问题33 逆变的原理是什么？

1．直流发电机-电动机系统电能的流转

在图3-24所示的直流发电机-电动机系统中，M为电动机，G为发电机，励磁回路未画出。通过控制发电机电动势的大小和极性，可实现电动机四象限的运转状态。

图3-24 直流发电机-电动机之间电能的流转

①在图3-24a中，M作为电动运转，两电动势同极性，E_G＞E_M，电流I_d从G流向M，G输出电功率，M吸收电功率。

②图3-24b所示为回馈制动状态，M作为发电运转，两电动势同极性，E_G＜E_M，电流反向，从M流向G，故M输出电功率，G则吸收电功率。

③在图3-24c中，两电动势反极性，形成短路。两电动势顺向串联，向电阻R_∑供电，G和M均输出功率。由于R_∑一般都很小，实际上形成短路，在工作中必须严防这类事故发生。

2．单相全波电路的整流

如图3-25所示，以单相全波电路代替上述发电机，给电动机供电。

图3-25 单相全波电路的整流与逆变

①如图3-25a所示，M作为电动运行，全波电路工作在整流状态，α在0～π/2间，U_d为正值，并且U_d＞E_M，才能输出I_d。

②一般情况下R_∑值很小，因此电路经常工作在U_d≈E_M下，交流电网输出电功率，电动机吸收电功率。

3．单相全波电路的逆转

①如图3-25b所示，M作为发电回馈制动运行。由于晶闸管的单向导电性，I_d方向不变。要想改变电能的输送方向，只能改变E_M极性，即E_M＜0。

②为了防止两电动势顺向串联，U_d极性也必须反过来，即U_d应为负值，且0＞U_d＞E_M或|E_M|＞|U_d|，才能把电能从直流侧送到交流侧，实现逆变。

③电能的流向与整流时相反，M输出电功率，电网吸收电功率。