现代电力电子技术ModernPowerElectronics.ppt

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1、现代电力电子技术ModernPowerElectronics第4章相控型整流和逆变电路(part1)重点和难点1、相控整流电路的原理和分析方法2、相控逆变电路的原理和分析方法第4章相控型整流和逆变电路4.1整流器的定义和分类4.2整流器的性能指标4.3单相相控整流电路4.4三相相控整流电路4.5大容量相控整流电路4.6相控整流电路的换相压降4.7整流电路的谐波分析4.8有源逆变电路4.9晶闸管相控电路的驱动控制4.1整流器的定义和分类（1）输出的直流电压大小可以控制；（2）输出直流侧电压和交流侧电流中的纹波都必须限制在允许范围内；（3）整流器的效率

2、要高。利用电力电子器件的可控开关特性把交流电能变为直流电能的整流电路构成的系统称为整流器。2、整流器电路性能和控制方式必须满足的要求：1、定义：4.1整流器的定义和分类整流电路:交流转换为直流按照输入交流电源的相数:单相、三相和多相整流电路；按电路中组成的电力电子器件控制特性:不可控、半控和全控整流电路；根据整流电路的结构形式:半波、全波和桥式整流电路等类型。相控整流电路:电压可调；二极管整流电路:电压固定；整流电路的类型：第4章整流电路14.1整流器的定义和分类4.2整流器的性能指标4.3单相相控整流电路4.4三相相控整流电路4.5大容量相控整流

3、电路4.6相控整流电路的换相压降4.7整流电路的谐波分析4.8有源逆变电路4.9晶闸管相控电路的驱动控制4.2整流器的性能指标整流器的输出电压是脉动的，其中除了有主要的直流成分外，还有一定的交流谐波成分。定义整流器的输出电压的交流纹波有效值UH与直流平均值UD之比为电压纹波系数γu。即1、电压纹波系数γu（4.2.1）如果直流输出电压有效值用U表示，则，因此有：若第n次谐波峰值为Unm,则定义Unm与UD之比为电压脉动系数Sn，（4.2.3）（4.2.2）2、电压脉动系数Sn4.2整流器的性能指标整流电路输入断为各次谐波电流之和。输入电流总畸变率T

4、HD（TotalHarmonicDistortion）又称谐波因数HF（HarmonicFactor），是指除基波电流以外的所有谐波电流有效值与基波电流有效值之比，即3、   输入电流总畸变率THD（4.2.4）式中Isn为n次谐波电流有效值。4、   输入功率因数PF定义交流电源输入有功功率平均值P与其视在功率S之比为输入功率因数PF（Powerfactor）,即对于无畸变的正弦波，谐波电流在一个周期内的平均功率为零，只有基波电流Is1形成有功功率上式中φ1是输入电压与输入电流基波分量之间的相位角。则称为基波位移因数(或基波功率因数)，于是输入功

5、率因数为:（4.2.5）（4.2.6）4.2整流器的性能指标上式表明：功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定。φ1越小，基波功率因数越大，相应的PF也越大。另一方面，输入电流总畸变率THD越小，功率因数PF也越大。4、   输入功率因数PF(续)（4.2.7）中称为基波因数，且有所以式（4.2.6）4.2整流器的性能指标第4章整流电路14.1整流器的定义和分类4.2整流器的性能指标4.3单相相控整流电路4.4三相相控整流电路4.5大容量相控整流电路4.6相控整流电路的换相压降4.7整流电路的谐波分析4.8有源逆变电路4.9晶闸管相控

6、电路的驱动控制在单相相控整流电路中，定义晶闸管从承受正向电压起到触发导通之间的电角度α称为控制角(或移相角)，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用θ表示。4.3.1单相半波相控整流电路图4.3.1单相半波可控整流1.电阻性负载（4.3.1）4.3.1单相半波相控整流电路上式(4.3.1)表明，只要改变控制角α(即改变触发时刻)，就可以改变整流输出电压的平均值，达到相控整流的目的。1.电阻性负载时参数计算：根据波形图4.3..1(b)，可求出整流输出电压平均值为：移相范围：整流输出电压Ud的平均值从最大值变化到零时，控制角α的变化范围为移相范

7、围。当α=0时，Ud=0，当α=π时，Ud=0.45U2为最大值。单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为π。图4.3..1单相半波可控整流波形图这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。(4.3.2)4.3.1单相半波相控整流电路1.电阻性负载时参数计算（续）：图4.3..1单相半波可控整流波形图根据有效值的定义，整流输出电压的有效值为(4.3.3)那么，整流输出电流的平均值Id和有效值I分别为电流的波形系数Kf为(4.3.6)(4.3.4)(4.3.5)上式(5.2.7)表明，控制角α越大，波形系

8、数Kf越大。4.3.1单相半波相控整流电路1.电阻性负载时参数计算（续）：图4.3..1单相半波可控整流原理(4.3.7)