单片机第二章 整流电路n.

1、电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2.1 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 电容滤波的不可控整流电路 2.5 整流电路的谐波和功率因数 2.6 大功率可控整流电路 2.7 整流电路的有源逆变工作状态 2.8 晶闸管直流电动机系统 2.9 相控电路的驱动控制 本章小结电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一整流电路的分类：按组成器件分为按组成器件分为不控、半控

2、、全控三种。三种。按电路结构分为按电路结构分为桥式和和零式电路。按交流输入相数分为按交流输入相数分为单相和和多相电路。按变压器二次侧电流的方向分为按变压器二次侧电流的方向分为单拍和和双拍电路。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一图2-1 单相半波可控整流电路及波形1 1、电阻负载工作情况、电阻负载工作情况变压器：变换电压和电气隔离的作用。特点特点：电压、电流成正比，波形相同

3、。wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00 (Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一 移相范围a为180 基本概念：触发延迟角触发延迟角a ：晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度, 也称触发角或控制角。导通角导通角 ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度。直流输出电压平均值为：paaapwwp2cos145. 0)cos1 (22

4、)(sin221222UUttdUUd(2-1)电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2、 阻感负载工作情况特点特点：电感电流不能突变。负载阻抗角j，VT触发角a、导通角 关系。 图2-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形wttwwtwtwu20wt1p2 ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)+ + +电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一单相半波电路分析：当VT处于断态时；当VT处于通态时。

5、图2-3 单相半波可控整流电路的分段线性等效电路a)b)VTRLVTRLu2u2基本分析方法器件理想化，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。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一当VT处于通态时，如下方程成立：VTb)RLu2b) VT处于导通状态tURitiLwsin2dd2dd（2-2）初始条件：t= a ，id=0。求解式（2-2）并将初始条件代入可得当t= +a 时，id=0，代入式（2-3）并整理得 )sin(2)sin(22)(2djwjaawwtZUeZUitL

6、R（2-3）22)( LRZwRLwjarctan其中 ，电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一)sin()sin(tanjaqjajqe（2-4）结论：a 或不同时， 不同； 若 不变，a越大， 则小； 若 a 不变，越大， 越大。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一带续流二极管情况u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)图2-

7、4 单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形 当u u2 2过零变负时，VDR导通，u ud d为零，VT承受反压关断。L储存的能量保证了电流i id d在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流续流。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一 数量关系(id近似恒为Id）ddVT2IIpap（2-5）d2dVT2)(21ItdIIpapwppa（2-6）ddVDRIIpap2（2-7）d22dVD2)(21RItdIIpapwpapp（2-8）paaapwwp2cos145. 0)cos1 (22)

8、(sin221222UUttdUUdRUdI d电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一a a 移相范围为180。简单，输出脉动大，变压器二次侧电流含直流分量，铁芯直流磁化。很少应用。分析目的：建立整流电路基本概念。 特点VT，VDR承受最大反向电压为22U电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一1、电阻负载工作情况a)u (i )pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4图2-5 单相全控桥式

9、带电阻负载时的电路及波形工作原理及波形分析工作原理及波形分析VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。电路结构电路结构(Single Phase Bridge Contrelled Rectifier)电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一数量关系paaapwwp2cos19 . 02cos122)( dsin21222UUttUUd（2-9）a 角的移相范围

10、为180。输出平均电流值：晶闸管电流平均值：2cos145.0212ddVTaRUII（2-10）2cos19 . 02cos12222ddaapRURURUI(2-11)电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一晶闸管的电流有效值：变压器二次测电流有效值I2与输出直电流有效值I ：由式（2-12）和式（2-13）得：变压器的容量 S=U2 I2。VT承受的最大正、反向电压分别为papapwwppa2sin212)(d)sin2(21222VTRUttRUI（2-12）papapwwppa2sin21)()

11、sin2(12222RUtdtRUII（2-13）II21VT（2-14）22222UU、电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4图2-6 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形 u2、阻感负载工作情况 设电路已工作于稳态且电感很大，id d的平均值不变、连续且波形近似为直线。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月2

