有源逆變技術(shù)的工程應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-09-02 01:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 態(tài)進(jìn)入整流工作狀態(tài)，Ud又重新變成正值，使輸出平均電壓和直流電勢變成順向串聯(lián)，外接的直流電源通過晶閘管電路形成短路，這種情況稱為逆變失敗，或稱為逆變顛覆，這是一種事故狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)避免。逆變失敗的原因 造成逆變失敗的原因很多，大致可歸納為四類，今以三相半波逆變電路為例，加以說明。 觸發(fā)電路不能適時(shí)地，準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失，脈沖延遲等，致使晶閘管工作失常。如圖3－6所示，當(dāng)a相晶閘管T1導(dǎo)通到wt1時(shí)刻，正常情況時(shí)ug2觸發(fā)T2管，電流換到b相，如果在wt1時(shí)刻，觸發(fā)脈沖ug2遺漏，T1管不受反壓而關(guān)不斷，a相晶閘管T1將繼續(xù)導(dǎo)通到正半周，使電源瞬時(shí)電壓與直流電勢順向串聯(lián)，形成短路。圖36 圖3－7表明脈沖延遲的情況，ug2延遲到wt2時(shí)刻才出現(xiàn)，此時(shí)a相電壓ua已大于b相電壓ub，晶閘管T2承受反向電壓，不能被觸發(fā)導(dǎo)通，晶閘管T1也不能關(guān)斷，相當(dāng)于ug2遺漏，形成短路。圖37 在應(yīng)該阻斷期間，元件失去阻斷能力；或在應(yīng)該導(dǎo)通時(shí)刻，元件不能導(dǎo)通，如圖3－8所示。在wt1時(shí)刻之前，由于T3承受的正向電壓等于E和uc之和，特別是當(dāng)逆變角較小時(shí)，這一正向電壓較高，若T3的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓裕量不足，則到達(dá)wt1時(shí)刻，本該由T1換相到T2，但此時(shí)T3已導(dǎo)通，T2因承受反壓而無法導(dǎo)通，造成逆變失敗。圖38（0 a p /2）晶閘管有源逆變器的停電保護(hù)方法有源逆變一、單相有源逆變電路逆變電路的分類變流器的兩種工作狀態(tài)（p /2 a p ）實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件量角不足 存在重疊角或給逆變工作帶來不利的后果，如以T1和T2的換相過程來分析，當(dāng)逆變電路工作在b g時(shí)，經(jīng)過換相過程后，b相電壓ub仍高于a相電壓ua，所以換相結(jié)束時(shí)，能使T1承受反壓而關(guān)斷。如果換相的裕量角不足，即當(dāng)b g時(shí)，從圖3－9的波形中可以看出，當(dāng)換相尚未結(jié)束時(shí)，電路的工作狀態(tài)到達(dá)P點(diǎn)之后，a相電壓ua將高于b相電壓ub，晶閘管T2則將承受反向電壓而重新關(guān)斷，而應(yīng)該關(guān)斷的T1卻還承受正電壓而繼續(xù)導(dǎo)通，且a相電壓隨著時(shí)間的推遲愈來愈高，致使逆變失敗。圖39 在逆變運(yùn)行時(shí)，可能出現(xiàn)交流電源突然斷電，缺相或電壓過低等現(xiàn)象。如果在逆變工作時(shí)，交流電源發(fā)生缺相或突然消失，由于直流電勢E的存在，晶閘管仍可觸發(fā)導(dǎo)通，此時(shí)變流器的交流側(cè)由于失去了同直流電勢極性相反的交流電壓，因此直流電勢將經(jīng)過晶閘管電路而被短路。最小逆變角的確定 由上可見，為了保證逆變電路的正常工作，必須選用可靠的觸發(fā)器，正確選擇晶閘管的參數(shù)，并且采取必要的措施，減少電路中du/dt和di/dt的影響，以免發(fā)生誤導(dǎo)通。為了防止意外事故，與整流電路一樣，電路中一般應(yīng)裝有快速熔斷器或快速開關(guān)，以資保護(hù)。另外，為了防止發(fā)生逆變顛覆，逆變角b不能太小，必須限制在某一允許的最小角度內(nèi)。 逆變時(shí)允許采用的最小逆變角b應(yīng)為b＝d＋g＋q39。式中d 晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq折合的電角度，稱恢復(fù)阻斷角，d＝tq；g 換相重疊角；q39。 安全裕量角。四、有源逆變技術(shù)在電機(jī)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用2 目前有關(guān)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀在自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)中,幾乎都開設(shè)《電機(jī)與電力拖動(dòng)基礎(chǔ)》、《電力電子技術(shù)》和《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》等課程,目前這些課程中開設(shè)的實(shí)驗(yàn)均涉及到有關(guān)直流電機(jī)、交流電機(jī)的實(shí)驗(yàn), 其電動(dòng)機(jī)負(fù)載大多是直流發(fā)電機(jī), 直流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓,供給一個(gè)大滑動(dòng)變阻箱(如0/93 W ,電流為5/ 的調(diào)節(jié)變阻器。如0/11 W ,電流為10/ 的調(diào)節(jié)變阻器。0/250 W ,10/18A 的調(diào)節(jié)電阻器)[1 3 ],通過調(diào)節(jié)電阻值的大小完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。圖1 VM 直流開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)下面以VM 系統(tǒng)[4]為例,說明整個(gè)系統(tǒng)的組成及負(fù)載等情況。如圖1 所示, 圖1 中,控制電壓Uc 用來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位,GT 為觸發(fā)裝置,VT 為三相橋式相控整流電路,M 是直流電動(dòng)機(jī),F 是直流發(fā)機(jī),M 和F 同軸,R為調(diào)節(jié)變阻箱,F 和R 的作用是電動(dòng)機(jī)的模擬負(fù)載。對于一般的機(jī)組,直流電動(dòng)機(jī)的功率為2. 2kW 左右,當(dāng)電機(jī)工作在額定狀態(tài)下, 的能量均以熱能的形式白白消耗掉。如果一天按8 小時(shí)運(yùn)行計(jì)算,一臺機(jī)組一天白白消耗17. 6kWh,一般的實(shí)驗(yàn)室在開設(shè)實(shí)驗(yàn)時(shí), 一次開設(shè)8 組左右,這樣一天白白消耗將近140kWh。3 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)狀況將有源逆變技術(shù)應(yīng)用到此類實(shí)驗(yàn)中,來模擬電動(dòng)機(jī)負(fù)載,那么效率便可大大提高。改進(jìn)后
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