換流器地工作原理

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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