电力电子技术ppt(3).ppt

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1、第三章AC-DC变换技术LOGO第3章AC-DC变换技术3.1整流电路概述3.2桥式不可控整流电路3.3单相相控整流电路3.4三相相控整流电路3.5交流侧电抗对相控整流电路性能的影响3.6相控整流电路的谐波和功率因数3.7大功率相控整流电路3.8相控电路的驱动控制本章小结3.1整流电路概述所谓整流就是将交流电转变为直流电的过程，而完成整流过程的电力电子电路称为整流电路。1．整流电路的应用整流电路主要应用于以下领域。(1)电化学处理，例如：电镀、金属精炼以及化学气体(氢气、氧气、氯气)的生产等。(

2、2)可调速的直流传动系统和交流传动系统。(3)高压直流输电系统。(4)通用交一直一交电源，包括不问断电源系统。(5)新能源发电技术，例如：太阳能光伏发电、风力发电、燃料电池等的电能转换电路。2．整流电路的分类整流电路的分类方法有很多种。(1)根据所采用的器件，可分为不可控整流电路、半控整流电路和全控整流电路。(2)根据电路结构，可分为半波整流电路和桥式整流电路。(3)根据整流电路交流输入相数，可分为单相整流电路、三相整流电路和多相整流电路。(4)根据整流电路输出电压方向、电流方向及功率流向，可分

3、为单象限整流电路、两象限整流电路和四象限整流电路。(5)根据控制方式，可分为不可控整流电路、相控整流电路和PWM整流电路。3.2桥式不可控整流电路在交—直—交变频器、不间断电源、开关电源等应用场合中，大量应用。最常用的是单相桥和三相桥两种接法。由于电路中的电力电子器件采用整流二极管，故也称这类电路为二极管整流电路。3.2.1单相桥式不可控整流电路1.电感性负载时工作情况(1)u2正半周时，A点电位高于B点电位，则VD1、VD4承受正向电压而导通，VD2、VD3承受反向电压而截止，负载电压ud与u

4、2波形相同，由于电感L的平波作用，负载电流的波形近似为直线。(2)u2负半周时，B点电位高于A点电位，则VD1、VD4承受反向电压而截止，VD2、VD3承受正向电压而导通，负载电压ud与u2波形相反，负载电流id的方向不变。由于不可控整流电路的换流不需外加控制信号，故，这些点称为VD2、VD3的自然换流点，这些点称为VD1、VD4的自然换流点，统称自然换流点。直流输出电压平均值为直流输出电流平均值为二极管承受的最大反向电压为变压器二次侧电流之的波形为矩形波，其有效值2.带电容滤波时的工作情况基本

5、工作过程如下(1)在u2正半周过零点至t=0期间，因为u2

6、路空载时(即R=∞)，输出电压最大，当电路重载时(即R很小)，趋近于电阻负载时的特性,通常在设计时根据负载的情况选择电容C值，一般按式(3-3)进行选取。式中：T为交流电源的周期。此时，输出电压Ud约为1.2U2。(3-3)在稳态时，直流输出电流平均值3.2.2三相桥式不可控整流电路图3-3三相桥式不可控整流电路原理图图3-4三相桥式不可控整流电路变形后的原理图图3-5三相桥式不可控整流电路带电感性负载工作波形分析可以看到以下几点。(1)任一时刻，均有两个二极管同时导通，其中电位最高相的共阴极组

7、的二极管和电位最低相的共阳极组的二极管导通，每个二极管导通120。(2)6个二极管的导通顺序为VDl-VD2-VD3-VD4-VD5-VD6。共阴极组换流顺序为VDl-VD3-VD5-VDl，自然换流点为图3-5中的d、e、f等点；共阳极组换流顺序为VD2、VD4、VD6，自然换流点为图3-5中的g、h、i等点。(3)三相桥式不可控整流电路输出电压为变压器二次侧线电压，波形是变压器二次侧线电压的包络线，如图3-5所示。(4)为了计算简便，以线电压过零点作为计算的起点，计算整流电路直流输出电压平

8、均值(3-5)直流输出电流平均值(3-6)显然每个二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值。3.3单相相控整流电路3.3.1单相半波相控整流电路1.电阻性负载1）工作原理变压器T起变换电压和电气隔离的作用。电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00名词术语和概念(1)半波整流。整流输出电压为脉动直流，波形只在正半周内出现，故将上述电路称为半波整流。(2)相控方式。这种通过控制触发脉冲与