串聯(lián)逆變電路概述

前言

概述

第1章整流電路的電參量關(guān)系

1.1本章規(guī)定符號

1.2整流器空載電壓

1.3整流變壓器

第2章全橋無源單相串聯(lián)逆變電路

2.1全橋無源單相串聯(lián)逆變電路結(jié)構(gòu)

2.2單相全橋串聯(lián)逆變電路基本工作原理

第3章逆變電路基本電參量的計算

3.1諧振頻率、工作頻率、截止角

3.2槽路電流、電容電壓、LH電壓

第4章串聯(lián)逆變電源的主要器件和保護

4.1整流器的主要器件和保護

4.2脈動直流濾波電路

4.3逆變橋的主要器件和保護

第5章基本控制電路

5.1簡易自激觸發(fā)電路

5.2簡易開環(huán)控制電路

第6章閉環(huán)控制電路

6.1自激數(shù)字觸發(fā)器

6.2PID調(diào)節(jié)電路

第7章整流系統(tǒng)的閉環(huán)控制

7.1恒壓源對整流閉環(huán)控制的要求

7.2整流閉環(huán)控制系統(tǒng)

第8章半橋逆變主電路電參量計算

8.1半橋主電路基本結(jié)構(gòu)和特點

8.2fo、fK、δ的物理概念和李澍信相頻公式

8.3槽路電流ia、LH電壓VLH、C1和C2中頻電壓有效值VC

8.4能量效率分析

8.5效率η分析

8.6槽路硬件參數(shù)

8.7感應(yīng)器的終端參數(shù)校核

8.8關(guān)于負(fù)載適應(yīng)性分析

8.9晶閘管電流型與電壓型中頻電源比較

8.10真空爐中頻電源槽路設(shè)計

8.11有芯工頻爐用串聯(lián)型中頻電源

8.12200kW不銹鋼熔爐槽路計算（實例）

8.131300kW/500Hz槽路計算（實例）

第9章晶閘管半橋串聯(lián)逆變電源的調(diào)試

9.1調(diào)試目標(biāo)和基本方法

9.2系統(tǒng)保護調(diào)試重點

9.3調(diào)試常見問題

第10章自制器件和裝置

10.1差流感應(yīng)型漏爐（漏電）保護裝置

10.2電路檢測型漏爐（漏電）保護裝置

10.3軟磁鐵氧體中頻變壓器

10.4濾波電抗器和換流電感的制作工藝要求

參考文獻(xiàn)2100433B

介紹

由電流型直流電源供電的自換流式逆變電路。它由普通晶閘管組成，向非容性負(fù)載供電，具有電流型逆變電路的一般特性。它與負(fù)載換流式電流型逆變電路（見串聯(lián)逆變電路）的區(qū)別在于:①多使用于電動機負(fù)載,故為三相結(jié)構(gòu)。②必須設(shè)置專門的換流電路?！〗Y(jié)構(gòu)特點 　自換流式電流型三相逆變電路的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。與電壓型三相逆變電路（見自換流式電壓型逆變電路）相比，圖1所示電路具有以下特點：首先是直流端采用可控整流器和直流輸出端串聯(lián)大電抗器Ld,這樣便構(gòu)成電流源供電。為此,來自負(fù)載端的無功功率可由Ld吸收，即逆變側(cè)的電壓無功分量由Ld承擔(dān)，因此逆變橋各導(dǎo)電臂便無需再反并聯(lián)二極管。這不僅簡化了主電路，也使直流側(cè)電壓極性反向成為可能，即當(dāng)負(fù)載為吸取能量時（在電機負(fù)載時，即處于電動機運行狀態(tài)），直流端工作于整流狀態(tài)，將三相電網(wǎng)的能量輸向負(fù)載；當(dāng)負(fù)載反饋能量時（即電機處于制動運行狀態(tài)時），直流端工作于有源逆變狀態(tài)，直流電壓反向。在直流電流id方向不變的條件下，負(fù)載端能量反饋回電網(wǎng)，實現(xiàn)功率雙向傳送。

圖1所示電路與電壓型三相逆變電路的其他差別還在于附加的換流電路的形式。

工作原理 　逆變橋各晶閘管T1～T6的門極脈沖如圖2a所示，其分布狀態(tài)是各脈沖依次互隔60°，其寬度為120°。因此任何時刻只有兩只元件導(dǎo)通,上下組各一只（為簡便T1、T3、T5稱為上組,T2、T4、T6稱為下組）。例如在0ωt6和T1導(dǎo)通，其他晶閘管阻斷,于是電流Id經(jīng)T1和T6流向負(fù)載，其等效電路如圖2b所示。由圖可見，此時電路中有

iΑ=Id　iB=-Id　iC=0

在60°ωt1和T2導(dǎo)通,等效電路如圖2c所示。電路中有

iΑ=Id　 　iB=0　iC=-Id

相電流iA及其基波iA1的波形如圖2d所示。根據(jù)圖2b和2c可計出電流iAB的數(shù)值（圖2e）。由圖可見輸出交變電流的重復(fù)頻率取決于門極脈沖電壓的重復(fù)頻率f=1/T,改變f值即可改變輸出頻率,實現(xiàn)逆變目的。

與電壓型三相逆變電路的區(qū)別 　圖2f畫出各時區(qū)中導(dǎo)通元件的時序。該時序表明：①每一元件導(dǎo)通120°。②每隔60°電路中導(dǎo)通元件的號碼產(chǎn)生一次更迭。③導(dǎo)通元件的更迭是在上（下）組的相鄰導(dǎo)電臂中進行。如ωt=60°時，有T6向T2換流；在ωt=120°時，有T1向T3換流等等。這種換流順序顯然有別于電壓型三相逆變電路。這是由于后者元件的導(dǎo)通角度為180°,因而換流是在每相上下臂中進行。電流型三相逆變電路的這種換流順序與三相橋式可控整流電路相同（見相控整流電路），這是由于兩種電路中元件的導(dǎo)通期均為120°。不同之處是,整流電路具有交流電源,可利用電網(wǎng)電壓作為換流電壓；電流型逆變電路工作于直流電源,非容性負(fù)載,因此只能在電路中設(shè)立獨立的換流電路,如圖1中虛線框內(nèi)的電容Ck即用于換流，稱換流電容。由于換流次序的不同，使電流型逆變電路的換流電路在結(jié)構(gòu)上與電壓型逆變電路不同（見自換流式電壓型逆變電路），但換流電路的功能卻是相同的：關(guān)斷退出導(dǎo)通的元件;將電流轉(zhuǎn)移到進入導(dǎo)通的元件中;為下一次換流做好準(zhǔn)備。

圖 1虛線所示的附加換流電路是電流型逆變電路常用的一種。換流電容Ck被充電，當(dāng)換流時作為負(fù)壓加到退出導(dǎo)通元件。例如當(dāng)T1導(dǎo)通時，uCk1>0(按圖示正方向)；當(dāng)T3導(dǎo)通時,uCk1即作為負(fù)壓加到T1上，實現(xiàn)T1向T3換流，并關(guān)斷T1,其他類推。電路中隔離二極管D1～D6是為了避免換流電容Ck中的電荷向負(fù)載泄放。

電流型逆變電路的局限性是換流時間取決于換流電容Ck和負(fù)載電感，換流時會產(chǎn)生瞬時過電壓。適當(dāng)增大Ck可抑制這種過電壓，但要增加換流時間。為避免換流時間占有過大比例，電流型逆變電路工作頻率范圍較低。

參考書目

馮信康、楊興瑤編譯：《電力傳動控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用》，水利電力出版社，北京，1985。