电力电子技术第二章

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1、第二章整流电路第一节单相可控整流电路第二节三相可控整流电路第三节变压器漏感对整流电路的影响第四节电容滤波的不可控整流电路第五节整流电路的谐波和功率因数第六节大功率可控整流电路第七节整流电路的有源逆变工作状态第八节晶闸管直流电动机系统第九节相控电路的驱动控制本章小结1第二章整流电路·引言整流电路的分类：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。按电路结构可分为桥式电路和零式电路。按交流输入相数分为单相电路和多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。整流电路：出现最早的电力电子电路，

2、将交流电变为直流电。2第二节单相可控整流电路一.单相半波可控整流电路二.单相桥式全控整流电路三.单相全波可控整流电路四.单相桥式半控整流电路3一.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.带电阻负载的工作情况变压器T起变换电压和电气隔离的作用。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单相半波可控整流电路(SinglePhaseHalfWaveControlledRectifier)

3、4ωtωtωtωtu2ugud,iduToooou2π2π3πu2-αθαθUdiuTTuTuuR12dd单相半波相控整流电路tUwsin22u2=α：控制角(或移相角)θ：导通角一.单相半波可控整流电路5一.单相半波可控整流电路VT的a移相范围为180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，简称相控方式。两个重要的基本概念：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。基

4、本数量关系(1).直流输出电压平均值为(2-1)6根据有效值的定义，整流输出电压的有效值为（2.2.4）（2.2.5）（2.2.6）(2)整流输出电压的有效值U(3)整流输出电流的平均值Id和有效值I一.单相半波可控整流电路7（2.2.7）如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为电源输入的视在功率为（2.2.9）（2.2.8）从上式可知，功率因数是控制角α的函数，且越α大，相控整流输出电压越低，功率因数PF越小。当α=0时，PF=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波，而且基波电

5、流与基波电压(即电源输入正弦电压)也不同相，即是使电阻性负载，PF也不会等于1。电路的功率因数(4)变压器二次侧输出的有功功率P、视在功率S和功率因数PF一.单相半波可控整流电路8例2-1单相半波相控制整流电路，电阻性负载，Rd=5Ω，由220V交流电源直接供电，要求输出平均直流电压50V，求晶闸管的控制角α、导通角θ、电源容量及功率因数，并选用晶闸管。答案一.单相半波可控整流电路9Ud=0.45U2cosα得:α=89°答案一.单相半波可控整流电路10一.单相半波可控整流电路1.带阻感负载的工作情况图2-2带

6、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。wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++11定性分析负载电压波形udud将进入负区．负载阻抗角越大(电感相对电阻越大），电感储能越多，进入负区越多Ｕd平均值越小，当大电感时Ｕd约为０应采取措施（接续流二极管）一.单相半波可控整流电路12一.单相半波可控整流电路对单相半波电路的分析可基于上述方法进行：当VT处于断

7、态时，相当于电路在VT处断开，id=0。当VT处于通态时，相当于VT短路。图2-3单相半波可控整流电路的分段线性等效电路a)VT处于关断状态b)VT处于导通状态电力电子电路的一种基本定量分析方法通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路。器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。13一.单相半波可控整流电路当VT处于通态时，如下方程成立：VTb)RLu2b)VT处于导通状态（2-2）（2-4）初始条件：ωt=a，id=0。求解式（2-2）并将初始条件代入可得当ωt=θ+a时，id=0，代入式（2-3）并整理得（2-

8、3）其中，14一.单相半波可控整流电路续流二极管u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)图2-4单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，VT承受反压关断。L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流。负载波形ud和纯电阻一样(2-1)1