什么是逆变,逆变电路,有源逆变电路

文章摘要：什么是逆变逆变（invertion）——把直流电转变成交流电，整流的逆过程。如电力机车下坡行驶，机车的位能转变为电能，反送到交流电网中去。逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路有源逆变电路——交流侧和电网连结。如直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等。对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于有源逆变，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路。无源逆变——变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载。图2-33 直流发电机—电动机之间电能的流转a） 两电动势同极性EG >EM b）两电动势同极性EM >EG c）

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什么是逆变

逆变（invertion）——把直流电转变成交流电，整流的逆过程。如电力机车下坡行驶，机车的位能转变为电能，反送到交流电网中去。
逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路
有源逆变电路——交流侧和电网连结。如直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等。对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于有源逆变，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路。
无源逆变——变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载。

图2-33 直流发电机—电动机之间电能的流转

a） 两电动势同极性EG >EM b）两电动势同极性EM >EG c）两电动势反极性，形成短路

图2-34 单相全波电路的整流和逆变
 a、直流发电机—电动机系统电能的流转
图2-33a M电动，EG>EM，电流Id从G流向M，M吸收电功率；图2-33b 回馈制动状态，M作发电运转，此时，EM>EG，电流反向，从M流向G，故M输出电功率，G则吸收电功率，M轴上输入的机械能转变为电能反送给G；图2-33c 两电动势顺向串联，向电阻R 供电，G和M均输出功率，由于R 一般都很小，实际上形成短路，在工作中必须严防这类事故发生。
b、逆变产生的条件
用单相全波电路代替上述发电机，如图2-34a，M电动运行，全波电路工作在整流状态，a 在0~ /2间，Ud为正值，并且Ud >EM，才能输出Id，交流电网输出电功率，电动机则输入电功率。图2-34b表示在回馈制动时，由于晶闸管的单向导电性，Id方向不变，欲改变电能的输送方向，只能改变EM极性。为了防止两电动势顺向串联，Ud极性也必须反过来，即Ud应为负值，且|EM| > |Ud |，才能把电能从直流侧送到交流侧，实现逆变。
电能的流向与整流时相反，M输出电功率，电网吸收电功率。Ud可通过改变a 来进行调节，逆变状态时Ud为负值，逆变时a在π /2~π 间。由此而可知产生逆变的条件是：
 有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压；
 晶闸管的控制角a >π/2，使Ud为负值。
半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能实现有源逆变。欲实现有源逆变，只能采用全控电路。

图2-35 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压

更详细：

（2）三相桥整流电路的有源逆变工作状态
逆变和整流的区别：控制角α不同
      0<α<π/2时，电路工作在整流状态
     π/2< a < π时，电路工作在逆变状态
可沿用整流的办法来处理逆变时有关波形与参数计算等各项问题，把a >π /2时的控制角用β表示， β称为逆变角，而逆变角β和控制角a的计量方向相反，其大小自β =0的起始点向左方计量。三相桥式电路工作于有源逆变状态时的波形如图2-35所示。
有源逆变状态时各电量的计算：
Ud= -2.34U2cosα =-1.35U2Lcosα （2-39）
每个晶闸管导通2π /3，故流过晶闸管的电流有效值为（忽略直流电流id的脉动）
IT  =0.577Id （2-40）
从交流电源送到直流侧负载的有功功率为
Pd=R Id2+EMId （2-41）
逆变工作时，由于EM为负值，故Pd一般为负值，表示功率由直流电源输送到交流电源。

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