電力電子技術(shù)第九次課

ik=ib是逐漸增大的，而ia=Id-ik是逐漸減小的。當(dāng)ik增大到等于Idia=0，VT1,換流過(guò)程結(jié)束。2.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響，該漏感可用一個(gè)集中的電感LB表示?，F(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。VT1換相至VT2的過(guò)程：因a、b兩相均有漏感，故ia、ib均不能突變。于是VT1和VT2同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于將a、b兩相短路，在兩相組成的回路中產(chǎn)生環(huán)流ik。圖2-25

考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca1在換流期間:2換相重疊角——換相過(guò)程持續(xù)的時(shí)間，用電角度g表示。換相過(guò)程中，整流電壓ud為同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相電壓的平均值。換相壓降——與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，ud平均值降低的多少。3換相重疊角g的計(jì)算由上式得：g隨其它參數(shù)變化的規(guī)律：（1）

Id越大則g越大；（2）

XB越大g越大；（3）

當(dāng)a≤90

時(shí)，

越小g越大。4變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g

，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。晶閘管的di/dt

減小，有利于晶閘管的安全開(kāi)通。有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。5三)晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)機(jī)械特性

6直流電動(dòng)機(jī)方程

7直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性(n-T)表達(dá)式:

(以三相半波為例)

若平波電抗器足夠大，且電機(jī)負(fù)載電流較大，電流連續(xù),三相半波輸出平均電壓只取決于整流角α8整流電路接反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，對(duì)整流電路和電動(dòng)機(jī)的工作都很不利。

三相半波帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載且加平波電抗器時(shí)的電壓電流波形通常在電樞回路串聯(lián)一平波電抗器，保證整流電流在較大范圍內(nèi)連續(xù)udOidwtuaubucaudOiaibicicwtEUdidR9三相半波電流連續(xù)時(shí)以電流表示的電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性其機(jī)械特性是一組平行的直線，其斜率由于內(nèi)阻不一定相同而稍有差異。調(diào)節(jié)a

角，即可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。10當(dāng)電機(jī)工作在電感較小或者負(fù)載輕的情況下,電流要出現(xiàn)斷續(xù)的現(xiàn)象.電流斷續(xù)時(shí),整流電路的輸出不僅與整流角有關(guān),還與電機(jī)上的反電動(dòng)勢(shì)有關(guān).電流斷續(xù)時(shí),平均輸出電壓升高(在電流斷續(xù)期間,輸出電壓為反電勢(shì)E).11電流斷續(xù)時(shí)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的特點(diǎn)：圖2-50

電流斷續(xù)時(shí)電動(dòng)勢(shì)的特性曲線電流斷續(xù)時(shí)理想空載轉(zhuǎn)速抬高。(空載轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的是Id=0時(shí)的轉(zhuǎn)速,連續(xù)時(shí),E0‘=(1.17U2φCosα－?Ｕ),斷續(xù)時(shí)對(duì)應(yīng)

Id=0,E0要比連續(xù)時(shí)的大）機(jī)械特性變軟，即負(fù)載電流變化很小也可引起很大的轉(zhuǎn)速變化。隨著a

的增加，進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流值加大。斷續(xù)區(qū)特性的近似直線斷續(xù)區(qū)連續(xù)區(qū)EE0E0'OIdminId12當(dāng)負(fù)載減小或者電感較小時(shí)，電流不連續(xù)，此時(shí)其機(jī)械特性也就呈現(xiàn)出非線性。電動(dòng)機(jī)的實(shí)際空載反電動(dòng)勢(shì)都是。時(shí)為：。當(dāng)Id減小至某一定值Idmin以后，電流變?yōu)閿嗬m(xù)，這個(gè)是不存在的，真正的理想空載點(diǎn)遠(yuǎn)大于此值。電流斷續(xù)時(shí)電動(dòng)勢(shì)的特性曲線(α=60o}斷續(xù)區(qū)特性的近似直線斷續(xù)區(qū)連續(xù)區(qū)EE0E0'OIdminId(0.585U2)(U2)213隨著a

的增加，進(jìn)入斷續(xù)區(qū)的電流值加大。Oa3a2a1Id分界線斷續(xù)區(qū)連續(xù)區(qū)a5a4E0E考慮電流斷續(xù)時(shí)不同a時(shí)反電動(dòng)勢(shì)的特性曲線

