逆变运行时，一旦发生换相失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联。由于逆变电路的内阻很小，这样形成很大的短路电流，这种情况称为逆变失败，或称为逆变颠覆。

1.逆变失败的原因

造成逆变失败的原因很多，主要有下列几种情况：

1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相，使交流电源电压和直流电动势顺向串联，形成短路。

2）晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通期间，器件不能导通，从而造成逆变失败。

3）在逆变工作时，交流电源发生断相或突然消失，由于直流电动势E_M的存在，晶闸管仍可导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的交流电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。

4）换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起重叠角对逆变电路换相的影响，如图5-54所示。

图5-54 交流侧电抗对逆变换相过程的影响

由于换相有一过程，且换相期间的输出电压是相邻两电压的平均值，故逆变电压U_d要比不考虑漏抗时的更低（负的幅值更大）。存在重叠角会给逆变工作带来不利的后果，如以VT₃和VT₁的换相过程来分析，当逆变电路工作在β＞γ时，经过换相过程后，a相电压u_a仍高于c相电压u_c。所以换相结束时，能使VT₃承受反向电压而关断。如果换相的裕量角不足，即当β＜γ时，从图5-54的波形中可清楚地看到，换相尚未结束，电路的工作状态到达自然换相点p点之后，u_c将高于u_a，晶闸管VT₁承受反压而重新关断，使得应该关断的VT₃不能关断却继续导通，且c相电压随着时间的推迟越来越高，电动势顺向串联导致逆变失败。

综上所述，为了防止逆变失败，不仅逆变角β不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。

2.确定最小逆变角β_min的依据(www.daowen.com)

逆变时允许采用的最小逆变角β应等于

β_min=δ+γ+θ′ （5-27）

式中，δ为晶闸管的关断时间t_q折合的电角度；γ为换相重叠角；θ′为安全裕量角。

晶闸管的关断时间t_q，大的可达200～300μs，折算到电角度δ为4°～5°。至于重叠角γ，它随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。为对重叠角的范围有所了解，下面举例说明。

某装置整流电压为220V，整流电流为800A，整流变压器容量为240kV·A，短路电压比为5%的三相线路，其γ的值为15°～20°。设计变流器时，重叠角可查阅有关手册，也可计算，即

式中，m为相数。

根据逆变工作时α=π-β，并设β=γ，则式（5-28）可改写成

重叠角γ与I_d和X_B有关，当电路参数确定后，重叠角就有定值。

安全裕量角θ′是十分需要的。当变流器工作在逆变状态时，由于种种原因，会影响逆变角，如不考虑裕量，势必有可能破坏β＞β_min的关系，导致逆变失败。在三相桥式逆变电路中，触发器输出的6个脉冲，它们的相位角间隔不可能完全相等，有的比期望值偏前，有的偏后，这种脉冲的不对称程度一般可达5°，若不设安全裕量角，偏后的那些脉冲相当于β变小，就可能小于β_min，导致逆变失败。根据一般中小型可逆直流拖动的运行经验，θ′值约取10°。这样最小β一般取30°～35°。设计逆变电路时，必须保证β≥β_min，因此常在触发电路中附加一个保护环节，保证触发脉冲不进入小于β_min的区域内。