整流电路的有源逆变工作状态之逆变的概念
什么是逆变?为什么要逆变?
逆变(invertion):把直流电转变成交流电的过程。
逆变电路:把直流电逆变成交流电的电路。
☞当交流侧和电网连结时,为有源逆变电路。
☞变流电路的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,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,称为无源逆变。
对于可控整流电路,满足一定条件就可工作于有源逆变,其电路形式未变,只是电路工作条件转变。既工作在整流状态又工作在逆变状态,称为变流电路。
3-46 直流发电机—电动机之间电能的流转
a)两电动势同极性E
G>E
M b)两电动势同极性E
M>E
G c)两电动势反极性,形成短路
直流发电机—电动机系统电能的流转
M作电动运转,EG>EM,电流Id从G流向M,电能由G流向M,转变为M轴上输出的机械能。
回馈制动状态中,M作发电运转,EM>EG,电流反向,从M流向G, M轴上输入的机械能转变为电能反送给G。
两电动势顺向串联,向电阻R供电,G和M均输出功率,由于R一般都很小,实际上形成短路,在工作中必须严防这类事故发生。
两个电动势同极性相接时,电流总是从电动势高的流向电动势低的,由于回路电阻很小,即使很小的电动势差值也能产生大的电流,使两个电动势之间交换很大的功率,这对分析有源逆变电路是十分有用的。
逆变产生的条件
以单相全波电路代替上述发电机来分析
☞电动机M作电动机运行,全波电路应工作在整流状态,α的范围在0~π/2间,直流侧输出Ud为正值,并且Ud>EM,交流电网输出电功率,电动机则输入电功率。
☞电动机M作发电回馈制动运行,由于晶闸管器件的单向导电性,电路内Id的方向依然不变, 而M轴上输入的机械能转变为电能反送给G,只能改变EM的极性,为了避免两电动势顺向串联,Ud的极性也必须反过来,故α的范围在π/2~π,且|EM|>|Ud|。
单相全波电路的整流和逆变
产生逆变的条件
☞要有直流电动势,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流器直流侧的平均电压。
☞要求晶闸管的控制角α>π/2,使Ud为负值。
☞两者必须同时具备才能实现有源逆变。
半控桥或有续流二极管的电路,因其整流电压ud不能出现负值,也不允许直流侧出现负极性的电动势,故不能实现有源逆变,欲实现有源逆变,只能采用全控电路。