2第二讲 基本知识回顾(2).ppt

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1、第二讲电力电子学基本知识回顾(2)开关电路实现电力变换和控制基本原理半导体电力开关器DC/DC变换基本电路DC/ACPWM逆变电路晶闸管相控整流及有源逆变晶闸管AC/AC直接变频19/2/20211基本知识回顾(2)2.4DC/ACPWM逆变电路22.4.1单极性倍频SPWM逆变电路2.4.2双极性SPWM逆变电路2.4.3180°导电单脉波三相逆变电路2.4.4三相SPWM逆变电路2.4DC/ACPWM逆变电路2.4.1单极性倍频SPWM逆变电路载波比：调制比：3调制比：基波幅值：基波有效值2.4.1单极性倍频SPWM逆变电路(续)4次载波比：半周脉波数：最低次谐波为：(比

2、导电方波角小21%,即(0.9-0.707)/0.9=0.21)方波的基波幅值方波的基波有效值2.4.2双极性SPWM逆变电路5半周中输出电压有两种电平：，，输出电压基波幅值2.4.2双极性SPWM逆变电路（续1）62.4.3180°导电单脉波三相逆变电路（2）三相桥式逆变器72.4.3180°导电单脉波三相逆变电（续1）8负载线电压星型负载相电压相电压基波幅值线电压基波有效值线电压基波幅值2.4.4三相SPWM逆变电路三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制92.4.4三相SPWM逆变电路三相逆变器输出电压和波形的SPWM控制(续1)102.4.4三相SPWM逆变电路三相逆变

3、器输出电压和波形的SPWM控制(续2)（1）驱动信号可由硬件电路实现，亦可由软件MicroProcessor.或DSP实现。（2）提高电压利用率，可改变vr或采用空间矢量控制。112.4.4三相SPWM逆变电路（续1）输出相电压VAO为双极性；星形负载相电压VAN为单极性。输出线电压VAB为单极性。P=N=3,最低次谐波为2P-1=2N-1次。（比方波小21％）（比方波小21％）12三相导电：相电压幅值线电压幅值线电压有效值2.5晶闸管相控整流及有源逆变电路常用的三种三相桥式整流电路：不控整流（a）全控整流（b）：不控整流电路中的二极管换成晶闸管半控整流（c）：不控整流电路中

4、共阴接法的二极管换成晶闸管图中：去掉一个桥臂即变成单相桥式整流电路；SCR换成D，即变成不控整流132.5.1三相桥式全控整流电路阻性负载时不控整流及α＝0的全控整流：平均值：6个自然换相点把一个周期分成6个相等的时段：三相电压瞬时值最正的一相上管自然导通，换相点为1、3、5；瞬时值最负的一相下管自然导通，换相点为2、4、6。任何时刻上下各有一个二极管导通，把线电压最大的瞬时值接至负载。图(c)粗线。从开始，依次是开关器件6、1；1、2；2、3；3、4；4、5；5、6；6、1导电，每个器件持续导电14感性负载时的整流特性α＝180°时vD波形15输出功率有源逆变要实现有源逆变

5、必须有直流电源2.5.1三相桥式全控整流电路（续1）感性负载时的整流特性α＝60°时vD波形16感性负载时的整流特性α＝90°时vD波形17感性负载时的整流特性α＝120°时vD波形182.5.1三相桥式全控整流电路（续2）感性负载电流连续iD≡ID时193、中的谐波电流相位滞后交流电源相电压的相位角等于晶闸管相控触发角负载电流iD脉动很小，近似平行于横标；大小：晶闸管的电流iT为180°单向矩形波电源电流is为180°正、负矩形波。基波电流有效值电源基波功率因数角φ1＝α；α越大，cosφ1越小。（结论适于所有相控整流电路）电源功率因数2.5.1单相桥式全控整流电路（续3）

6、电感性负载：L很大，ωL＞＞R，φ≈90°，α<φ，电流连续且忽略脉动202.5.1三相桥式全控整流电路（续4）21（2）输出电压vD的脉动频率是电源频率的6倍，最低次谐波为6次谐波。（3）交流电源电流的波形：幅值为ID，宽度为120°的交流方波，除基波外，还含有6k±1等次谐波。（4）电源基波功率因数：∵超前方波电流的起点30°就是基波电流的起点，∴相电流基波的起点比相电压滞后α。电源基波功率因数也是cosφ1＝cosα。（1）整流电压的平均值VD为：Vlm为交流电源线电压最大值Vl为线电压有效值，Vs为相电压有效值.当α<90°时，VD为正值；当α＝90°时，VD＝0；当

7、α>90°时，VD为负值。2.5.2相控整流输出电压波形分析222.5.2相控整流输出电压波形分析（续1）232.5.2相控整流输出电压波形分析（续2）242.5.2相控整流输出电压波形分析（续3）252.6晶闸管相控交流－交流直接变频器正反组单相全控桥变流器并联(类似直流可逆主电路)构成单相输出的相控交交直接变频器。控制正反组变流器的随时间周期性变化，负载端电压就成为频率可控的交流电压。，和的平均值相等，但瞬时值不相等。、图(d)表明：负载输出电流与输出电压不同相位时，正反组变流器在不同时段工作在整流