《脉冲整流》PPT课件

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1、第7章脉冲整流电路7/23/20211北京交通大学电气工程学院本章内容7.1概述7.2电压型脉冲整流器7.3电流型脉冲整流器7.4电流型脉冲整流器与电压型脉冲整流器的性能特点比较7.5脉冲整流器的应用7/23/20212北京交通大学电气工程学院7.1概述一、脉冲整流器的发展背景相控整流器的不足☆功率因数低谐波含量大提高相控整流器功率因数的措施☆多段桥（多重化）；全控桥工作于半控状态；斩控整流（强迫换相）。7/23/20213北京交通大学电气工程学院1、多段桥——串联变流器的顺序控制顺序控制基本思想：将几个变流器

2、串联，根据输出电压的要求对它们进行不同的控制，其中只有一个变流器处于相控状态，其余变流器处于续流或满输出状态。7/23/20214北京交通大学电气工程学院SS3BSS4BSS8SS9不等分三段半控桥多段桥的应用——交—直电力机车主电路7/23/20215北京交通大学电气工程学院2、全控桥工作于半控状态——可控续流（提高位移因数）7/23/20216北京交通大学电气工程学院3、强迫换相(1)熄灭角控制获超前相移因数，对整个电力系统有利。7/23/20217北京交通大学电气工程学院(2)对称角控制：使位移因数为17

3、/23/20218北京交通大学电气工程学院（3）脉冲宽度控制（PWM脉冲整流）：使位移因数达到1，并同时提高畸变因数7/23/20219北京交通大学电气工程学院二、脉冲整流器的特点脉冲整流器是一种以脉宽控制（PWM）方式工作的整流器，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，交流侧cosψ=±1；谐波含量低，交流侧电流接近于正弦；体积小、重量轻、动态响应快。概述7/23/202110北京交通大学电气工程学院三、脉冲整流器的基本思想根据PWM逆变器的工作原理，当采用PWM控制时，直—交变流器的

4、交流侧可以产生频率、幅值、相位都可调的波形，如us1；概述若在交流侧接电源uN和阻抗（电抗）LN，并控制us的频率与电源同频率则有：7/23/202111北京交通大学电气工程学院如果控制　　，使　　的端点在与　　垂直且与其端点相交的直线上，则可以使交流侧的——脉冲整流器的基本思想概述7/23/202112北京交通大学电气工程学院四、分类：按直流侧的电压和电流情况分类1、电压型脉冲整流器特征：直流侧电压恒定，即：ud(t)=Ud，并且UdUN（正常工作的条件☆）概述UduN7/23/202113北京交通大学电气

5、工程学院2、电流型脉冲整流器特征：直流侧电流恒定，即：id(t)=Id，并且IdIN（正常工作的条件☆）概述IdiN7/23/202114北京交通大学电气工程学院概述五、PWM整流器的发展史E120机车的电源侧变流器德国BBC公司于1974年生产出第一台交流传动电力机车——E120机车，将四象限变流器作为其电源侧变流器。7/23/202115北京交通大学电气工程学院概述7/23/202116北京交通大学电气工程学院概述7/23/202117北京交通大学电气工程学院支撑电容Cd：用于滤波，使直流侧电压恒定。交流

6、侧电感LN：用于实现对PWM整流器交流侧电压us1的调节从而实现对功率因数的调节，同时也限制交流侧谐波电流。7.2电压型脉冲整流器一、单相电压型脉冲整流器的结构１、基本结构2、各元件的作用☆7/23/202118北京交通大学电气工程学院二次滤波回路L2、C2：用于提供2次谐波电流通路，限制直流侧二次谐波电流，从而减小ud中的二次谐波电压。其谐振频率为基波频率的2倍。2、各元件的作用☆7/23/202119北京交通大学电气工程学院电压型脉冲整流器二、工作原理：通过对T1~T4进行PWM控制，使电网电流iN(t)的

7、基波分量与电网电压uN(t)保持同相（整流工况）或反相（逆变工况），同时使直流侧电压Ud恒定。7/23/202120北京交通大学电气工程学院电压型脉冲整流器控制方法被控量Ud：要求Ud基本保持恒定iN1：要求iN1与uN保持同相或反相控制方法间接电流控制直接电流控制7/23/202121北京交通大学电气工程学院假定电网电压是纯正弦电压，对于基波分量，在忽略线路电阻的条件下有：在PWM控制方式下us1的幅值和相位均可控，因此iN1的幅值和相位也可控。（1）相量方程☆电压型脉冲整流器1、间接电流控制——根据相量方程

8、（相量图）产生合适的Us1。7/23/202122北京交通大学电气工程学院（2）相量图☆（功率因数=±1时）(a)整流(b)逆变(c)整流、考虑线路电阻在不同的负载电流下只要使us1相量端点轨迹沿直线CD运动就可以使iN1与uN同相或反相。电压型脉冲整流器7/23/202123北京交通大学电气工程学院（3）基本电量关系：设uN(t)=UNmsinωNt，且忽略线路电阻整流工况：IN1m