《电力电子技术》复习资料

① 阶段Ⅰ:

? a相电压最大,c相电压最小,通过以往经验知道VT6已经导通,此时触发导通VT1,不触发VT2,则整个阶段

I中,VT1和VT6持续导通。 ?

ud?uab,uVT1?0。

② 阶段Ⅱ:

? b相电压最大,c相电压最小,此时触发导通VT2,则VT6承受电压ucb?0而关断,而a相电压仍比c相大,因

此VT1和VT2持续导通。 ?

ud?uac,uVT1?0。

③ 阶段Ⅲ:

? 分析过程同阶段Ⅱ,VT2和VT3持续导通。 ?

ud?ubc,uVT1?uab。

④ 阶段Ⅳ:

? 分析过程同阶段Ⅱ,VT3和VT4持续导通。 ?

ud?uba,uVT1?uab。

⑤ 阶段Ⅴ:

? 分析过程同阶段Ⅱ,VT4和VT5持续导通。 ?

ud?uca,uVT1?uac。

⑥ 阶段Ⅵ:

? 分析过程同阶段Ⅱ,VT5和VT6持续导通。 ?

ud?ucb,uVT1?uac。

(2)总结

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① 与??30o时相比,晶闸管起始导通时刻继续向后推迟30o,ud平均值继续降低,并出现了为零的点。 ② 当??60o时,ud波形均连续,对于电阻负载,id波形与ud波形的形状一样,保持连续。 3.2.2.4 带电阻负载时的工作情况(??90o) (1)??60o时整流电路触发脉冲要求

① ??60o时,负载电流将出现断续状态,这样为确保电路的正常工作,需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。 ② 方法一:采用宽脉冲触发,即触发脉冲的宽度大于60o,一般取80o~100o。

③ 方法二:采用双脉冲触发,即在触发某个晶闸管的同时,给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲,两个窄脉冲的前沿相差60o,脉宽一般为20o~30o。 (2)波形图分析

① 阶段Ⅰ:

? 前半段内,ua?ub?uc,通过以往经验知道VT6已经导通,此时触发导通VT1,不触发VT2,则VT1和VT6导

通。ud?uab,id?iVT1?ia??

ud。 R后半段内,ub?ua?uc,出现a、b相交点,则过交点后VT6和VT1承受反压关断。ud?0,id?iVT1?ia?0。

② 阶段Ⅱ:

? 前半段内,ub?ua?uc,此时触发导通VT2,同时采用宽脉冲或双脉冲方式触发VT1导通。ud?uac,

uid?iVT1?ia?d。

R- 17 -

?

后半段内,ub?uc?ua,出现a、c相交点,则过交点后VT1和VT2承受反压关断。ud?0,id?iVT1?ia?0。

③ 阶段Ⅲ: ? ?

前半段内,VT2和VT3持续导通。ud?ubc,id?后半段内,ud?0,id?iVT1?ia?0。

ud,iVT1?ia?0。 R④ 阶段Ⅳ: ? ?

前半段内,VT3和VT4持续导通。ud?uba,id??ia?后半段内,ud?0,id?iVT1?ia?0。

ud,iVT1?0。 R⑤ 阶段Ⅴ: ? ?

前半段内,VT4和VT5持续导通。ud?uca,id??ia?后半段内,ud?0,id?iVT1?ia?0。

ud,iVT1?0。 R⑥ 阶段Ⅵ: ? ?

前半段内,VT5和VT6持续导通。ud?ucb,id?后半段内,ud?0,id?iVT1?ia?0。

ud,iVT1?ia?0。 R(3)总结

① 当??60o时,负载电流将出现断续状态。

② 当??120o时,整流输出电压ud波形全为零,因此带电阻负载时的三相桥式全控整流电路?角的移相范围是120o。 3.2.2.7 三相桥式全控整流电路的定量分析 (1)带电阻负载时的平均值

① 特点:??60o时,整流输出电压连续;60o???120o时,整流输出电压断续。 ② 整流电压平均值计算公式:以ud所处的线电压波形为背景,周期为

?。 32????1o3???60:Ud?6U2sin?td(?t)?2.34U2cos??????3?3 ??1??oo?60???120:Ud?????6U2sin?td(?t)?2.34U2[1?cos(3??)]?33???③ 输出电流平均值计算公式:Id?Ud。 R3.7 整流电路的有源逆变工作状态

3.7.1 逆变的概念

3.7.1.1 什么是逆变?为什么要逆变?

