下面是小编为大家整理的《电力电子技术》教学教案09有源逆变电路,供大家参考。
课
题
第 九 讲
有源逆变电路
目
的
与
要
求
1
什么是有源逆变 2
有源逆变电路的工作过程 3
有源逆变失败的原因
重
点
什么是有源逆变
有源逆变电路的工作过程 难
点
有源逆变失败的原因 教
具
复
习
提
问
1、什么是整流电路 2、整流和逆变的区别 新知识点考查
布置
作业
课后回忆
备注
教员
党智乾
教研室
主任批阅
系部审
查意见
3.1 两电源间的能量传递
如图 2-14 所示，我们来分析一下两个电源间的功率传递问题。
(a)电源逆串
(b) 电源逆串，极性与图(a)相反
(c)电源顺串 图 2-14 两个直流电源间的功率传递 通过上述分析，我们知道：
①无论电源是顺串还是逆串，只要电流从电源正极端流出，则该电源就输出功率。
②两个电源逆串连接时，回路电流从电动势高的电源正极流向电动势低的电源正极。如果回路电阻很小，即使两电源电动势之差不大，也可产生足够大的回路电流，使两电源间交换很大的功率。
③两个电源顺串时，相当于两电源电动势相加后再通过 R 短路，若回路电阻 R 很小，则回路电流会非常大，这种情况在实际应用中应当避免。
2 3.2 有源逆变的工作原理
在上述两电源回路中，若用晶闸管变流装置的输出电压代替 E1，用直流电机的反电动势代替 E2，就成了晶闸管变流装置与直流电机负载之间进行能量交换的问题，如图 2-9 所示。
(a)电路图
(b)整流状态下的波形图
(c)逆变状态下的波形图
图 2-15 单相桥式变流电路整流与逆变原理
综上所述，实现有源逆变必须满足下列条件：
①外部条件：变流装置的直流侧必须外接电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源，且其值稍大于变流装置直流侧的平均电压。
这个直流电势源可以是直流电机的电枢电势，也可以是蓄电池电势，它是使电能从变流器的直流侧回馈交流电网的源泉，其值稍大于变流器直流侧输出的直流平均电压。
②内部条件：变流装置必须工作在 ＜90°（即 ＞90°）区间，使其输出直流电压极性与整流状态时相反，才能将直流功率逆变为交流功率送至交流电网。
上述两条必须同时具备才能实现有源逆变。为了保持逆变电流连续，逆变电路中都要串接大电感。
要指出的是，半控桥或接有续流二极管的电路，因它们不可能输出负电压，也不允许直流侧接上直流输出反极性的直流电动势，所以这此电路不能实现有源逆变。欲实现有源逆变，只能采用全控电路。
（2）逆变失败的原因
造成逆变失败的原因主要有以下几种情况：
①触发电路故障。如触发脉冲丢失、脉冲延时等不能适时、不能准确的向晶闸管分配脉冲的情况，均会导致晶闸管不能正常换相。
②晶闸管故障。如晶闸管失去正常导通或阻断能力，该导通时不能导通，该阻断时不能阻断，均会导致逆变失败。
③逆变状态时交流电源突然缺相或电源电压太低。由于此时变流器的交流侧失去了与直流电动势 E 极性相反的电压，致使直流电动势经过晶闸管形成短路。
④逆变角 取值过小，造成换相失败。因为电路存在大感性负载，会使欲导通的晶闸管不能瞬间导通，欲关断的晶闸管也不能瞬间完全关断，因此就存在换相时两个管子同时导通的情况，这种在换相时两个晶闸管同时导通的所对应的电角度称为的换相重叠角。逆变角可能小换相重叠角，即 ＜ ，则到了 0 点时刻换流还未结束，此后使得该关断的晶闸管又承受正向电压而导通，尚未导通的晶闸管则在短暂的导通之后又受反压而关断，这相当于触发脉冲丢失，造成逆变失败。
图 2-16 有源逆变换流失败
（3）逆变失败的限制 为了防止逆变失败，采取如下措施可预防逆变失败。
采用可靠的触发电路，保证触发脉冲不丢失不延迟；选用有足够阻断能力的晶闸管，防止误导通； 角不能太小，不需限制在某一允许的最小角度之内。
逆变时允许的最小逆变角min 应考虑几个因素：不得小于换向重叠角 ，考虑晶闸管本身关断时所对应的电角度，考虑一个安全裕量等，这样最小逆变角min 的取值一般为
min ≥30°～35° 为防止 小于min ，有时要在触发电路中设置保护电路，使减小 时，不能进入 ＜min 的区域。此外还可在电路中加上安全脉冲产生装置，安全脉冲位置就设在min 处。
课后小结：
1、 、 什么是 有源逆变
2 、有源逆变电路的工作过程（重点）
3 、有源逆变失败的原因（难点）
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