12、3日星期一u2 正半周，在a时刻，VT1和VT4 有触发信号开通。u2过零变负时，VT1和VT4并不关断。至t= +a 时刻， VT2和VT3导通，VT1和VT4关断。VT2和VT3导通，VT1和VT4关断，流过VT1和VT4电流迅速转移到VT2和VT3，此过程称换相，亦称换流。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一 数量关系apaaapwwpcos9 . 0cos22)(dsin21222dUUttUU（2-15）a a范围为90。与a无关为180。电流的平均值和有效值：i2为对称矩形波，相位由a决定

13、，有效值I2=Id。ddVT21IIddVT707. 021III晶闸管承受的最大正反向电压均为 。22U电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一3、 反电动势负载工作情况图2-7 单相桥式全控整流电路接反电动势电阻负载时的电路及波形 电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一|u2|E时，晶闸管有导通可能。a 角相同时，输出电压大。导通之后ud=u2， ， 至|u2|=E，id降至0使得晶闸管关断，此后ud=E 。R

14、Euidd与电阻负载相比，晶闸管提前了d 停止导电， d 称为停止导电角，212sinUEd（2-16）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一当 a 30 的波形（的波形（图2-14）特点：负载电流断续，晶闸管导通角等于150- a a。动画演示图2-12 a =0时的波形 a)Ruuuabacbcbacacbabacb)c)d)e)f)u2abca =0Owt1wt2wt3uGOudOOiVT1uwtwtwtwtwOtVT1电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Inst

15、itute of NEDU2022年5月23日星期一aapwwpapapcos17. 1cos263)(sin2321226562dUUttdUU)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262dapappwwppapUttdUU整流电压平均值的计算a30时，负载电流连续，有：a30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一l 负载电流平均值为; 晶闸管承受的最大反向电压为;晶闸管最大正向电压;RUIdd（2-20）222RM45. 2632

16、UUUU（2-21）22UUFM（2-22）a移相范围为150。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2、阻感负载特点：阻感负载，L值很大，id d波形基本平直。a30时：整流电压波形与电阻负载相同。a30时（如a=60时的波形如图2-16所示）。a移相范围为90。动画演示电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一wabacbcbacacbabacO tudiauaubucibiciduacwtOwtOOwtOOwt

17、awt图2-16 阻感负载,a =60时的波形电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一数量关系由于负载电流连续， Ud为：aapwwpapapcos17. 1cos263)(sin2321226562dUUttdUU变压器二次、晶闸管电流的有效值为：ddVT2577. 031IIII（2-23）负载电流平均值:ddUIR电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一晶闸管的额定电流为晶闸管最大正、反向电压峰值均为三相半波的

18、主要缺点：变压器二次电流中含有直流分量，应用较少。dVTVT(AV)368. 057. 1III（2-24）2RMFM45. 2UUU（2-25）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一三相桥应用最广泛的整流电路图2-17 三相桥式全控整流电路原理图导通顺序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一1、电阻负载工作情况当a60 时，ud、id波形连续，且形状一样。 波形图：

19、 a =0 （图218 ） a =30 （图219） a =60 （图220）当a60 时，ud波形每60中有一段为零。 波形图： a =90 （ 图221）a角的移相范围是120电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一（1）共阴组和共阳组同时各有一个元件导通，且不 能同相。（2）触发脉冲：VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6顺序，相位依次差60。共阴组VT1、VT3、VT5脉冲依次差120，共阳组元件类似。同一相上下两个桥臂器件脉冲相差180。 电路的特点特点电气工程学院电气工程学院Elect

20、rical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一（3）输出为6脉波。（4）为保证2个晶闸管同时导通,脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发（ 80 100 ) 一种是双脉冲触发（常用,20 30 ）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一a60 时时（a =0 图222；a =30 图223）ud d波形连续，工作情况与电阻负载相似。区别在于：负载电流id波形不同。 L足够大时， id的波形近似为一条水平线。2、阻感负载工作情况a a 6060 时（时（ a

21、=90图224） 阻感负载时，ud d波形会出现负的部分。a a角移相范围为90 。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一3、 定量分析当整流输出电压连续时（阻感负载或电阻负载a60 时）平均值为： 电阻负载a 60时，整流电压平均值为：Id=Ud /Rawwpapapcos34.2)(sin63123232dUttdUU（2-26）)3cos(134. 2)(sin6323

22、2dapwwppapUttdUU（2-27） 输出电流平均值为电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一阻感负载时，器件电流平均值阻感负载时，器件电流有效值阻感负载时，变压器二次侧电流有效值为：ddddIIIII816. 03232)(3221222ppp13V T ddII13V TdII电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一阻感负载时，器件电压接反电势阻感负载时的Id为：REUIdd2262.45UUUUFMRM

