有源逆变概念及工作原理VIP专享

有源逆变 一、单相有源逆变电路 逆变电路的分类 整流是把交流电变换成直流电供给负载，那么，能不能反过来，利用相控整流电路把直流电变为交流电呢？完全可以。我们把这种整流的逆过程称为逆变。在许多场合，同一套晶闸管或其它可控电力电子变流电路既可作逆变，这种装置称为变流装置或变流器。根据逆变输出交流电能去向的不同，所有逆变电路又分为有源逆变和无源逆变两种。前者以电网为负载，即逆变输出的交流电能回送到电网，后者则以用电器为负载，如交流电机、电炉等。 变流器的两种工作状态 用单相桥式可控整流电路能替代发电机给直流电动机供电，为使电流连续而平稳，在回路中串接大电感 Ld称为平波电抗器。这样，一个由单相桥式可控整流电路供电的晶闸管－直流电动机系统就形成了。在正常情况下，它有两种工作状态，其电压电流波形分别示于图 3－1、图 3－2中。 1.变流器工作于整流状态（0    /2） 在图 3－1中，设变流器工作于整流状态。由单相全控整流电路的分析可知，大电感负载在整流状态时 Ud＝0.9U2cos，控制角的移相范围为 0～90  ，Ud为正值，P点电位高于 N点电位，并且 Ud应大于电动机的反电势 E，才能使变流器输出电能供给电动机作电机运行。此时，电能由交流电网流向直流电源（即直流电动机 M的反电势 E）。 图3－1 2.变流器工作与逆变状态（ /2    ） 在图3－2中，设电机M作发电机运行（再生制动），但由于晶闸管元件的单向导电性，回路内电流不能反向，欲改变电能的传送方向，只有改变电机输出电压的极性。在图3－2中，反电势 E的极性已反了过来，为了实现电动机的再生制动运行，整流电路必须吸收电能反馈回电网，也就是说，整流电路直流侧电压平均值 Ud也必须反过来，即 Ud为负值，P点电位低于N点电位且电机电势 E应大于Ud。此时电路内电能的流向与整流时相反，电动机输出电功率，为发电机工作状态，电位则作为负载吸收电功率，实现了有源逆变。为了防止过电流，应满足 E约等于Ud，在恒定励磁下，E取决于电动机的转速，而 Ud则由调节控制角 来实现。 图3－2 实现有源逆变的条件 由上述有源逆变工作状态的原理分析可知，实现有源逆变必需同时满足两个基本条件：其一，外部条件，要有一个能提供逆变能量的直流电源。其二，内部条件，变流器在控制角 /2的范围内工作，使变流器输出的平均电压Ud的极性与整流状态时相反，大小应和直流电势配合，完成反...