《整流与有源逆变》PPT课件

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1、第2章整流与有源逆变2.1概述将交流电转换成直流电的变换称之为整流，实现整流变换的装置称之为整流器。可控整流不控整流整流逆变在整流变换过程中，其平均功率（或能量）的流向是从交流电源流向直流负载。工业应用中常常需要把直流电能转换成交流电能，这种对应于整流的逆向过程称之为逆变。有源逆变无源逆变在逆变过程中，其平均功率（或能量）是从直流侧流向交流侧的。图2-1整流与逆变的功率流向图2-2部分常用的整流电路◤可控整流电路的主元件在采用晶闸管时，其控制方式都采用相位控制，故这类整流电路又称之为相控整流。◢c）d）除c）、d）外a）～e）f）、g）b）、f）

2、c）、d）、e）、g）a）、b）*、f）c）、d）、e）、g）2.2单相可控整流电路图2-3电阻性负载的单相半波整流电路及其工作波形2.2.1电阻性负载的单相半波可控整流理想化假设:1.开关元件是理想的2.变压器是理想的3.电网电压是理想的正弦波（一）工作原理（二）控制角、元件导通角（三）输出电压（四）输出电流（五）元件电压2.2.2电感性负载的单相半波可控整流图2-4电感负载的单相半波可控整流电路（一）无续流二极管电路的工作原理及波形电路图如图2-4a）所示，电源电压如图2-4b）所示，触发信号仍为与电源同步且控制角为的脉冲，如图2-4c）所示

3、。在到阶段，晶闸管VT承受正向电压但没有触发信号，晶闸管不会导通，、都等于零。当的时刻，晶闸管VT被触发导通.导通期间内有方程解此方程可得输出电流为:当电源电压过零时，由于电感的存在，这时的电流并不为零，晶闸管VT不会关断。可得关于导通角的方程为在之后，由于晶闸管VT关断，、又都保持为零，直至下一个周期又重复上面分析的过程。（二）有续流二极管电路的工作原理为了提高整流器输出电压的平均值和减小变压器的发热损耗，按图2-5a)所示极性在负载两端并联一功率二极管VD，VD称为续流二极管。图2-5有续流二极管的单相半波可控整流电路及其工作波形（三）有续流

4、二极管电路工作时的数学表达式1．输出电压在电流断续、电流连续或电感足够大的几种情况下，有续流二极管电路的输出电压在一个周期内的表达式都为输出电压的直流分量（平均值）为2．负载电阻R上电压平均值3．输出电流平均值4．元件电压、元件电流晶闸管VT所承受的断态正向峰值电压、反向峰值电压及二极管VD的反向峰值电压都为。5．控制角的有效移相范围为.6．晶闸管VT的元件导通角。2.2.3电阻负载的单相桥式全控整流电路图2-6电阻负载的单相桥式可控整流电路及工作波形（一）工作原理图2-6的桥式整流电路与图2-3的单相半波整流电路相比，桥式整流把电源电压的负半波

5、也利用起来了，使输出电压在一个电源周期中由原来的只有一个脉波变成了有二个脉波，改善了波形，提高了输出。在变压器的副方绕组中，绕组电流的波形如图2-6h）所示，两个半周期的电流方向相反且波形对称，因此不再存在半波整流电路中的变压器直流磁化问题，提高了变压器的绕组利用率。（二）输出电压的平均值（三）电感L上的电压及电阻R上的电压（四）输出电流（五）晶闸管电流由于两晶闸管对轮流导通，在一个正弦周期内各导通180°，故流过各晶闸管上的电流是幅值为、宽度为180°的矩形波电流，所以其平均值为晶闸管电流的有效值为（六）元件电压元件的最大断态正向电压、最大反向

6、电压都为。（七）控制角与导通角控制角的有效移相范围为，但从式（2-18）可看到，当时，输出电压的平均值为负。元件的导通角。2.2.5单相桥式半控整流电路图2-8单相桥式半控整流电路及其L足够大时的工作波形（一）晶闸管共阴极接法电路从波形图可知，输出电压的平均值为失控现象图2-9单相桥式半控整流电路失控时的波形（二）有续流二极管的晶闸管共阴极接法电路图2-10有续流二极管的单相半控整流电路及其L足够大时的工作波形（三）晶闸管在同一桥臂的电路图2-11晶闸管在同一桥臂的单相半控整流电路及其L足够大时的工作波形2.3三相半波可控整流电路图2-12电阻负

7、载时的三相半波可控整流电路及时的工作波形（一）控制角及触发脉冲顺序三个晶闸管的导通顺序是（二）时输出电压在一个周期中的分段表达式为输出电压的平均值为电流是连续的，其平均值为（三）时图2-13时电阻负载的三相半波可控整流电路波形图2-14电阻负载三相半波可控整流时的工作波形图时，输出电压的平均值为：输出电流的平均值元件电流的平均值元件电流的有效值、变压器副方绕组电流的有效值为2.3.2电感负载的三相半波可控整流电路图2-15电感性负载三相半波可控整流时的工作波形（一）工作原理（二）输出直流电压的平均值（三）输出电流的平均值（四）晶闸管元件电流（五）

8、晶闸管电压最大反压，最大正向阻断电压都为（六）控制角的移相范围的移相范围应是，有续流二极管时2.3.3共阳极连接的三相半波可控整流电路图