第十一讲___整流与有源逆变6ppt课件

1、电 力 电 子 技 术Power Electronic Technology整流与有源逆变整流与有源逆变合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组1) 1) 脉冲形成环节脉冲形成环节 V4、V5 脉冲形成 V7、V8 脉冲放大 控制电压uco加在V4基极上图2-54 同步信号为锯齿波的触发电路 电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，一次绕组接在V8集电极电路中。220V36V+BTP+15VAVS+15V-15V-15VX Y接封锁信号RQutsVD1VD2C1R2R4TSV2R5R8R6R7R3R9R10R11R12R13R14R16R15R18R17RP1ucoupC2C3C3C

2、5C6C7R1RP2V1I1cV3V4V6V5V7V8VD4VD10VD5VD6VD7VD9VD8VD15VD11VD14合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组220V36V+BTP+15VAVS+15V-15V-15VX Y接封锁信号RQutsVD1VD2C1R2R4TSV2R5R8R6R7R3R9R10R11R12R13R14R16R15R18R17RP1ucoupC2C3C3C5C6C7R1RP2V1I1cV3V4V6V5V7V8VD4VD10VD5VD6VD7VD9VD8VD15VD11VD14脉冲形成环节脉冲形成环节 脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间常

3、数R11C3有关。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组2) 2) 锯齿波的形成和脉冲移相环节锯齿波的形成和脉冲移相环节锯齿波电压形成采用恒流源电路。锯齿波电压形成采用恒流源电路。恒流源电路方案，恒流源电路方案，由由V1、V2、V3和和C2等元件组成等元件组成 V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路图2-54 同步信号为锯齿波的触发电路合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 工作原理： V2截止时，恒流源电流I1c对电容C2充电 V2导通时，因R4很小故C2迅速放电，ub3电位迅速降到零伏附近；V2周期性地通断，ub3便形成一锯齿波，同样ue3也是一个锯齿波。调节RP2，即

4、改变C2的恒定充电电流I1c，可见RP2是用来调节锯齿波斜率的。tICtICuccc111d1=射极跟随器V3的作用是减小控制回路电流对锯齿波电压ub3的影响；V4基极电位由锯齿波电压、控制电压uco、直流偏移电压up三者作用的叠加所定；876873/RRRRRuueh=76876/RRRRRuupp=86786/RRRRRuucoco=合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组vM点是V4由截止到导通的转折点，也就是脉冲的前沿；v加up的目的是为了确定控制电压uco=0时脉冲的初始相位；可令uco=0时，产生脉冲的M点位于锯齿波的中点，对应=90。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力

5、传动教研组3) 3) 同步环节同步环节同步同步要求触发脉冲的频率与主要求触发脉冲的频率与主电路电源的频率相同且相位关系确电路电源的频率相同且相位关系确定。定。锯齿波是由开关锯齿波是由开关V2管来控制的。管来控制的。V2开关的频率就是锯齿波的频率开关的频率就是锯齿波的频率由同步变压器所接的交流电压决由同步变压器所接的交流电压决定。定。V2由截止变导通期间产生锯齿波由截止变导通期间产生锯齿波V2截止状态持续的时间就是锯齿波的截止状态持续的时间就是锯齿波的宽度宽度取决于充电时间常数取决于充电时间常数R1C1。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 二次电压波形在负半周的下降段，VD1导通，

6、C1被迅速充电，因为O点接零电位，所以R点为负，Q点和R点接近，V2基极反向偏置，V2截止。在负半周的上升段，15V通过R1给电容C1反向充电，VD1截止，当Q点电位达到1.4V时，V2导通，Q点电位钳位在1.4V直至下一个负半周。V2截止时间越长，锯齿波越宽。该截止时间由充电时间常数R1C1决定。同步环节当uTS0时的等效电路和波形合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 双窄脉冲形成环节双窄脉冲形成环节 内双脉冲电路内双脉冲电路 V5、V6构成构成“或门或门当当V5、V6都导通时，都导通时，V7、V8 都截止，没有脉冲输出。都截止，没

7、有脉冲输出。只要只要V5、V6有一个截止，有一个截止， 都会使都会使V7、V8导通，有脉冲输出。导通，有脉冲输出。第一个脉冲由本相触发单元的第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角对应的控制角 产生。产生。隔隔60的第二个脉冲是由滞后的第二个脉冲是由滞后60相位的后一相触发单相位的后一相触发单元产生通过元产生通过V6）。）。220V36V+BTP+15VAVS+15V-15V-15VX Y接封锁信号RQutsVD1VD2C1R2R4TSV2R5R8R6R7R3R9R10R11R12R13R14R16R15R18R17RP1ucoupC2C3C3C5C6C7R1RP2V1I1cV3V4V6V

