有源逆变概念及工作原理

为分析和计算方便起见，电路进入逆变状态时，通常用逆变角?表示。规定?角计算的起始点为控制角?＝?处，计算方法为自?＝?（?＝0）的起始点向左方计算，因此控制角和逆变角的关系是?＋?＝?，或?＝?－?。

三相桥式全控有源逆变电路 1.逆变电路波形分析

图3－5(a)为三相有源逆变电路。根据以前的分析，在区间0? ? ? ? /2，电路工作于整流状态；?＝?/2时，Ud＝0；在? /2? ? ? ? 时，电路工作于有源逆变状态。图3－5(b～d)表示?＝?5/6时的典型工作情况下电路中各点的波形。

图3－5

2.逆变电路电量计算

考虑变压器漏抗时，逆变器输出电压为

在三相逆变电路中，其它的电量，如电流平均值、晶闸管电流的平均值和有效值、变压器的容量计算等，均可按照整流电流的计算原则进行。

三、逆变失败的原因

逆变失败的定义

逆变运行时，一旦发生换相失败，使整流电路由逆变工作状态进入整流工作状态，Ud又重新变成正值，使输出平均电压和直流电势变成顺向串联，外接的直流电源通过晶闸管电路形成短路，这种情况称为逆变失败，或称为逆变颠覆，这是一种事故状态，应当避免。

逆变失败的原因

造成逆变失败的原因很多，大致可归纳为四类，今以三相半波逆变电路为例，加以说明。

1.触发电路工作不可靠

触发电路不能适时地，准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失，脉冲延迟等，致使晶闸管工作失常。如图3－6所示，当a相晶闸管T1导通到?t1时刻，正常情况时ug2触发T2管，电流换到b相，如果在?t1时刻，触发脉冲ug2遗漏，T1管不受反压而关不断，a相晶闸管T1将继续导通到正半周，使电源瞬时电压与直流电势顺向串联，形成短路。

图3-6

图3－7表明脉冲延迟的情况，ug2延迟到?t2时刻才出现，此时a相电压ua已大于b相电压ub，晶闸管T2承受反向电压，不能被触发导通，晶闸管T1也不能关断，相当于ug2遗漏，形成短路。

图3-7

2.晶闸管发生故障

在应该阻断期间，元件失去阻断能力；或在应该导通时刻，元件不能导通，如图3－8所示。在?t1时刻之前，由于T3承受的正向电压等于E和uc之和，特别是当逆变角较小时，这一正向电压较高，若T3的断态重复峰值电压裕量不足，则到达?t1时刻，本该由T1换相到T2，但此时T3已导通，T2因承受反压而无法导通，造成逆变失败。

图3-8

3.换相的裕量角不足

存在重叠角或给逆变工作带来不利的后果，如以T1和T2的换相过程来分析，当逆变电路工作在? ? ?时，经过换相过程后，b相电压ub仍高于a相电压ua，所以换相结束时，能使T1承受反压而关断。如果换相的裕量角不足，即当? ? ?时，从图3－9的波形中可以看出，当换相尚未结束时，电路的工作状态到达P点之后，a相电压ua将高于b相电压ub，晶闸管T2则将承受反向电压而重新关断，而应该关断的T1却还承受正电压而继续导通，且a相电压随着时间的推迟愈来愈高，致使逆变失败。

图3-9

4.交流电源发生异常现象

在逆变运行时，可能出现交流电源突然断电，缺相或电压过低等现象。如果在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电势E的存在，晶闸管仍可触发导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电势极性相反的交流电压，因此直流电势将经过晶闸管电路而被短路。

最小逆变角的确定

由上可见，为了保证逆变电路的正常工作，必须选用可靠的触发器，正确选择晶闸管的参数，并且采取必要的措施，减少电路中du/dt和di/dt的影响，以免发生误导通。为了防止意外事故，与整流电路一样，电路中一般应装有快速熔