注意： 逆变角β和控制角α的计量方向相反，其大小
自β =0的起始点向左方计量。
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➢ 实现有源逆变的条件： 1）外部条件：有直流电动势，其极性和晶闸管导通 方向一致，其绝对值大于变流器直流侧平均电压。 2）内部条件：晶闸管的控制角 > π /2，使Ud为 负值。 3）充分条件：要有足够大的电感，以保证有源逆变连 续进行。 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（最小为零），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。
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。既可工
作在整流状态又可工作在逆变状态，称为变流电路（converter）。
无源逆变电路——变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接
到普通负载，将在第七章介绍。
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直流发电机—电动机系统电能的流转
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a M电动运转，EG>EM，电流Id从G流向M，M吸收电功率，相当于反 电势负载。
图b 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，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。
VT VT VT 135
d1
T
iu
U
id L
n
V
-
W
M
+
VT 4 VT 6 VT 2 d2
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αu=g 0°
0
0 u2
0
1 13
62 2
β=0°
35
5
44 6
u2L 0 u2L 0
id
0 iT
0 i2 0
ωt
ωt
★ 三相桥式逆变电路 ωt 对脉 冲的要求：
1.必须是双窄脉冲 ωt 或宽 脉冲；
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2020/11/27
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第一节 有源逆变的工作原理
一、有源逆变的工作原理 逆变（invertion）——把直流电转变成交流电，为整流的逆过
程。 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，即电网为负载。
应用：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；
➢ Ud可通过改变来进行调节，逆变状态时Ud为负值， 在π /2~ π 间。
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1
VT1
L
u10 0
iVT1
u20VT2
2
iVT2
ud
id R
电能
+ M EM
-
ud u10
u20
u10
Ud>EM
O
wt
id
id=iVT1+iVT2
iVT1
iVT2
iVT1
Id
O
wt
a)
1
VT1
L
0
iVT1 ud
id R
2
VT2 iVT2
电能
M EM
+
ud
u10
u20
u10
O
id
id=iVT1+iVT2
iVT2
iVT1
iVT2
O
b)
wt Ud<EM
Id wt
图3-1 单相全波电路的整流和逆变
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由上图可知电路工作在逆变时的直流电压可由积分求得
公式与整流时一样，由于逆变运行时α>900，c o s α计算不方 便，所以引入逆变角β，令α=1800-β，故
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➢ 每个晶闸管导通2 π /3，故流过晶闸管的电流有效值为 （忽略直流电流id的脉动）
从交流电源送到直流侧负载的有功功率为: Pd= UdId= RId2+EMId
➢ 当逆变工作时，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。 在三相桥式电路中，变压器二次侧线电流的有效值为：
1
3
5
1 β=60°
0
0
u2
β=0°
0
★ 逆变电路的波形特点：
u2L
1.输出电压Ud波形主要
出现在负半周；
0
u2L
2.晶闸管两端电压UT波
形主要承受的是正向电
0
压，承受反向电压的时
id
间与β角相对应。
0
iT
注意：触发脉冲必须严
0
格按次序发出。
i2
0
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（二）三相全控桥有源逆变电路
Id
Ud Ld E
VT1的 VT1的
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三相半波有源逆变电路
结论：
⒈三相半波逆变电路，负载端的电压 基本上为 反向电压。
⒉三相半波逆变电路，晶闸管在阻断 时主要承受正向电压。
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ug α=0°
图c 注意： 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，在工作中属发生事故。
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电动机电动运行 电能由发电机
流向电动机
电动机回馈制动 电能由电动机
回流发电机
短路（应避免）
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
2. 触发脉冲必须严格按
次序发出。
ωt
ωt ωt
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图3.5 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时电的力电电子压应用波技形术莫正版主编3
➢有源逆变状态时各电量的计算： Ud= -2.34U2cos β = -1.35U2Lcos β 输出直流电流的平均值亦可用整流的公式， 即 Id=（Ud-EM)/R
➢ 图3.1b M回馈制动，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。 电能（注意不是电流）的流向与整流时相反,M输出电功率,电 网吸收电功率。
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➢两个电势源同极性相连接时， 电流的流向：高电势→低电势 电能的流向：是随着E或I方向的改变
而改变。
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使用单相双半波电路（单相全波）代替上述发电机G。 图3.1a M电动运行，全波电路工作在整流状态， 在0~π/2间，
Ud为正值，并且只有当Ud >EM，才能输出Id 。交流电网输出电 功率，电动机输入电功率。
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二、常用晶闸管有源逆变电路
（一）三相半波源逆变电路
下图为三相半波电动机负载电路，电动机电动势 E的极性符合有源逆变条件，当∣Ｅ∣>∣Ｕd∣且 β<900时，可实现有源逆变。变流器直流电压为
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ia
a
ib
b
ic
c
N