8、5V7V8VD4VD10VD5VD6VD7VD9VD8VD15VD11VD14合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组v 可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便v 晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，已逐步取代分立式电路v 目前国内常用的有KJ系列和KC系列，下面以KJ004为例v KJ004v 与分立元件的锯齿波移相触发电路相似v 分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节1112161151413943578R23+15 V+15 V+15 VRP1R24R2R20RP4R5R1R3R4R6R7R8R12R

9、10R11R14R19R13R25R26R27R28R20R22R16R17R21R18R15V3V2V1V18V19V20V4V5V6V12V13V14V15V16V9V10V11V8V7V17VS5VS1VS2VS3VS4VS6VS7VS8VS9VD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7C1C2ubucous图2-56 KJ004电路原理图合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组usa1234567111091413128161512345671110914131281615KJ004KJ004-15V+15V12345671110914131281615KJ004RP6RP3(1

10、 6脚为6路单脉冲输入)12345671110914131281615KJ041(1510脚为6路双脉冲输出)至VT1usbuscupucoR19R13R20R14R21R15R9R3R6R18R8R2R5R17R7R1R4R16R10R11R12C7C4C1C8C5C2C9C6C3RP4RP1RP5RP2至VT2至VT3至VT4至VT5至VT6RP1为调节锯齿波斜率的电位器；RP4为同步输入微调电位器；调节RP1和RP4就能得到理想的三相平衡度。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组10.3 触发电路的定相重点）触发电路的定相在三相SCR变流装置中，触发电路应保证每个SCR触发脉冲

11、与施加于SCR上的交流电压保持固定、正确的相位关系。正确选择同步电压相位以及获取不同相位同步的方法，称为触发电路的定相。措施：对三相SCR变流器来说，六个同步电压均由三相同步变压器的二次绕组提供。一般同步变压器的副边接成星形接法以获得公共地端。同步变压器原边接入为主电路供电的电网，可以保证频率一致；触发电路定相的关键是确定同步信号与晶闸管阳极电压的关系。Ott1t2uaubucu2ua-对于ua上的VT1来说，在t1t2区间均有导通的可能。这就要求触发电路能够在该区间发挥作用。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 变压器的接法和时钟表示方法： 符号：D-三角形接法；Y-星形接法；

12、数字代表钟点数，将十二小时与角度对应，即将360 分为12等份。 原边的A相电压UA定在12点钟，UB滞后UA120指向4点钟，UC超前UA120指向8点钟。 则由UAB=UA-UB，指向11点钟。同理，UCA指向7点钟，UBC指向3点钟。 在D,Y11的变压器中，原边接成D接法，意味着副边的Ua指向11点钟。D,y 11uAuBuCuaubucUcUbUaUABUAUBUC合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 以三相全控桥为例，采用锯齿波同步触发电路的情况： 对于负半周有效的电路uTS为负时才能产生触发脉冲），对于连接于ua相正向的VT1，应选用滞后ua1800的即反相的电压作为

13、VT1的同步电压us，常计为usa 。 对于连接ua反向的VT4，由于VT1和VT4触发导通相差180 ，所以选用和ua同步的电压作为VT4的同步电压us，常计为usa 。 同理可以获得其它四个SCR的同步电压。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 变压器接法：主电路整流变压器为D,y-11联结，同步变压器为D,y-11,5联结 图2-59 同步变压器和整流变压器的接法及矢量图D,y 11D,y 5-11TSuAuBuCuaubuc- usa- usb- usc+ usa+ usb+ uscUcUsc-UsaUbUsb-Usc-UsbUaUsaUABTR合肥工业大学电气工程学院电力

14、电子与电力传动教研组 表2-4 三相全控桥各晶闸管的同步电压采用锯齿波触发器电路时）晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+ua-uc+ub-ua+uc-ub同步电压-usa+usc-usb+usa-usc+usbD , y 11D , y 5-11TRTSuAuBuCuaubuc- usa- usb- usc- usa- usb- uscUcUsc-UsaUbUsb-Usc-UsbUaUsaUAB合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 表2-4 三相全控桥各晶闸管的同步电压采用锯齿波触发器电路时）晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+ua-uc+ub-

15、ua+uc-ub同步电压+usb-usa+usc-usb+usa-uscD , y 11D , y 5-11TRTSuAuBuCuaubuc- usa- usb- usc- usa- usb- uscUcUsc-UsaUbUsb-Usc-UsbUaUsaUAB 为防止电网电压波形畸变对触发电路产生干扰，可对同步电压进行R-C滤波，R-C滤波器会产生滞后角，当滞后角为60时合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组思考题：P9931题，三相全控桥，电动机负载，要求可逆运行，整流变压器接法为D,y-5，采用锯齿波触发器，并附有滞后30的R-C滤波器，决定晶闸管同步电压和同步变压器的联结形式。VT1同步信号应滞后ua180，因RC滤波器已使同步信号滞后了30，因此同步信号只要滞后150 即可。UcUbUaUABUA合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组UcUbUaUA-UsbUC-UsaUB-UscUsaUscUsb合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组LLGTBT