【正文】 T 6 240 176。 T 3 、 T 4 、 T 5 180 176。 T 2 、 T 3 、 T 4 120 176。 T 1 、 T 2 、 T 3 60 176。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 323 電壓型三相橋式逆變器 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 表 32 全控型器件的導(dǎo)通情況 導(dǎo)通區(qū)間 導(dǎo)通晶閘管 0 176。 三相對應(yīng)開關(guān)器件產(chǎn)生導(dǎo)通角互差120176。 ， 各觸發(fā)信號依次相差 60176。 導(dǎo)電型 ， 全控型器件的導(dǎo)通情況列于表32。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2． 電壓型三相橋式逆變電路 電壓型三相橋式逆變電路如圖 323所示 ， V1～ V6為全控型器件 ， VD1～ VD6為續(xù)流二極管 ， Za、 Zb、 Zc是三相平衡負(fù)載 。 三相對應(yīng)開關(guān)器件產(chǎn)生導(dǎo)通角互差 120176。 ， 各觸發(fā)信號依次相差 60176。 導(dǎo)電型 ， 全控型器件的導(dǎo)通情況列于表 32。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 322 電壓型單相全橋逆變電路 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2． 電壓型三相橋式逆變電路 電壓型三相橋式逆變電路如圖 323所示 ， V1～ V6為全控型器件 ， VD1～ VD6為續(xù)流二極管 ， Za、 Zb、 Zc是三相平衡負(fù)載 。 如果要提高負(fù)載端的電壓幅值 ， 可采用全橋逆變電路 。 其缺點(diǎn)是輸出交流電壓的幅值僅為直流電源的一半 ， 且直流側(cè)需要兩個電容器串聯(lián) 。 當(dāng) V1或 V2導(dǎo)通時 ， 負(fù)載電流與電壓同方向 ， 直流側(cè)向負(fù)載提供能量； 而當(dāng) VD1或 VD2導(dǎo)通時 ， 負(fù)載電流方向與電壓方向相反 ， 負(fù)載中儲存的能量反饋給直流側(cè) ， 反饋的能量暫時儲存在直流側(cè)電容中 ， 此時直流側(cè)電容起著緩沖無功能量的作用 。 在 t5時刻 ， io降為零 ， VD1截止 ， V1導(dǎo)通 ， 負(fù)載端電壓 uo=Ud/2。 在 t3時刻 ， io降為零 ， VD2截止 ， V2導(dǎo)通 ， 負(fù)載端電壓 uo=Ud/2。 假設(shè) t2時刻以前 ， V1導(dǎo)通 、 V2截止 ， 則負(fù)載端電壓uo=Ud/2。 負(fù)載接在兩個電容的連接點(diǎn)和兩個橋臂的連接點(diǎn)之間 ， 負(fù)載為感性負(fù)載 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 電壓型逆變電路 1． 電壓型單相半橋逆變電路 電壓型單相半橋逆變電路如圖 321(a)所示 ， 直流側(cè)接有互相串聯(lián)的兩個大電容 C1和 C2， 滿足 C1=C2， 主要起緩沖無功能量的作用 。 如果采用全控開關(guān)元件 ， 則可省去換流電路 ， 從而使電路簡化 、 裝置的體積減小 、 重量減輕 。 強(qiáng)迫換流的原理及波形如圖 3－ 20(a)、 (b)所示 。 3） 利用專門的換流電路使晶閘管在任何需要的時刻關(guān)斷 ， 稱為強(qiáng)迫換流 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2） 在直流供電的負(fù)載回路中 ， 利用電阻 、 電感和電容形成的振蕩特性 ， 使負(fù)載電流超前于電壓的時間 t0大于晶閘管的關(guān)斷時間tq， 便能保證晶閘管可靠地關(guān)斷 。 