电气类 第3章__相控整流电路(《电力电子技术》课件).ppt

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1、第3章相控整流电路3.1单相相控整流电路3.2三相相控整流电路3.3整流电路的谐波分析3.4有源逆变原理3.5三相有源逆变电路3.6逆变失败及最小逆变角的确定3.7晶闸管直流可逆拖动系统的工作原理第3章相控整流电路能够将交流电能转换为直流电能的电路，称为整流电路。整流电路中的主要电力电子器件是半控型的晶闸管，与其对应的主要变换电路是相控整流电路。相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定，是目前获得直流电能的主要方法，得到了广泛的应用。本章主要研究单相、三相相控整流电路的工作原理与主要特性。本章要求熟练掌握单相、三相相控整流电路的基本原理、波形分析及各种负载对电

2、路工作的影响，并掌握上述电路的设计计算方法。3.1单相相控整流电路3.1.1单相半波相控整流电路3.1.2单相桥式半控整流电路3.1.3单相桥式全控整流电路3.1单相相控整流电路单相相控整流电路按电路的接线型式可分为单相半波、单相全波和单相桥式三种。在实际应用中，整流电源的负载又有电阻、电感以及反电势等不同性质。负载性质不同对整流电源的要求和影响也不同3.1.1单相半波相控整流电路1.电阻性负载1)整流电路3.1.1单相半波相控整流电路2）工作原理u2负半周，晶闸管T承受正向电压。0-期间，没有触发脉冲，T正向阻断。时刻加触发脉冲，T导通，R上有电流流过。负载电

3、压ud=u2。u2负半周，晶闸管承受反向电压，处于反向截止状态，u2全部加在晶闸管两端，负载上的电压为零。3.1.1单相半波相控整流电路3）整流波形4）整流电压图3.1单相半波相控整流电路及其波形3.1.1单相半波相控整流电路5）几个术语从晶闸管开始承受正向阳极电压到施加触发脉冲使其导通之间的电角度，称为触发角或控制角。晶闸管开始导通到关断之间的角度，称为导通角。整流输出电压的平均值从最大值变化到零时所对应的的变化范围，称为移相范围。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控方式。3.1.1单相半波相控整流电路2.电感性负载1）不带续流二极管工作

4、原理电源电压的正半周，晶闸管处于正向阻断状态。时触发晶闸管，晶闸管由正向阻断状态转为导通状态，电流从0开始上升，至时上升至最大值，随后开始下降。在电源电压由正变负的过零点处，由于电感储能作用，使尚未降至零，晶闸管仍处于导通状态。图3.2感性负载单相半波整流电路及其波形3.1.1单相半波相控整流电路输出电压平均值2）带续流二极管当过零变负时，续流二极管因承受正向电压而导通，负载电流经续流二极管构成通路，电感释放储能。图3.3带续流二极管的单相半波相控整流电路及其波形3.1.1单相半波相控整流电路流过晶闸管的电流平均值为流过续流二极管的电流平均值为流过晶闸管和续流二

5、极管的电流有效值分别为3.1.2单相桥式半控整流电路1.带续流二极管在正半周，T1承受正向阳极电压。在控制角为时触发晶闸管T1，则T1和D2导通，负载电流从a点经T1、负载、D2回到b点。此时整流电路的输出电压。当过零变负时，由于电感的作用，T1仍继续导通，但由于此时b点电位高于a点电位，D1正偏导通，D2反偏截止，D2、D1自然换相，负载电流从a点经T1、负载、D1回到a点，形成不经过变压器的续流状态，输出电压接近于零。在负半周，T2承受正向阳极电压。在时触发晶闸管T2，则T2和D1导通，T1承受反向电压而截止。负载电流从b点经T2、负载、D1回到a点。此时整

6、流电路的输出电压。当过零变正时，D2正偏导通，D1反偏截止，D1、D2自然换相，负载电流从b点经T2、负载、D2回到b点，形成不经过变压器的续流状态，输出电压接近于零。3.1.2单相桥式半控整流电路图3.4单相桥式半控整流电路及其波形3.1.2单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路虽然自身有自然续流能力，但在实际运行中，当突然增大至或触发脉冲突然丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的现象，此时触发脉冲对输出电压失去了控制作用，称为失控。2.带续流二极管并联续流二极管后，当电源电压降至零时，负载电流经续流二极管续流，晶闸管电流降至维持电流以下而关

7、断，从而避免了失控现象。图3.5并联续流二极管的单相桥式半控整流电路及其波形3.1.2单相桥式半控整流电路并联续流二极管的输出电压平均值输出电压有效值晶闸管电流平均值和有效值分别为续流二极管的电流平均值和有效值分别为3.1.3单相桥式全控整流电路1.电阻性负载图3.6带电阻性负载的单相桥式全控整流电路及其波形3.1.3单相桥式全控整流电路正半周时，a点电位高于b点电位，两个晶闸管T1、T4同时承受正向电压。门极无触发信号，则两个晶闸管处于正向阻断状态，电源电压将全部加在T1、T4上，两个晶闸管各自承受电源电压的一半，负载电压为零。在时，给T1、T4同时施加触发脉

8、冲，T1、T4即时导通，