1<

a2<a3<60

，a5>a4>60

141516172.4.1過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù)2.4.2過(guò)電流保護(hù)2.4.3容量擴(kuò)展2.4電力電子器件器件的保護(hù)和容量擴(kuò)展18外因過(guò)電壓：主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)操作過(guò)程等外因操作過(guò)電壓：由分閘、合閘等開(kāi)關(guān)操作引起雷擊過(guò)電壓：由雷擊引起內(nèi)因過(guò)電壓：主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程換相過(guò)電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管不能立刻恢復(fù)阻斷，因而有較大的反向電流流過(guò)，在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會(huì)由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓。關(guān)斷過(guò)電壓：全控型器件關(guān)斷時(shí)，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓。電力電子裝置可能的過(guò)電壓——外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓19

RC過(guò)電壓抑制電路聯(lián)結(jié)方式a)單相b)三相阻容吸收保護(hù)20壓敏電阻：正常時(shí)呈現(xiàn)高阻態(tài)只有100uA的漏電流；過(guò)電壓時(shí)引起電子雪崩呈低阻使電流迅速增大吸收過(guò)電壓瞬態(tài)電壓抑制器：

當(dāng)其兩端受到瞬時(shí)高壓時(shí)，能以10-12s的速度從高阻變?yōu)榈妥?，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌。212.4.2過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流——過(guò)載和短路兩種情況保護(hù)措施負(fù)載觸發(fā)電路開(kāi)關(guān)電路過(guò)電流繼電器交流斷路器動(dòng)作電流整定值短路器電流檢測(cè)電子保護(hù)電路快速熔斷器變流器直流快速斷路器電流互感器變壓器快速熔斷器、直流快速斷路器和過(guò)電流繼電器同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施，提高可靠性和合理性。圖1-37過(guò)電流保護(hù)措施及配置位置222324252.4.3容量擴(kuò)展晶閘管的串聯(lián)

晶閘管的并聯(lián)26晶閘管的串聯(lián)問(wèn)題：理想串聯(lián)希望器件分壓相等，但因特性差異，使器件電壓分配不均勻。靜態(tài)不均壓：串聯(lián)的器件流過(guò)的漏電流相同，但因靜態(tài)伏安特性的分散性，各器件分壓不等。承受電壓高的器件首先達(dá)到轉(zhuǎn)折電壓而導(dǎo)通，使另一個(gè)器件承擔(dān)全部電壓也導(dǎo)通，失去控制作用反向時(shí)，可能使其中一個(gè)器件先反向擊穿，另一個(gè)隨之擊穿目的：當(dāng)晶閘管額定電壓小于要求時(shí)，可以串聯(lián)。27動(dòng)態(tài)不均壓：由于器件動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性的差異造成的不均壓。在開(kāi)關(guān)過(guò)程中,器件在開(kāi)通或者關(guān)斷時(shí)電壓的分配,取決于串聯(lián)各管的結(jié)電容,導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間等因素開(kāi)通時(shí)慢開(kāi)通的管子將瞬時(shí)承受高壓;關(guān)斷時(shí)先關(guān)斷的管子在關(guān)斷瞬時(shí)承受全部的換流反電壓28靜態(tài)均壓措施：選用參數(shù)和特性盡量一致的器件。采用電阻均壓，Rp的阻值應(yīng)比器件阻斷時(shí)的正、反向電阻小得多。b)a)RCRCVT1VT2RPRPIOUUT1IRUT2VT1VT2圖1-41晶閘管的串聯(lián)a)伏安特性差異b)串聯(lián)均壓措施動(dòng)態(tài)均壓措施：選擇動(dòng)態(tài)參數(shù)和特性盡量一致的器件。用RC并聯(lián)支路作動(dòng)態(tài)均壓。采用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)可以顯著減小器件開(kāi)通時(shí)間的差異。29晶閘管的并聯(lián)問(wèn)題：會(huì)分別因靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性參數(shù)的差異而電流分配不均勻。

均流措施：挑選特性參數(shù)盡量一致的器件。采用均流電抗器。用門極強(qiáng)脈沖觸發(fā)也有助于動(dòng)態(tài)均流。當(dāng)需要同時(shí)串聯(lián)和并聯(lián)晶閘管時(shí)，通常采用先串后并的方法聯(lián)接。目的：多個(gè)器件并聯(lián)來(lái)承擔(dān)較大的電流3