电力电子技术-相控整流电路课件.ppt

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1、相控整流电路单相可控整流电路知识回顾晶闸管的伏安特性IG2>IG1>IG正向导通雪崩击穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM晶闸管的伏安特性IG=0时，器件两端施加正向电压，只有很小的正向漏电流，为正向阻断状态。正向电压超过正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。当门极电流足够大时，阳极电流增加至掣住电流IL，进入导通状态，去掉门极信号仍保持导通状态不变反向特性类似二极管的反向特性。以晶闸管为代表的电力电子元件在

2、实际中的典型应用之一：整流电路负载的形式电阻性——灯泡、电阻加热炉、电解电镀电感性——电机绕组，带电感的负载反电动势——蓄电池、直流电动机整流电路的分类按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。按电网相数可分为单相、三相和多相整流电路。按接线方式可分为半波整流电路和全波整流电路。知识结构知识准备：触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。移相：改变控制角a的大小，即改变触发脉冲电压出现的相位，称为移

3、相。移相控制：通过移相可以控制输出整流电压的大小，所以把通过改变控制角调节输出整流电压的方式称为移相控制。6移相范围：控制角从零度到输出整流电压等于零时的最大角度区间，称为移相范围。同步：要使输出整流电压稳定，要求每个周期的控制角都相同。为此，要求整流信号和电源电压在频率和相位上要协调配合，这种相互协调配合的关系，称为同步。相控方式：通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式72.2.1单相半波可控整流电路图2-1单相半波可控整流电路及波形1.电阻性负载变压器T起变换电压和电气隔离的作用

4、。电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00(SinglePhaseHalfWaveControlledRectifier)1）工作原理和波形分析8wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00工作原理0-α期间，晶闸管承受正向电压，却没有触发脉冲，VT正向阻断。α时刻加触发脉冲，VT导通，R上有电流流过。负载电压Ud=U2。时刻，U2

5、由正向电压下降到0，晶闸管进入关断状态U2负半周，晶闸管承受反向电压，处于反向截止状态，U2全部加在晶闸管两端，负载上的电压为零。9基本数量关系(1)直流输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id直流输出电压平均值Ud:输出电流平均值Id:10直流输出电压平均值Ud:当a=0时，Ud=0.45U2（最大值）当a=时，Ud=0（最小值）所以当a=0～，Ud=0～0.45U2所以电路的移相范围为0～。11(2)输出电压有效值U与输出电流有效值I输出电压有效值U:输出电流有效值I:12(3)晶闸管电流有效值和变压器

6、二次侧电流有效值单相半波可控整流器中，负载、晶闸管和变压器二次侧流过相同的电流，故其有效值相等，即：注意：计算时π取3.14，不能取180！13(4)功率因数cosφ整流器功率因数是变压器二次侧有功功率与视在功率的比值式中P—变压器二次侧有功功率，P=UI=I2RS—变压器二次侧视在功率，S=U2I2(5)晶闸管承受的最大正反向电压Um由图2-1可以看出晶闸管承受的最大正反向电压Um是相电压峰值。142.2.1单相半波可控整流电路2.电感性负载图2-2带阻感负载的单相半波电路及其波形阻感负载的特点：电感对电流变

7、化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。讨论负载阻抗角j、触发角a、晶闸管导通角θ的关系。15电流从0开始上升工作原理电源电压的正半周，晶闸管处于正向阻断状态。ωt=α时触发晶闸管，晶闸管由正向阻断状态转为导通状态，电流id从0开始上升，至Rid=Ud时上升至最大值，随后开始下降。在电源电压由正变负的过零点处，由于电感储能作用，使id尚未降至零，晶闸管仍处于导通状态。16基本数量关系直流输出电压平均值Ud为从Ud的波形可以看出，由于电感负载的存在，电源电压由正到负过零点也不会关断，输出电压出现了负值波形，输

8、出电压和电流的平均值减小；当带大电感负载时，输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零，则id也很小。17负载阻抗角、触发角、晶闸管导通角的关系若负载阻抗角为定值，触发角越大，在u2正半周L储能越少，维持导电的能力就越弱，导通角越小。若触发角为定值，负载阻抗角越大，则L贮能越多，导通角越大；且负载阻抗角越大，在u2负半周L维持晶闸管导通的时间就越接近晶闸管在u2正半周导通的时间，u