有源逆变的工作原理及实现的条件

1．有源逆变的工作原理

图1a)中设电机运行在电动机状态，反电势E上（＋）下（－）。此时晶闸管变流电路必须工作在整流状态，使输出直流平均电压U_d＞0，亦上（＋）下（－），克服反电势E的作用，输出直流平均电流I_d供给电枢绕组。此时晶闸管控制角α＝0～π／2，且调节α使U_d＞E。此时I_d=(U_d-E)/R_d，一般R_d很小，为限制I_d不过大，必须控制U_d≈E。此时，电能由交流电网通过变流电路流向直流电动机侧。从波形图上看，整流状态下晶闸管大部时间工作在交流电压u₂＞0的范围。当u₂＜0后，由于电抗器的自感电势作用，晶闸管仍是承受正向阳极电压而导通。

图1b)中设电机运行在发电制动状态，反电势E极性反向。由于晶闸管元件的单向导电性，决定了电路内电流流向不能倒转，若要改变电能的传递方向，只能改变电压的极性。在反电势极性变反的情况下，变流电路直流平均电压U_d的极性也必须反过来。即U_d应上(－)下(＋)，否则反电势E将与U_d顺串短路。为了使电流能从直流侧送至交流侧，必须E＞U_d，此时I_d =( E - U_d)/R_d，为了防止过电流，同样要E≈U_d。这时，能从直流电机侧通过变流电路流向交流电网，实现了直流电能转换成交流电能的逆变。

ａ）整流                                    ｂ）逆变

图1  单相桥式全控电路

2．逆变产生的条件

以下两个条件必须同时具备才能实现有源逆变

（1）有一个能使电能倒流的直流电势，电势的极性和晶闸管元件的单向导电方向一致，电势的大小稍大于变流电路直流平均电压；

（2）变流电路直流侧应能产生负值的直流平均电压。