(1)逆变定义:生产实践中,存在着与整流过程相反的要求,即要求把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。

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(3)逆变电路定义:把直流电逆变成交流电的电路。

(4)有源逆变电路:将交流侧和电网连结时的逆变电路,实质是整流电路形式。

(5)无源逆变电路:将交流侧不与电网连结,而直接接到负载的电路,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载的电路。

(6)有源逆变电路的工作状态:只要满足一定条件,可控整流电路即可以工作于整流状态,也可以工作于逆变状态。 3.7.1.3 逆变产生的条件

(1)单相全波电路(相当发电机)- 电动机系统

(2)单相全波电路(整流状态) - 电动机(电动状态)系统

① 电动机处于电动运行状态,全波电路处于整流工作状态(0???能输出电枢电流Id?Ud?EM。 R??2),直流输出电压Ud?0,而且Ud?EM,才

② 能量流向:交流电网输出电功率,电动机输入电功率。

(3)单相全波电路(有源逆变状态) - 电动机(发电回馈制动)系统

① 电动机处于发电回馈制动运行状态,由于晶闸管单向导电性,电路内Id的方向依然不变。

② 这样,要保证电动机有电动运行变成发电回馈制动运行,必须改变EM的极性,同时直流输出电压Ud也改变极性(Ud?0,

?2????)。

③ 此时,必须保证EM?Ud,Id?EM?Ud,才能把电能从直流侧送到交流侧,实现逆变。 R?④ 能量流向:电动机输出电功率,交流电网吸收电功率。 ⑤ 全波电路有源逆变工作状态下,为什么晶闸管触发角处于

?2????,仍能导通运行?

答:主要由于全波电路有外接直流电动势EM的存在且EM?Ud,这是电动机处于发电回馈制动状态时得到的,这样能够保证系统得到很大的续流,即使晶闸管的阳极电位大部分处于交流电压为负的半周期,但是仍能承受正向电压

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而导通。

(4)有源逆变产生的条件

① 变流电路外侧要有直流电动势,其极性必须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压。 ② 要求晶闸管的控制触发角???,使Ud为负值。 2第4章 逆变电路

(1)逆变定义:将直流电能变成交流电能。

(2)有源逆变:逆变电路的交流输出侧接在电网上。 (3)无源逆变:逆变电路的交流输出侧直接和负载相连。

4.2 电压型逆变电路

(1)逆变电路分类:根据直流侧电源性质可以分为电压(源)型逆变电路和电流(源)型逆变电路。 (2)电压(源)型逆变电路VSI:直流侧为电压源。 (3)电流(源)型逆变电路CSI:直流侧为电流源。 (4)电压型逆变电路举例:

① 直流侧为电压源,或并联有大电容。直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。

② 由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③ 当交流侧为阻感负载时,需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。 ④ 图中逆变桥各臂都并联反馈二极管,为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道。

4.2.1 单相电压型逆变电路

4.2.1.1 半桥逆变电路 (1)电路原理图

① 由两个桥臂组成,其中每个桥臂均包含一个可控器件和一个反并联二极管。

② 直流输入侧接有两个相互串联的足够大的电容,两个电容的连接点为直流电源的中点。 ③ 负载连接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间。 (2)栅极驱动信号

① 开关器件V1 和V2 的栅极信号在一个周期内半周正偏,半周反偏,且二者互补。 ② 0~t2:V1 栅极高电平,V2 栅极低电平。 ③ t2~t4:V2 栅极高电平,V1栅极低电平。 ④ t4~t6:V1 栅极高电平,V2 栅极低电平。 (3)电压与电流波形图

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