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1、3.逆變產生的條件逆變的概念單相全波電路的整流單相全波電路的逆變逆變產生的條件從上述分析中,可以歸納出產生逆變的條件:⑴外部條件:變流器直流側應有直流電動勢,其極性和晶閘管導通方向一致,其值大于變流器直流平均電壓。⑵內部條件:控制角使變流器輸出電壓Ud<0。半控橋或有續(xù)流二極管的電路,因其整流電壓ud不能出現負值,也不允許直流側出現負極性的電動勢,故不能實現有源逆變。欲實現有源逆變只能采用全控電路。3.6.3逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗(逆變顛覆)變流器為逆變工作狀態(tài)時,若發(fā)生換相失控,就會導致外接電動勢通過
2、晶閘管形成短路,或者發(fā)生輸出平均電壓和外接電動勢順向串聯形成短路,這種情況稱為逆變失敗或稱為逆變顛覆。(1)觸發(fā)電路工作不可靠,不能適時、準確地給各晶閘管分配脈沖,如脈沖丟失、脈沖延時等,致使晶閘管不能正常換相。(2)晶閘管發(fā)生故障,該斷時不斷,或該通時不通。(3)交流電源缺相或突然消失。(4)換相的裕量角不足,引起換相失敗。逆變失敗的原因3.8晶閘管相控觸發(fā)電路3.8.1對相控觸發(fā)電路的基本要求3.8.2控制角a的移相控制方法3.8.3相控觸發(fā)電路的同步方式及輸出3.8.4單結晶體管移相觸發(fā)電路3.8.5垂直移相
3、相控觸發(fā)電路舉例晶閘管相控觸發(fā)電路晶閘管門極驅動電路也稱為觸發(fā)電路;晶閘管通常采用相位控制方式。一般晶閘管變流電路的控制框圖晶閘管相控觸發(fā)電路控制電路:綜合系統(tǒng)信息進行處理,產生和負載所需電壓相適應的相位控制信號。同步電路:獲得與交流源同步的正弦交流信號,確定各元件自然換相點和移相范圍。驅動電路:移相脈沖信號進行整形處理,產生所需的觸發(fā)脈沖信號。移相控制電路:由相位控制信號和同步信號結合,產生移相脈沖信號。同時有隔離電路:通常采用脈沖變壓器,光電耦合器和光導纖維。3.8.1對相控觸發(fā)電路的基本要求一.晶閘管的門極伏
4、安特性晶閘管門極伏安特性圖(a)為門極伏安特性區(qū)域,0D為低阻特性,0G為高阻特性。圖(b)為圖(a)中0ABC0的放大圖形。0HIJ0區(qū)域為不觸發(fā)區(qū):當晶閘管門極施加的觸發(fā)電壓,電流在該范圍內時,任何合格的晶閘管元件都不會被觸發(fā),從而確定了晶閘管的抗干擾性能。ABCJIHA區(qū)域為不可靠觸發(fā)區(qū):當晶閘管門極施加的觸發(fā)電壓,電流在該區(qū)域時,有的晶閘管可以觸發(fā)開通,有的則不能觸發(fā)開通。因此,觸發(fā)電路產生的觸發(fā)信號也不應該落在該區(qū)域中。對相控觸發(fā)電路的基本要求晶閘管門極伏安特性ADEFGCBA區(qū)域為可靠觸發(fā)區(qū):當晶閘管門
5、極施加的觸發(fā)電壓,電流在該范圍時,所有合格元件均能可靠觸發(fā)開通,則可以保證合格元件的通用性。二.對相控觸發(fā)電路的基本要求(1)觸發(fā)電路的觸發(fā)信號必須在晶閘管門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)。同時要求脈沖功率不超過允許瞬時最大功率限制線和平均功率限制線。(2)觸發(fā)脈沖應具有一定的寬度和幅度,觸發(fā)脈沖消失前,陽極電流應能上升至擎住電流,保證晶閘管可靠開通。(3)觸發(fā)脈沖應滿足晶閘管電路的工作要求。常見的觸發(fā)脈沖電壓波形晶閘管相控觸發(fā)電路對于并聯晶閘管的大電流變流裝置及串聯晶閘管的高電壓裝置,應采用強觸發(fā)脈沖。正弦波尖脈沖方波強
6、觸發(fā)脈沖脈沖列對相控觸發(fā)電路的基本要求采用強觸發(fā)脈沖的目的是:縮小晶閘管管間開通時間的差異,有利于動態(tài)均流和均壓。(4)觸發(fā)脈沖與主電路電源電壓必須同步,并保持與工作狀態(tài)相適應的相位關系。(5)觸發(fā)電路應保證變流電路各元件觸發(fā)脈沖的對稱性。(6)相控觸發(fā)電路應采有良好的抗干擾性能和溫度穩(wěn)定性以及主電路的電氣隔離。采取電磁兼容技術措施和冷卻措施。一般晶閘管變流電路的控制框圖晶閘管相控觸發(fā)電路中,實現觸發(fā)脈沖隨控制信號變化作相位移動的控制為移相控制。移相控制方法一般分為延時移相控制和垂直移相控制。3.8.2控制角a的移
7、相控制方法3.8.2控制角a的移相控制方法一.延時移相控制方法延時移相控制方法由同步環(huán)節(jié)提供自然換相點,再由自然換相點開始計時,以控制角對應的延時時間確定觸發(fā)脈沖產生的時刻。RC積分電路延時原理可以用于延時移向控制??刂平莂的移相控制方法二.垂直移相控制方法垂直移相控制電路控制角a的移相控制方法二.垂直移相控制方法垂直移相控制電路根據usy周期信號的性質不同,分為線性垂直移相方法和余弦交點移相方法3.8.3相控觸發(fā)電路的同步方式及輸出一.同步方式(同步環(huán)節(jié))同步信號:與電網電壓嚴格同步的基準信號。阻容移相濾波電路及
8、電壓相位關系主電路電源電壓經同步變壓器降壓,再經阻容移相,便可獲得符合要求的同步信號。盡管利用同步變壓器可以獲得適宜相位的電壓信號,為了濾除電網電壓中有影響的干擾信號,提供抗干擾性能,同步變壓器輸出端通常設有如圖所示的阻容滯后移相濾波電路。同步方式的分類單相同步利用各晶閘管自然換相點間有固定的相位關系特點,用一個元件的同步電路準確提供各元件的自然換相點。按相