现代电力电子技术――整流电路课件.ppt

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1、现代电力电子技术第三讲整流电路（DC/DC变换）3.1、基本整流电路1、单相半波（不）可控整流电路2、单相全波（不）可控整流电路3、单相桥式（不）可控整流电路（半控、全控）4、三相半波（不）可控整流电路5、三相桥式（不）可控整流电路（半控、全控）所带负载：电阻性负载、电感性负载、反电势负载、电容性负载波形分析：会波形分析，能从波形看出电路的工作情况基本数量关系：整流电压平均值、整流电流平均值、流过器件的电流有效值、器件在电路中承受的电压峰值3.2、整流电路的谐波3.2.1、电力电子装置的谐波电力电子器件工作于开关状态，电力电子装置是非线性负载，尽管发电厂发出的电压为正弦波，

2、但其输出电流非正弦。在线性负载上的压降非正弦,因此同一电网上的其他用电设备受到影响.如增加附加损耗、产生干扰、降低功率因数等。故需要抑制谐波电流。1、谐波分析方法通过对周期性非正弦函数进行付里叶级数展开进行分析。基波：频率与原周期函数的周期相同的波。谐波：除恒定分量和基波分量外的各项都为谐波。根据波形的对称情况，函数可能没有余弦项或正弦项以及恒定分量和偶次谐波。2、描述波形的各种方法和频谱有效值：方均根值。波形因数：有效值与平均值之比。畸变因数（基波因数）：用以表示任意交变分量与正弦波的差异。为基波分量有效值与原交变分量有效值之比。纹波因数：用于表述波形中所含谐波的总体情况

3、,用谐波分量有效值与直流平均值之比表示。脉动系数：最低次频率的谐波分量幅值与平均值之比。电压谐波含量：谐波电压的总有效值。电流谐波含量：谐波电流的总有效值。电压谐波总畸变率：电压谐波含量与基波电压有效值之比。电流谐波总畸变率：电流谐波含量与基波电流有效值之比。频谱：用横坐标表示各谐波分量的频率，用纵坐标表示谐波的幅值或相位。3、典型波形的谐波单相全控桥整流电路在大电感负载时输入电流基波和各次谐波有效值：In=（2√2Id）/（nπ）n=1,3,5,……三相全控桥整流电路在大电感负载时输入电流基波和各次谐波有效值：I1=(√6Id)/πIn=(√6Id)/(nπ),n=6k±

4、1,k=1,2,3,……可以看出：整流电路随着整流相数的增加，谐波含量在减少，且谐波幅值随谐波次数的增加而减小。整流输出电压的谐波：随着整流电路在一个周期内的脉波数的增加,纹波因数减小，增加整流相数是改善整流电路输出电压波形的重要措施。4、谐波的危害和治理方法谐波来源：发电环节、送电环节、用电环节、电力电子变换设备谐波危害：①对电动机的影响：引起附加损耗，产生机械振动和噪声②对补偿电容器的影响：产生谐振，使电容器过电压、发热。③对变压器的影响：引起变压器绕组损耗增加，局部发热，振动噪音加大。④对测量仪表、继电保护、自动化装置的影响：对感应式仪表影响较大，整流式仪表误差较大，

5、在谐波干扰较大地区选用电动式仪表较好。因继电保护大都依赖被测参数的瞬时值，故易使继电保护误动作。可能引起自动化系统的不稳定。⑤对通信的影响：干扰通信设备，影响通信质量。谐波抑制方法：①源头上的治理：采取措施减少电力电子装置产生的谐波,增加整流相数，采用多重化技术和PWM高频调制技术。②传播途径的治理：输入输出滤波。滤波方法：LC滤波、电力有源滤波3.3整流电路的功率因数1、功率因数定义正弦电路的功率因数：λ=P/S=cosΦ非正弦电路的功率因数：λ=P/S其中P和S包括了基波和各次谐波的功率。工频公用电网的功率因数：工频公用电网可以认为是无穷大电网，电压波形为正弦波，但电流

6、波形可能非正弦，只有非正弦电流中的工频基波分量才真正做有用功。有功功率：P=UI1cosФ1无功功率：Q=UI1sinФ1视在功率：S=UI,I为总电流有效值功率因数:λ=P/S=(I1/I)cosФ1=KdcosФ1其中Kd为电流畸变因数，也称基波因数，谐波越大，Kd越小。cosФ1为基波功率因数或位移因数。2、典型整流电路的功率因数单相全控桥整流电路：λ=(I1/I)cosФ1=(2√2)/πcosα≈0.9cosα三相全控桥整流电路：λ=(I1/I)cosФ1=3/πcosα≈0.955cosα3、提高功率因数的措施①选择合适的整流变压器变比，尽量避免整流电路处于深控

7、状态。②增加整流电路相数，采用多重化整流电路，减小电流的畸变。③采取无功补偿措施3.4多重化整流电路1、多重化的目的①提高电压和电流等级即提高功率等级②减小交流侧输入电流的谐波③提高功率因数2、三相12脉整流电路把两个三相桥式相控整流电路串联或并联使其输出电压有12个脉动波。整流变压器一次侧为Y型接法，二次侧分别采用Y型和△型接法，其线电压相等，容量也相等。两组桥串联：副边A相电流波形及折算到原边电流波形因整流变压器二次侧线电压相等。一次绕组和二次绕组的匝比为1:1（Y）:√3(△)。变压器副边Y接线电压相位超前△