《wm脉冲整流》PPT课件

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1、第七章PWM整流电路7/24/20211北京交通大学电气工程系本章内容7.1脉冲整流电路的基本原理及分类7.2电压型脉冲整流电路7.3电流型脉冲整流电路7.4电流型与电压型脉冲整流电路的性能比较7.5脉冲整流电路的应用7/24/20212北京交通大学电气工程系7.1脉冲整流电路的原理及分类概述脉冲整流器是一种以脉宽控制方式（PWM）工作的变流器，又称为四象限变流器与相控整流器相比具有下列优点：功率因数高，可达到±1；谐波含量低，减少对电网污染；体积小、重量轻和动态响应速度高7/24/20213北京交通大学电气工程系脉冲变流器的基本思想基本原理理想情

2、况下：7/24/20214北京交通大学电气工程系分类：按直流侧的电压和电流情况分类电压型脉冲整流器特征：直流侧电压恒定，即：ud(t)=Ud，并且要求UdUN输出电流基本结构7/24/20215北京交通大学电气工程系电流型脉冲整流器特征：直流侧电流恒定，即：id(t)=Id，并且要求IdIN输出电压基本结构7/24/20216北京交通大学电气工程系7.2电压型脉冲整流电路单相电压型脉冲变流器主电路结构（IGBT）7/24/20217北京交通大学电气工程系7.2电压型脉冲整流电路（续）单相电压型脉冲变流器主电路结构（GTO）7/24/20218北

3、京交通大学电气工程系7/24/20219北京交通大学电气工程系主要方程式及相量图简化主电路对于基波分量，在忽略线路电阻的条件下在PWM控制方式下，us1的幅值和相位均可控，因此iN1的幅值和相位也是可控的。7/24/202110北京交通大学电气工程系功率因数不等于1时的基波相量图(a)整流(b)逆变7/24/202111北京交通大学电气工程系功率因数等于1时的基波相量图(a)整流(b)逆变(c)考虑线路电阻结论：在不同负载电流下，只要使us1相量的端点轨迹沿直线CD运动，就可以使iN1与uN同相或反相。7/24/202112北京交通大学电气工程系电

4、量关系：设uN(t)=UNmsinωNt，且忽略线路电阻整流工况：uS1(t)=US1msin(ωNt-φ)US1m=UNm/cosφIN1m=UNmtanφ/ωNLN逆变工况：uS1(t)=US1msin(ωNt+φ)US1m=UNm/cosφIN1m=UNmtanφ/ωNLN7/24/202113北京交通大学电气工程系基本能量关系（网压uN(t)为正半波时）7/24/202114北京交通大学电气工程系基本能量关系（网压uN(t)为正半波时）（续）7/24/202115北京交通大学电气工程系不同工况时uS、uN和iN波形分析整流（牵引）7/24/

5、202116北京交通大学电气工程系逆变（再生）理想空载7/24/202117北京交通大学电气工程系电压型三相脉冲整流器主电路结构工作原理与单相脉冲变流器相同7/24/202118北京交通大学电气工程系电压型脉冲整流电路的控制被控量Ud：要求Ud基本保持恒定iN：要求iN与uN保持同相或反相控制方法直接电流控制：引入交流电流反馈间接电流控制：没有引入交流电流反馈7/24/202119北京交通大学电气工程系直接电流控制——电流跟踪控制双闭环控制系统根据外环的比较结果确定参考电流幅值和极性根据内环的比较结果确定功率开关的通/断状态特点：控制系统简单；电流

6、响应快；开关频率不固定，滤波困难。7/24/202120北京交通大学电气工程系间接电流控制——相位和幅值控制单闭环控制系统电压环的比较结果确定参考电流幅值和极性根据相量关系计算出各相us的相位φ和幅值US1m通过PWM控制确定功率开关的通/断状态特点：开关频率固定，滤波容易；电流响应较慢；控制效果与参数（L）的计算精度有关。7/24/202121北京交通大学电气工程系7.3电流型脉冲整流电路单相电流型脉冲整流器主电路结构（GTO）7/24/202122北京交通大学电气工程系三相电流型脉冲整流器主电路结构（IGBT）7/24/202123北京交通大学

7、电气工程系主要方程式及相量图简化主电路（忽略LN）对于基波分量在PWM控制方式下iP1的幅值和相位均可控，因此iN的幅值和相位也是可控的。7/24/202124北京交通大学电气工程系功率因数不等于1时的相量图(a)整流（牵引）(b)逆变（再生）7/24/202125北京交通大学电气工程系功率因数等于1时的基波相量图(a)整流（牵引）(b)逆变（再生）在不同的负载电流下只要使θ=00或θ=1800就可以使iN1与uN1同相或反相。7/24/202126北京交通大学电气工程系电量关系：设uN(t)=UnmsinωNt，且忽略LN整流工况：iN1(t)=

8、IN1msinωNtiP1(t)=IP1msin(ωNt–φ)IN1m=UNmωNCN/tanφIP1m=IN1m/cos