管子所加反向電壓的時間必須大于管子的關(guān)斷時間 ， 才能保證換流的正常實(shí)現(xiàn) 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 319 交 直 交變頻器 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2． 換流方式 在變頻器中 ， 按需要時刻將導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷 ， 使電流換到另一個需要導(dǎo)通的晶閘管去 ， 我們稱之為 “ 換流 ” 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 318 交 交變頻器 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2） 交 直 如圖 319(a)所示 ， 交 直 交變頻器由整流器和逆變器組成 ，可使兩對晶閘管 VT VT4和 VT VT3輪流切換導(dǎo)通 ， 從而在負(fù)載上得到交變的輸出電壓 uo， 其波形如圖 319(b)所示 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 無源逆變 1． 分類 1） 交 如圖 318(a)所示 ， 交 交變頻器由正 、 反兩組反并聯(lián)的變流器組成 ， 可使兩組變流裝置輪流導(dǎo)通 ， 從而在負(fù)載上獲得交變的輸出電壓 uo， 其波形如圖 318(b)所示 。 00nnns ??第 3章 逆變電路及應(yīng)用 這一直流電源 Ud作為逆變電路的附加反電動勢 ， 通過晶閘管逆變電路逆變成交流電 ， 再經(jīng)逆變變壓器 TI反送給電網(wǎng) 。 電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路接整流電路 。 考慮到變流器的容量不宜太大 ， 故其調(diào)速范圍一般不大于 2～ 3， 特別適合于大容量的電動機(jī)調(diào)速 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2． 繞線式異步電動機(jī)的串級調(diào)速 串級調(diào)速是將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生的電勢整流成直流 ， 然后再用三相有源逆變電路逆變?yōu)榻涣麟姺邓碗娋W(wǎng) ， 通過控制有源逆變的工作來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 ， 從而達(dá)到調(diào)速的目的 。 ， E＜ UdⅠ ； 第四象限：反轉(zhuǎn) ， 發(fā)電機(jī)運(yùn)行 ， Ⅰ 組工作在逆變狀態(tài) ， βⅠ ＜ 90176。 ， E＜ UdⅠ ； 第二象限：正轉(zhuǎn) ， 發(fā)電機(jī)運(yùn)行 ， Ⅱ 組工作在逆變狀態(tài) ， βⅡ ＜ 90176。 同理 ， 電動機(jī)從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)是由第三象限到第四象限再到第一象限 。 （ βⅡ ＞90176。 當(dāng) id下降到零時 ， 將 Ⅰ 組晶閘管封鎖 ， 改變 Ⅱ 組控制角 βⅡ ， 使 UdⅡ＜ E， Ⅱ 組橋晶閘管進(jìn)入有源逆變狀態(tài) ， 工作在第二象限 ， 電動機(jī)保持運(yùn)行在發(fā)電制動狀態(tài) ， 將系統(tǒng)的慣性能量逆變反送電網(wǎng) ， 電動機(jī)依舊正轉(zhuǎn) ， 此時逆變發(fā)生在另一組橋路 ， 因此被稱為“ 他橋逆變 ” 。 )。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 316 反并聯(lián)可逆電路四象限運(yùn)行 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 改變觸發(fā)裝置的控制電壓 ， 將 Ⅰ 組橋觸發(fā)脈沖后移到 α1 ＞90176。