1.有源逆變的工作原理
圖1a)中設(shè)電機運行在電動機狀態(tài),反電勢e上(+)下(-)。此時晶閘管變流電路必須工作在整流狀態(tài),使輸出直流平均電壓ud>0,亦上(+)下(-),克服反電勢e的作用,輸出直流平均電流id供給電樞繞組。此時晶閘管控制角α=0~π/2,且調(diào)節(jié)α使ud>e。此時id=(ud-e)/rd,一般rd很小,為限制id不過大,必須控制ud≈e。此時,電能由交流電網(wǎng)通過變流電路流向直流電動機側(cè)。從波形圖上看,整流狀態(tài)下晶閘管大部時間工作在交流電壓u2>0的范圍。當u2<0后,由于電抗器的自感電勢作用,晶閘管仍是承受正向陽極電壓而導(dǎo)通。
圖1b)中設(shè)電機運行在發(fā)電制動狀態(tài),反電勢e極性反向。由于晶閘管元件的單向?qū)щ娦?,決定了電路內(nèi)電流流向不能倒轉(zhuǎn),若要改變電能的傳遞方向,只能改變電壓的極性。在反電勢極性變反的情況下,變流電路直流平均電壓ud的極性也必須反過來。即ud應(yīng)上(-)下(+),否則反電勢e將與ud順串短路。為了使電流能從直流側(cè)送至交流側(cè),必須e>ud,此時id =( e - ud)/rd,為了防止過電流,同樣要e≈ud。這時,能從直流電機側(cè)通過變流電路流向交流電網(wǎng),實現(xiàn)了直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的逆變。
a)整流 b)逆變
圖1 單相橋式全控電路
2.逆變產(chǎn)生的條件
以下兩個條件必須同時具備才能實現(xiàn)有源逆變
(1)有一個能使電能倒流的直流電勢,電勢的極性和晶閘管元件的單向?qū)щ姺较蛞恢?,電勢的大小稍大于變流電路直流平均電壓?br>
(2)變流電路直流側(cè)應(yīng)能產(chǎn)生負值的直流平均電壓。