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《換流器地工作原理》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、直流輸電的基本原理1換流器電路的理論分析11.1忽略電源電感的電路分析(即Lc=0)21.2包括電源電感的電路分析(即Lc≠0)101.2.1換相過程101.2.2電路的分析112整流和逆變工作方式分析142.1整流的工作方式152.2逆變的工作方式153總結(jié)20第24頁1換流器電路的理論分析高壓直流換流器(包括整流和逆變)主要是由晶閘管閥組成的,其接線方式有很多種,如:單相全波、單相橋式、三相半波、三相全波等,但是我們現(xiàn)在常用的是三相全波,即6脈動換流器。其原理結(jié)構(gòu)如圖1-1所示:圖1-1三相橋式全波直流換流
2、器原理結(jié)構(gòu)其中,Ua、Ub和Uc表示A、B、C三相交流電壓,它們之間相差120゜。令Ua=Emsin(wt+150)Ub=Emsin(wt+30)Uc=Emsin(wt-90)第24頁我們可以將換流閥這樣定義:圖1-26脈動換流閥電路圖1.1忽略電源電感的電路分析(即Lc=0)從以上的電路圖中,我們可以發(fā)現(xiàn)對于三相電壓,每相電路中都存在電感Lc,為了便于分析,我們先假設(shè)該電感不存在,即Lc=0。(一)無觸發(fā)延遲(觸發(fā)角a=0)無觸發(fā)延遲,即只要閥上晶閘管正向電壓建立,門級會立即接收到觸發(fā)脈沖,導(dǎo)通整閥。第24頁
3、對于V1、V3和V5來講,由于它們共陰極,因此三相中電壓較高的那相的閥導(dǎo)通,其余兩個閥關(guān)斷。而對于V4、V6和V2來說,由于它們共陽極,因此三相中電壓較低的那相的閥導(dǎo)通,其余兩個閥關(guān)斷??傊?,就是比較三相電壓的高低來確定哪兩個閥導(dǎo)通。下面我們結(jié)合下圖進行分析:第24頁舉個例子,C~C0時刻,A相電壓最高,B相電壓最低。因此根據(jù)之前的分析,則共陰極的V1、V3和V5閥,則會由處于A相的V1閥導(dǎo)通,而共陽極的V4、V6和V2閥,則是由處于B相的V6閥導(dǎo)通,此后的依此類推,循環(huán)往復(fù)。從上述的閥導(dǎo)通表格中可以看出,每個
4、閥單個周期內(nèi)導(dǎo)通的時間為120゜,V1~V6閥按順序依次導(dǎo)通,間隔時間為60?。(舉例,如V1閥在-120゜~0?導(dǎo)通,V2閥在-60゜~60?時刻導(dǎo)通,其中每個閥導(dǎo)通時間為120゜。V1閥導(dǎo)通起始時刻為-120?,而V2閥導(dǎo)通的起始時刻為-60゜,兩者剛好相差60?)。接下來再來分析下6脈動換流器輸出的直流電壓Ud波形。從圖1-2中可以看出直流線路上的輸出電壓Ud的電壓與m點和n點的電勢有很大關(guān)系,即Ud=Um-Un不難發(fā)現(xiàn),m點的電位其實就是共陰極閥V1、V3和V5閥,哪個閥導(dǎo)通,m點電位就是與哪個閥所處的
5、相電壓,比如,V1閥導(dǎo)通,m點的電位就是A相此刻的電壓。同理,n點電位也是如此。再結(jié)合剛剛分析所得閥的導(dǎo)通時刻圖,可以得出Ud的波形圖:按照一個周期對直流輸出電壓Ud進行分析:對于C~C0時刻:Ud=ea-eb=eab對于C0~C1時刻:Ud=ea-ec=eac對于C1~C2時刻:Ud=eb-ec=ebc對于C2~C3時刻:Ud=eb-ea=eba第24頁對于C3~C4時刻:Ud=ec-ea=eca對于C4~C5時刻:Ud=ec-eb=ecb以C~C0時刻為例,此時可以進行如下的推導(dǎo):Ud=ea-eb=eab=
6、Emsin(wt+150゜)-Emsin(wt+30?)=Em·2cos(wt+90?)·sin60?=3Emcos(wt+90?)(wt∈[-120?,-60?])=3Emcosμ(μ∈[-30?,30?])再以C0~C1時刻為例,Ud=ea-ec=eac=Emsin(wt+150゜)-Emsin(wt-90?)=Em·2cos(wt+30?)·sin120?=3Emcos(wt+30?)(wt∈[-60?,0?])=3Emcosμ(μ∈[-30?,30?])該周期的其它時段也是如此,因此Ud由上述的推導(dǎo),可
7、以發(fā)現(xiàn)Ud就是以3Em為基數(shù)的三角函數(shù),其函數(shù)區(qū)間為[-30?,30?]。則Ud的波形圖如下(以下純屬個人意思,通過這個公示我們可以看出,對于wt∈[-120?,-60?]這個區(qū)間,Ud第24頁將該區(qū)間的正弦函數(shù)幅值增大了,但是切割成了兩段,更利于采樣濾波了。)直流電壓是由線電壓的60°時段組成的。因此,平均直流電壓可由任一60°時段的瞬時電壓積分后對時間求平均得到。則Ud==用相電壓的有效值或者線電壓的有效值表示(相電壓:單相電壓,火線對零線電壓,常用的為220V。線電壓為任意兩根相線之間的電壓,常用的為38
8、0V。線電壓=3相電壓。)其中,交流電峰值Em為相電壓有效值的倍,則(為相電壓有效值,為線電壓有效值)Ud==Ud==通過對輸出的平均直流電壓Ud推導(dǎo),可以很容易得到閥電壓的波形。因為當(dāng)該閥導(dǎo)通時,我們可以簡單的認(rèn)為該閥上所承受的電壓為0;而當(dāng)閥關(guān)斷時,則無論時共陽極還是共陰極的閥,它們必定都有一個閥是導(dǎo)通的。因此,它們一端的電壓必定為導(dǎo)通閥所在的相電壓,另一端為本相電壓,這樣其閥上的