第2章整流电路_电力电子应用技术.ppt

《第2章整流电路_电力电子应用技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1第2章整流与有源逆变2.1单相可控整流电路2.2三相可控整流电路2.3变压器漏感对整流电路的影响2.4整流电路的谐波和功率因数2.5整流电路的有源逆变工作状态2.6晶闸管直流电动机系统2.7相控电路的驱动控制本章小结将交流电转换成直流电的变换称之为整流，实现整流变换的装置称之为整流器。可控整流不控整流整流逆变在整流变换过程中，其平均功率（或能量）的流向是从交流电源流向直流负载。有源逆变无源逆变在逆变过程中，其平均功率（或能量）是从直流侧流向交流侧的。图2-1整流与逆变的功率流向工业应用中常常需要把直流电能

2、转换成交流电能，这种对应于整流的逆向过程称之为逆变。图2-2部分常用的整流电路可控整流电路的主元件在采用晶闸管时，其控制方式都采用相位控制，故这类整流电路又称之为相控整流。c）d）除c）、d）外a）～e）f）、g）b）、f）c）、d）、e）、g）a）、b）*、f）c）、d）、e）、g）42.1单相可控整流电路2.1.1单相半波可控整流电路2.1.2单相桥式全控整流电路2.1.3单相全波可控整流电路2.1.4单相桥式半控整流电路5图2-3单相半波可控整流电路1、带电阻负载的工作情况（二）理想化假设⑴开关元件是

3、理想的开关：通态压降=0；断态电阻无穷大;漏电流=0;开关过程瞬间完成；⑵变压器是理想的：漏抗、绕组电阻、励磁电流=0⑶电网电压是理想的正弦波（一）主电路⑴T为整流变压器；⑵注意各物理量的参考方向问题：元件可能触发导通的区间？何时关断？为什么？2.1.1单相半波可控整流电路6图2-3单相半波可控整流电路及波形（同频/同周期、有协调的相位关系＝＝正常工作的条件）（三）工作原理及波形分析⑴控制角α:从SCR承受正向电压时刻起到触发脉冲前沿时刻之间的时间所对应的电角度。＝》把不控器件（二极管）的导通时刻后移的电角

4、度。⑵元件导通角θ（导电角）：元件在一周期内导通的时间所对应的电角度。本例θ=π-α⑶移相：改变触发脉冲出现时刻，即改变控制角大小。改变α角的大小就可以控制输出电压的大小实现“移相控制”，被简称“相控”。⑷移相范围：控制角α能够变化的范围，本例0～180°⑸换相（换流）：电流从一个元件转移到另一个元件的过程。(四)几个名词术语8Vd是控制角α的函数；α愈大Vd愈小；当α＝0时为最大值；当α＝π时，Vd=0。α的移相范围为0～π。(五)基本量的计算电源电压⑴输出直流电压平均值Vd（3）晶闸管电流的有效值IT:

5、由于两晶闸管对轮流导通，在一个正弦周期内各导通θ,所以晶闸管平均电流为负载平均电流Id的一半。晶闸管电流平均值:⑵输出直流电流平均值Id：对单相半波电路的分析可基于下述方法进行：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2-3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。器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。2、带阻感性负载的工作情况1)无续流二极管电路的工

6、作原理及波形图2-4电感负载的单相半波可控整流电路及波形原理及波形分析：与带电阻性负载电路相比：整流输出电压和整流输出电流波形性与电阻性负载不同。由于电感的存在，输出电流波形与电压波形不同。整流电压波形存在过零变负部分，使得整流输出电压减小。2）有续流二极管电路的工作原理及波形为了提高整流器输出电压的平均值和减小变压器的发热损耗，按图2-5a)所示极性在负载两端并联一功率二极管VD，VD称为续流二极管。图2-5有续流二极管的单相半波可控整流电路及其工作波形问题：有续流二极管和没有续流二极管相比，整流电路输出

7、电压、电流及晶闸管两端电压波形有何不同？3）有续流二极管电路工作时的数学表达式1.输出电压在电流断续、电流连续或电感足够大的几种情况下，有续流二极管电路的输出电压在一个周期内的表达式都为输出电压的直流分量（平均值）为2.负载电阻R上电压平均值3.输出电流平均值4.元件电压、元件电流晶闸管VT所承受的断态正向峰值电压、反向峰值电压及二极管VD的反向峰值电压都为。5.控制角的有效移相范围为。6.晶闸管VT的元件导通角。VT的α角移相范围为180。简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯

8、直流磁化。实际上很少应用此种电路。分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。单相半波可控整流电路的特点图2-6电阻负载的单相桥式可控整流电路2.1.2单相桥式全控整流电路1、带电阻负载的工作情况1、T1、T4一组，T2、T3一组：两组间、上下桥臂间触发脉冲相差180°电角度。2、问题：元件可能触发导通的区间？何时关断？为什么？问题：当晶闸管承受反压关断时，VT两端电压是？数量关系a角的移相范围为180。向负