《极管整流器》PPT课件

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1、第3章二极管整流器整流(Rectification)：把交流电变换成直流电。整流器(Rectifier)：实现整流的变换器。整流器是出现最早的电力电子变换器。最常用的变流电路。二极管整流器方框图电源为由电网提供的50Hz交流电。通过二极管整流器变换为不控的直流电。二极管整流器价格低廉，应用广泛：如开关电源、交流电机驱动、直流电机伺服驱动。很多场合下，整流器直接由电网供电而不通过工频变压器。对许多电力设备来讲，省去体积大、价格高的变压器是很重要的。学习目的：整流器的拓扑结构整流电路的分析方法单相整

2、流器工作原理三相整流器工作原理电力电子电路的计算机仿真3.1整流器的拓扑结构和基本概念根据交流电源的相数和整流输出对交流电源正负半波的利用情况，AC－DC变换器可分为以下两大类。半波整流器1相，1脉冲整流器2相，2脉冲整流器3相，3脉冲整流器全波整流器1相，2脉冲整流器3相，6脉冲整流器脉冲数指交流电1个周期内整流输出电压中包含的正弦波的波数。单相变压器副边绕组有中心抽头，可获得2相交流电。3.1.1整流器的分类3.1.2整流器的拓扑结构单相半波两相半波三相半波单相桥式三相桥式开关器件工作特点开

3、关两端电压为正时，导通。开关两端电压反转时，关断。常采用二极管（晶闸管）作为开关器件。二极管理想特性晶闸管理想特性3.1.3开关器件的选择电阻（R）阻感（R-L）（如：电磁铁）电感－恒压型负载(voltagesink)（L-E）（如：直流电动机）恒流型负载(currentsink)（L极大）（如：直流电动机,电磁铁）电容－电阻（R－E，E为电容）恒压型负载（E，E为大电容）3.1.4整流器负载的基本形式纯电阻负载3.1.5整流器在不同负载下的工作特点特点：负载上电压、电流同相位。阻感负载特点

4、：负载电流滞后于电压，电感储能使二极管导通时间延长。电感的作用储存电能释放电能=包含恒压型负载二极管导通时刻后，二极管仍可导通一段时间特点：负载中的电势影响了二极管的导通时刻3.2单相二极管桥式整流器电路结构滤波电容电压源电路虽然简单，但求取电压、电流波形的函数形式是很繁琐的。因而往往要借助仿真工具来分析电路。内阻抗市电供电模型理想化的二极管桥式整流电路首先以电阻和恒流型负载形式为例分析简化整流电路工作原理，然后讨论实际的二极管整流电路。二极管的通断规律电流从共阴组流出，从共阳组流入共阴极组共

5、阳极组在共阴组中，阳极电位最高的器件正偏导通，其它器件反偏截止在共阳组中，阴极电位最低的器件正偏导通，其它器件反偏截止课间输出电压vd和电流id3.2.1电阻型负载下理想电路的工作原理wtvsO-vs输入电流（电源电流)is输出电压vd和电流id特点：vd表达式同电阻负载，只是id电流波形不同3.2.2恒流型负载下理想电路的工作原理输入电流（电源电流)is特点：is表达式同电阻负载，只是电流波形不同3.2.3对理想电路的定量分析整流输出电压平均值Vd交流侧电流(恒流型负载）对交流侧输入电流is傅

6、立叶分解输入电流总有效值基波有效值谐波有效值电流畸变率基波因数位移因数交流侧功率因数(恒流型负载）负载为大电容时可近似看作直流侧电压为恒定3.2.4恒压型负载下电路的工作原理电源侧电感直流侧电压为恒定电压电流波形整流器特性（1）直流侧电流对交流输入电流畸变及功率因数的影响输入电流畸变率功率因数位移因数Id较小时，THD较高，PF较低。Ls增大时，THD下降，PF提高。整流器特性（2）直流侧电流与整流输出电压的关系Id变化时，整流输出电压Vd在一定范围内波动实际电路中，电容不会无穷大，则电容上的电

7、压会出现脉动。与恒压型负载时有所区别.分别通过解析计算和电路仿真手段来研究电源模型滤波电容等效负载3.2.5实际的二极管整流器的解析计算等效电路（不出现换流重叠现象）电流不连续时条件下的电路解析计算分两段计算：a)二极管导通段b)二极管截至段化为矩阵微分方程形式（状态方程）XABu上式可求得解析解，也可通过MATLAB计算求解工业应用中，三相整流电路较为常用三相整流电路的优点：输出波形脉动小，功率更大三相6脉冲桥式整流电路最为常用3.3三相二极管桥式整流器共阴组和共阳组中二极管导通规律与单相桥

8、式整流器类似利用交流电源中点n来分析波形3.3.1理想化的电路（Ls=0)每个电源周期中，vd由6段线电压组成1.整流输出电压课间每个电源周期中，vd的波形为电源线电压正向包络线每个器件导通120°2.交流电源电流器件顺序：1～6器件的标号表示其导通的顺序。每一时刻有2个器件导通3.器件导通规律t=0选在vab最大值处3.输出电压平均值线电流有效值基波有效值功率因数谐波有效值4.功率因数假设id断续任何时候只有2个二极管导通等效电路如（b）所示3.3.2恒压型负载直流侧电流对交流输入电流畸变及功