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 315 三相橋式反并聯(lián)可逆電路 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 設(shè)電機(jī)開始運(yùn)行于第一象限 ， 此時 Ⅰ 組工作在整流狀態(tài) ， 電機(jī)電動運(yùn)行 ， 轉(zhuǎn)速為正 ， 電機(jī)從 Ⅰ 組橋獲得能量 。 其中電機(jī)正轉(zhuǎn)時由 Ⅰ 組橋供電 ， 反轉(zhuǎn)時由 Ⅱ 組橋供電 ， 且一組工作時 ， 另外一組被封鎖 ， 這樣做的好處是可以抑制環(huán)流的產(chǎn)生 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 電動機(jī)電樞電壓極性可變的可逆拖動系統(tǒng)電路如圖 315所示 。 由于前者勵磁回路慣性大 ， 過渡過程時間長且控制較復(fù)雜 ， 一般用于大容量 、 快速性要求不高的可逆系統(tǒng)中；后者快速性好 、 控制較簡單 ， 但需要設(shè)備容量大一些 ， 適用于中小容量和要求快速性高的可逆系統(tǒng)中 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 1. 很 多生產(chǎn)機(jī)械 （ 例如起重提升設(shè)備 、 電梯 、 龍門刨等 ） 均要求電機(jī)能正反轉(zhuǎn) ， 因而直流可逆拖動系統(tǒng)要求變流器能給電機(jī)提供四象限工作方式的電源 ， 即要求直流側(cè)能輸出具有兩種極性的連續(xù)可調(diào)的電壓 。 αmin 、 βmin的確定既要滿足變流器工作的可靠性 ， 又要滿足變流裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 。m i n ????（ 33) 為了可靠防止 β 進(jìn)入 β min區(qū)內(nèi) ， 在要求較高的場合下 ， 可在觸發(fā)電路中加一套保護(hù)線路 ， 使 β 減小時移不到 β min區(qū)內(nèi) ， 或者在 β min處設(shè)置產(chǎn)生附加安全脈沖的裝置 ， 此脈沖不移動 ， 萬一當(dāng)工作脈沖移入 β min區(qū)內(nèi)時 ， 則安全脈沖保證在 β min處觸發(fā)晶閘管 ， 防止逆變失敗 。 。 ， 偏后的脈沖就可能進(jìn)入 βmin范圍內(nèi) 。 （ 3） 安全裕量角 θ′是十分必要的 ， 變流電路工作在逆變狀態(tài)時 ， 由于種種原因會影響逆變角 。 ～ 20176。 左右 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 （ 1） 考慮晶閘管關(guān)斷時間 tq， 主要是為了保證本該關(guān)斷的管子完全恢復(fù)阻斷 。 γ ——換相重疊角 。 在逆變技術(shù)的使用中 ， 一般規(guī)定最小逆變角 β min滿足下列式子： 39。 假設(shè) β＜ γ， 如圖 314右半部分 ， 在 ωt4時刻 ，VT2和 VT3換相過程結(jié)束 ， 此時 b相電壓高于 c相電壓 ， VT3因承受反向電壓而截止 ， 本該截止的 VT2承受正向電壓而繼續(xù)導(dǎo)通 ， 換相不能正常進(jìn)行 ， 出現(xiàn) ub0， 結(jié)果造成逆變失敗 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 4） 在可控整流電路中 ， 我們提到由于變壓器漏抗的存在 ， 晶閘管換相時出現(xiàn)換相重疊角 。 如圖 313所示 ， a相晶閘管 VT1的耐壓值選得過低 ， 在 ωt3時刻之前 ，VT2正常導(dǎo)通 ， 到了 ωt3時刻 ， VT1耐壓值過低而造成誤導(dǎo)通 ，VT1的導(dǎo)通使得 VT2陽極承受反向電壓而截止 ， 負(fù)載端電壓由 b相電壓換成 a相電壓 ， 此時 ua0， 結(jié)果造成逆變失敗 。 如圖 3－ 12（ b） 所示 ， VT2管子所加脈沖時刻延遲到 ωt2時刻 ， 此時a相電壓 ua大于 b相電壓 ub， 使得晶閘管 VT2陽極承受反向電壓而不能導(dǎo)通 ， 導(dǎo)通的晶閘管 VT1承受正向電壓繼續(xù)導(dǎo)通 ， 當(dāng)ua0時 ， 輸出電壓 ud與外接電源 E順向串聯(lián) ， 造成逆變失敗 。 