反并联可逆调速系统环流控制方法

2023-06-19 理论教育版权反馈

【摘要】：图2.3 晶闸管三相整流器可逆电路环流晶闸管直流可逆调速系统的主电路由两台变流器反并联组成，当两台变流器工作时，在它们之间会产生环流。当VR组工作在整流状态时，LP3和LP4同时流过直流电流IdF和脉动环流ip，电抗器饱和，由LP1、LP2限制环流。图2.4 三相桥反并联变流器脉动环流

图2.3 晶闸管三相整流器可逆电路环流

晶闸管直流可逆调速系统的主电路由两台变流器反并联组成，当两台变流器工作时（整流或逆变），在它们之间会产生环流。所谓“环流”，是指不经过电动机，只在两台变流器中流通的电流。环流不经过电动机，没有做有用的功，环流只在变流器之间流动，徒增了变流器的负担，严重的环流还可能损坏变流器，因此需要限制或避免。环流有“直流环流”和“脉动环流”两种，直流环流是由两台变流器输出的平均电压不等而产生的，脉动环流是两台变流器输出电压的瞬时值不等而产生的。

不同整流电路并联产生的环流有所不同，但产生环流的原理是相同的，对于晶闸管三相桥反并联电路产生环流的通路有以下两种情况：

1）两组三相桥共用一台整流变压器（见图2.3a），这种电路通常称为反并联连接。整流器在VT₁、VT₆和VT₁′、VT₆′导通时有两条环流通路，一条从u_a→VT₁→L_P1→L_P3→VT₆′→u_b，另一条从u_a→VT′₁→L_P4→L_P2→VT₆→u_b。当晶闸管整流器VF组工作在整流状态时，不仅产生通过电动机的直流电流i_dF，还产生通过VT′₁、VT′₆的脉动环流i_p，脉动环流电压为u_ab；当晶闸管整流器VR组工作在整流状态时，整流器VR输出负载电流i_dR和环流i_p。

2）两组桥分别由两台整流变压器或二次侧为双绕组的整流变压器供电（见图2.3b），这种电路通常称为交叉连接电路，这时两组变流器间仅有一条环流通路，从u_a→VT₁→L_P1→VT′₆→L_P2→u_b→u_a，工作于整流状态的一台变流器不仅输出负载电流还有环流。

图2.4a和b所示是三相桥反并联，在VF桥整流，VR桥逆变，α_F=β_R=30°时的输出电压波形，两组桥的输出平均电压相同（U_Fα=U_Rβ）、方向相反，因此不会产生直流环流，但是两组三相桥输出电压的瞬时值不等（u_Fα≠u_Rβ），因此产生脉动环流i_p，如图2.4c所示。如果α_F<β_R，U_Fα>U_Rβ，则两组变流器间还会有直流环流。

环流增加了变流器和变压器的负担，因此需要限制或消除，限制环流一般采用电抗器。对于图2.3a所示的反并联连接电路，有两条环流通路，为了限制脉动环流一般使用四台限制环流电抗器L_P1～L_P4，为了减小环流电抗器的体积，环流电抗器铁心截面设计得较小、易于饱和，当VF组工作在整流状态时，L_P1和L_P2因为同时流过直流电流I_dF和脉动环流i_p，电抗器饱和，失去了限制环流作用，因此由L_P3、L_P4限制两路环流。当VR组工作在整流状态时，L_P3和L_P4同时流过直流电流I_dF和脉动环流i_p，电抗器饱和，由L_P1、L_P2限制环流。对于图2.3b所示的交叉连接电路，因为只有一条环流通路，所以仅需两台限制环流电抗器L_P1和L_P2，在一台环流电抗器通过负载电流和环流而饱和时，另一台环流电抗器起限制环流作用。

图2.4 三相桥反并联变流器脉动环流

反并联可逆调速系统环流控制方法

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