换流器的工作原理.doc

换流器是电力系统中用于将交流电转换为直流电，或者反之的设备，它在直流输电系统中起着至关重要的作用。本文件主要探讨了换流器的工作原理，特别是三相全波直流换流器，即6脉动换流器的电路分析。 直流输电的基本原理是通过换流器实现交流与直流之间的转换。换流器主要由晶闸管阀组成，这些阀可以控制电流的方向和大小。在不同的应用中，换流器的接线方式可能有所不同，如单相全波、单相桥式、三相半波和三相全波等。但在现代电力系统中，三相全波，即6脉动换流器是最常见的一种，因为它的效率和稳定性较高。 6脉动换流器的结构如图1-1所示，由六个晶闸管（V1-V6）组成，每个对应一相交流电压（Ua, Ub, Uc）。这三相交流电压相位相差120°。当交流电压施加在换流器上时，根据电压的高低，晶闸管会相应地导通或关断，从而形成直流输出。 在电路分析中，通常有两种情况：忽略电源电感（Lc=0）和包含电源电感。当忽略电源电感时，分析简化，更容易理解换流器的工作机制。例如，在无触发延迟的情况下（触发角a=0），一旦晶闸管正向电压建立，就会立即接收到触发脉冲并导通。根据共阴极和共阳极的特性，当一相电压较高时，共阴极的晶闸管导通，而共阳极的晶闸管则在电压较低的相导通，从而决定了哪两相的晶闸管将导通，形成电流流动路径。 当考虑电源电感时（Lc≠0），分析会更加复杂，尤其是在换相过程中。换相是指当一相电压降为零，而另一相电压上升至足以触发新的晶闸管导通时，电流方向改变的过程。这一过程必须平滑进行，以避免产生过大的电压冲击和电流突变。 文件中还分析了换流器的两种工作模式：整流和逆变。整流模式是将交流电转换为直流电，而逆变模式则是将直流电转换回交流电。整流时，晶闸管按照特定顺序导通，使得交流电压在特定相位被“斩波”成直流；逆变时，这个过程则相反，通过控制晶闸管的开关顺序，将直流电压“逆变”为交流。 总结来说，换流器的工作原理涉及电路理论、电源电感的影响、晶闸管的控制策略以及整流和逆变的操作。深入理解这些知识点对于设计和维护高压直流输电系统至关重要，因为它们直接影响到系统的稳定性和效率。通过对换流器电路的理论分析，我们可以更好地掌握其工作机制，并应用于实际工程中，确保电力系统的可靠运行。