在 ωt1時刻 ， 應(yīng)該給 VT2管子加脈沖 ug2， 但由于觸發(fā)電路的問題使 ug2丟失 ， 則 VT2管子不能導(dǎo)通 ， 外接直流電勢源 E使 VT1陽極承受正向電壓繼續(xù)導(dǎo)通 ， 直至 ua變正 ， 這時輸出電壓 ud與外接電源 E順向串聯(lián) ， 造成逆變失敗 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 311 三相半波逆變電路 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 1） 觸發(fā)電路工作不可靠 ① 脈沖丟失 （ 假設(shè) VT2的脈沖 ug2丟失 ） 。 正常情況下 ， 三相半波逆變電路輸出電壓波形如圖 311所示 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 逆變失敗與最小逆變角的限制 1． 逆變失敗的原因 以三相半波逆變電路為例 ， 取 β ＝ 30176。 ） 時 ， 電路工作于逆變狀態(tài) ， 輸出電壓 ud的波形負(fù)面積大于正面積 ， 晶閘管在阻斷狀態(tài)下主要承受正向電壓 。 當(dāng) α90176。 （ β90176。 晶閘管兩端電壓波形也是正 、 負(fù)面積對稱的波形 。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 圖 310 三相全控橋式變流電路整流與逆變狀態(tài)下的波形 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2) 當(dāng) α＝ β＝ 90176。 某一晶閘管兩端所能承受的電壓只與本組管子有關(guān)系 ， 同樣用三段來表示： 一段為本身導(dǎo)通段 ， 管壓降為零；另兩段為管子截止時的波形 ， 分別為該管子所在相和相鄰兩相之間的線電壓 。 圖 310列舉了幾種特殊 β 角度時 ， 輸出的電壓波形 ud及晶閘管 VT1兩端承受的電壓波形 uT1。 首先找出自然換相點(diǎn)和逆變角 β 的起始點(diǎn) ， 從 β 的起始點(diǎn)向左數(shù) β 角處就是該線電壓開始逆變時刻 ， 每個線電壓工作 60176。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 2． 數(shù)量關(guān)系 根據(jù)負(fù)載端電壓波形 ud及導(dǎo)通規(guī)律 ， 對波形進(jìn)行積分可得 : ? ?ttUU d ??????? ds i n626232?????? c o o 22 UU ???（ 32） 回路電流為 RUEI dd??式中 ， R為回路等效電阻 。 VT VT4 cau 60 176。 VT VT2 bcu 60 176。 第 3章 逆變電路及應(yīng)用 表 31 管子導(dǎo)通過程 導(dǎo)通晶閘管 直流側(cè)電壓du 導(dǎo)通角度 VT VT6 abu 60 176。 因?yàn)?6個管子輪流導(dǎo)通 ， 所串電抗器足夠大 ， 所以回路電流連續(xù) ， 波形近似為一條直線 ， 如圖 39（ d） 所示 。 接下來依次觸發(fā)管子 VT VT VT VT6， 在觸發(fā)這幾個管子時 ， 給前面導(dǎo)通的另一組管子加輔助脈沖 ， 得到的輸出電壓 ud依次取決于線電壓 ubc、 uba、 uca、 ucb。 當(dāng) VT1和 VT6導(dǎo)通 60176。 當(dāng) ωt=ωt1時 ， 給晶閘管VT1加觸發(fā)脈沖 ug1， 這時 VT1的陽極電壓高于 VT5管的陽極電壓 ， 使得 VT1陽極承受正向電壓而導(dǎo)通 ， VT5陽極承受反向電壓而截止 ， 同時給 VT6加一個輔助脈沖 ug6′， 保證 VT VT6同時導(dǎo)通 ，輸出電壓 ud取決于線電壓 uab。 ， 管子導(dǎo)通的順序?yàn)?VT1→VT 2→VT 3→VT 4→VT 5→V T6。 雙窄脈沖要求每隔 60176。 三相全控橋逆變電路工作與整流時一樣 ， 為保證同一時刻上下兩組不