“电气环流”是一个电气工程领域的专业术语，主要指在特定的电气系统或设备中，非预期的、在回路内部循环流动的电流。它不是指负载工作所需的正常电流路径，而是在特定条件下产生的额外循环电流。

理解“环流”的关键点在于：

1. 非预期与内部循环： 环流通常不是设计意图中的电流路径，而是在设备或系统内部多个并联回路之间形成的闭合环路中流动的电流。

2. 产生原因： 环流产生的根本原因是并联回路之间存在电压差。只要并联点之间存在电压差，即使没有外部负载，也会在并联回路中产生电流。

3. 常见场景：

   • 并联运行的变流装置（整流器/逆变器）： 这是最常见的场景。例如：
     • 多台整流器并联给直流母线供电：如果两台整流器的输出电压瞬时值存在微小差异（由于元件参数差异、触发角误差、交流电压不平衡等），即使负载电流为零，也会在两个整流器的输出端子和直流母线之间产生一个循环流动的电流（环流）。这个电流只在两台整流器和连接它们的直流母线之间流动，不供给外部负载。
     • 带多个桥臂/功率模块的大功率变流器（如变频器）：内部并联的功率单元之间如果参数不一致或驱动信号不同步，也会产生环流。
   • 并联运行的变压器： 当两台或多台变压器次级并联运行时，如果它们的变比不完全相等、连接组别不完全一致或阻抗电压有差异，即使负载平衡，也会在次级绕组之间产生循环电流（环流）。这个电流在并联的变压器次级绕组之间流动，增加了变压器的损耗和温升。
   • 三相交流系统： 在某些不平衡或非线性负载条件下，中性线中可能会流过较大的电流，严格来说这不算“环流”（因为它不是纯粹的内部环路），但有时也被广义地讨论。更典型的环流出现在采用特定拓扑（如开绕组电机驱动）的系统内部。
   • 多相（如六相、九相）电机驱动系统： 在具有多重绕组的电机驱动系统中，不同绕组组之间也可能存在环流。

4. 环流的危害：

   • 增加损耗与发热： 环流不做有用功，但会产生额外的铜损（I²R损耗），导致设备（如整流变压器、电抗器、功率器件、母线排）温度升高。
   • 降低效率： 额外的损耗降低了系统的整体效率。
   • 增加器件电流应力： 环流会叠加在负载电流上，增大了半导体开关器件（如晶闸管、IGBT）、二极管、熔断器、电缆等的电流有效值和峰值，加速器件老化，甚至导致过流故障。
   • 影响电能质量： 环流可能导致直流电压或交流电流波形的畸变。
   • 限制系统容量： 由于环流占用了设备的电流容量，使得系统能够输出的最大负载电流受到限制。
   • 增加控制复杂度： 需要设计专门的电路或控制策略来抑制环流。

5. 抑制环流的措施：

   • 物理手段：
     • 平衡电抗器/限流电抗器： 在并联回路之间串联电抗器（通常称为均流电抗器或环流电抗器），利用电感限制环流的大小。这是最常用、最有效的方法之一。
     • 精确匹配元件参数： 尽量选择参数一致的器件（如变压器变比、阻抗）。
   • 控制策略：
     • 控制触发角/调制策略： 对于并联的变流器，通过精确控制各单元的触发脉冲或PWM信号的相位和脉宽，使各单元的输出电压尽可能一致，从而减小电压差。采用特定的调制策略（如移相多重化）本身就能抵消部分环流。
     • 采用均流控制： 在控制系统设计中加入专门的环流控制环，检测环流并反馈调节各单元的指令信号（如电压指令），主动抑制环流。

总结来说：

电气环流 是指在电气设备（特别是并联运行的变流装置、变压器）内部，由于并联支路间存在电压差而产生的、仅在设备内部回路中循环流动的非功能性电流。它是一种有害电流，会增加损耗、发热和器件应力，降低系统效率和容量。通常采用平衡电抗器和专门的控制策略来抑制环流。