Ld上产生的自感电 动势eL的方向也变为“前负后正”，在数值上大于E）

首先让电抗器Ld上产生的自感电动势eL由原工作的逆变桥逆变返送回电网(让 I>90°即I<90°=,称“本桥逆变”。 再将工组变流器“封锁”后让Ⅱ组变流器工作于有源逆变工作状态,把电动机转 上由转速所产的的反电动势E逆变返送回电网。 1、有环流反并联可逆电路的基本工作原理 有环流反并联可逆系统的工作方式为:一组桥的控制角等于另一组桥的逆变角。 在两组桥工作时,始终处于“输出平均电压相等”、“极性相对接”的情况。称 此种 状态为=的工作制。 电动由停止到正转,再由正转到反转,只需改变控制角的大小即可。 两组晶闸管分别可工作于“整流”、“逆变”、“待整流”、“待逆变”的工作 状态。 由于两组晶闸管变流器的直流输岀端的瞬时电压值并不相等,会出现“瞬时电位 差”,在两组整流桥间引起脉动的环流(不同的角其值会不同)。因此必须在主 回路内串接“均衡电抗器”,将环流限制在额定直流输出电流的3%~10%。 2、无环流可逆电路的基本原理 此类电路的基本原理为:在任何时候只让一组桥工作(让另一组桥的触发脉冲被 封锁)。电路中没有环流通道。 要达到目的,必须对两组桥的工作状态进行“逻辑控制”。在保证一组桥完全停 工作后,另一组桥才能工作。但这样一来在电动机控制的过程中就会出现一段时 间的“死区

首先让电抗器Ld上产生的自感电动势eL由原工作的逆变桥逆变返送回电网（让 Ⅰ＞90°即Ⅰ＜90°＝，称“本桥逆变”。 再将Ⅰ组变流器“封锁”后让Ⅱ组变流器工作于有源逆变工作状态，把电动机转 子 上由转速所产的的反电动势E逆变返送回电网。 1、有环流反并联可逆电路的基本工作原理 有环流反并联可逆系统的工作方式为：一组桥的控制角等于另一组桥的逆变角。 在两组桥工作时，始终处于“输出平均电压相等”、“极性相对接”的情况。称 此种 状态为=的工作制。 电动由停止到正转，再由正转到反转，只需改变控制角 的大小即可。 两组晶闸管分别可工作于“整流”、“逆变”、“待整流”、“待逆变”的工作 状态。 由于两组晶闸管变流器的直流输出端的瞬时电压值并不相等，会出现“瞬时电位 差”，在两组整流桥间引起脉动的环流（不同的角其值会不同）。因此必须在主 回路内串接“均衡电抗器”，将环流限制在额定直流输出电流的3%～10% 。 2、无环流可逆电路的基本原理 此类电路的基本原理为：在任何时候只让一组桥工作（让另一组桥的触发脉冲被 封锁）。电路中没有环流通道。 要达到目的，必须对两组桥的工作状态进行“逻辑控制”。在保证一组桥完全停 止 工作后，另一组桥才能工作。但这样一来在电动机控制的过程中就会出现一段时 间的“死区”。 由于无环流可逆电路不需要笨重且昂贵的均衡电抗器来限制环流，尽管在控制过