电力电子技术 第3章 整流电路n.ppt

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1、第1章第1页引言整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种按交流输入相数分为单相电路和多相电路交流电动机~直流发电机直流电动机负载整流装置第1章第2页引言本章内容：可控整流电路：工作原理（波形分析）、基本数量关系、负载性质的影响整流电路的谐波和功率因数分析相位控制电路的驱动控制3.1单相可控整流电路首先假设以下几点：(1)开关元件是理想的，即开关元件(晶闸管)导通时，通态压降为零，关断时电阻为无穷大；(2)变压器是理想的，即变压器漏抗为零，绕组的电阻为零

2、、励磁电流为零。第1章第4页3.1单相可控整流电路重点：工作原理（波形分析）、定量计算、不同负载的影响。3.1.1单相半波可控整流电路SinglePhaseHalfWaveControlledRectifier基本概念：单相：交流侧接单相电源半波：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流可控：采用了可控器件晶闸管第1章第5页1.带电阻负载的工作情况Resistiveload图1单相半波可控整流电路及波形变压器T起变换电压隔离电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同3.1.1单相半

3、波可控整流电路基本工作原理工作过程和特点：（1）在U2的正半周，VT承受正向电压，0～ωt1期间，无触发脉冲，VT处于正向阻断状态，UVT＝U2，Ud=0;（2）ωt1以后，VT由于触发脉冲UG的作用而导通，则Ud=U2,UVT=0,Id=U2/R，一直到π时刻；（3）π～2π期间，U2反向，VT由于承受反向电压而关断,UVT=U2,Ud=0。以后不断重复以上过程。特点：为单拍电路，易出现变压器直流磁化，应用较少。图3-2单相半波可控整流电路及波形图(纯电阻负载)第1章第7页两个重要的基本概念触发延迟角

4、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α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。α＋θ＝移相：改变α的大小，即改变触发脉冲在每个周期内出现的时刻，称为移相。a移相范围为这种通过控制触发脉冲的相位来控制输出电压大小的方式称为相位控制方式（相控方式）0～180πa越大，输出电压越小第1章第8页直流输出电压平均值（1-1）α＝0时，Ud=0.45U2；α＝π时，Ud=0，可见可以通过改变触发角，调整α来调整Ud直流电流平均值（1-2）基本数量关系

5、第1章第9页输出电压有效值（均方根值）（1-3）电流有效值（1-4）电流有效值用于选择器件、选择导线以及计算负载的有功功率等。例题中有体现。第1章第10页3.1.1单相半波可控整流电路图2带阻感负载单相半波可控整流电路及波形2.带阻感负载的工作情况resistor-inductorload阻感负载负载中感抗ωL与电阻R相比不可忽略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能发生突变。与电阻负载波形图的不同之处：图2ed第1章第11页3.1.1单相半波可控整流电路图2带阻感负载单相半波可

6、控整流电路及波形工作情况分段描述：ωt1～ωt2晶闸管导通，电源电压全部加到负载上；由于电感的作用，电路电流只能够从零逐渐增加；到ωt2时，电流达到最大值，此时电感存储的能量也达到最大；电流达到最大值的时间稍微滞后与电压最大值。第1章第12页3.1.1单相半波可控整流电路图2带阻感负载单相半波可控整流电路及波形ωt1～ωt2期间，感应电动势电流上升期间，感应电动势的方向阻碍电流变大，方向与电源电压方向相反，上正下负。第1章第13页3.1.1单相半波可控整流电路图2带阻感负载单相半波可控整流电路及波形工作

7、情况分段描述：ωt2～ωt3ωt2～ωt3期间，电流从最大值开始下降；此时电感产生的电动势阻碍电流下降；在ωt3=π,电源电压过零。但由于电感中感应电动势的作用，使晶闸管仍然承受正向电压，仍维持导通；第1章第14页3.1.1单相半波可控整流电路电感作用分析电感的存在，使负载电压波形出现负电压；电感越大，导通角越大，负面积也越大；当电感增大到使负面积接近正面积时，整流输出的直流电压Ud接近0。第1章第15页带阻感负载工作情况的详细分析*电力电子电路中存在非线性的电力电子器件，决定了电力电子电路时非线性电路

8、。电力电子电路的一种基本分析方法通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路，分段进行分析计算。3.1.1单相半波可控整流电路第1章第16页对单相半波电路的分析可基于上述方法进行：当VT处于断态时，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3-3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处于导通状态分段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。