23、电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一漏感用一个集中电感漏感用一个集中电感LB表示。表示。三相半波为例，然后结论推广。三相半波为例，然后结论推广。图2-25 考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一VT1换相至VT2的过程： ia、ib不能突变,VT1和VT2同时导通，相当于a、b两相短路。ib逐渐增大，ia逐渐

24、减小。当ib增大到Id时，ia=0，VT1关断,换流过程结束。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一换相重叠角g 换相过程持续时间。换相过程持续时间。换相压降瞬时值瞬时值换相过程中，整流输出电压瞬时值换相过程中，整流输出电压瞬时值ud。换相压降平均值平均值。aabaabdad1d22iuuuuLuutB556655dabB66BBd0313d()d()22233d( )22aIadiUutLtdtLiX Ippagagppaawwppwpp dLaab26sin()6uuUtpw电气工程学院电气工程学院

25、Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一换相重叠换相重叠角角g的计算的计算2abBB2B22BB2B6sin()d6d22d6sin()d2666sin()d()cos()2626566coscos()26aaaadadUtiutLLiUttXUUitttCXXtiIUitIXpwpwwppwwwwppaw a由上式得出：进而得出：由初始条件时，得电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一 当 时， ，于是65pgawt0aig g 随其它参

26、数变化的规律： （1） Id越大则g g 越大； （2） XB越大g g 越大； （3） 当a a90 时，a a 越小g g 越大。)cos(cos26B2dgaaXUI2dB62)cos(cosUIXgaa电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一 变压器漏抗对各种整流电路的影响 dUdBIXpdB2IXpdB23IXpdB3IXpdB2ImXp)cos(cosgaa2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62UIXmUXIpsin22Bd电路形式单相全波单相全控桥三相半波三相全控桥m脉波整

27、流电路 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算23U23U注：单相全控桥电路中，环流ik是从-Id变为Id。通用公式不适用； 三相桥等效相电压等于 的6脉波整流电路，故其m=6，相电压按 代入。23U23U电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一变压器漏感对整流电路影响的一些结论:出现换相重叠角g g ，Ud降低。整流电路工作状态增多。晶闸管di/dt 减小，有利晶闸管安全开通。 换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可使晶闸管误导通，须加吸收电路。换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。电气工程学院

28、电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一电力电子技术的发展及广泛应用，带来谐波(harmonics)和无功(reactive power)问题日益严重，引起关注。无功的危害：导致设备容量增加。引起设备和线路损耗增加。线路压降增大，冲击性负载使电压剧烈波动。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一谐波的危害：降低设备效率。影响用电设备正常工作。引起电网局部谐振，使谐波放大，危害加剧。导致继电保护和自动装置误动。对通信系统造成干扰。

29、电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一1.谐波对于非正弦波电压，满足狄里赫利条件，可分解为傅里叶级数傅里叶级数：正弦波电压可表示为：( )2 sin()uu tUtwj01()(cossin)nnnutaatbtwww2001() ()2aut dtpwwp电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一基波频率与工频相同的分量谐波频率为基波整数倍（大于1）的分量谐波次数谐波频率和基波频率的整数比201()cos()nau

30、tn tdtpwwwp201()sin()nbutn tdtpwwwp电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一n次谐波电流含有率以HRIn（Harmonic Ratio for In）表示 In:第n次谐波电流有效值, I1:基波电流有效值 %1001IIHRInn电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一电流谐波总畸变率THDi（Total Harmonic distortion）定义为 Ih:总谐波电流有效值222

31、21111100%nnhiIIIITHDIII电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2. 功率因数正弦电路中的情况电路的有功功率就是其平均功率：pjwp20cos)(21UItuidP视在功率视在功率为：S=UI （2-60）无功功率无功功率定义为:Q=U I sinj j （2-61）j j电压和电流的相位差电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一功率因数功率因数l 定义：SPl 此时无功功率Q与有功功率P、视在

32、功率S之间有如下关系：222QPS正弦电路：l l = cos j j 电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一非正弦电路中的情况有功功率、视在功率、功率因数的定义均和正弦电路相同，功率因数仍由式 定义。不考虑电压畸变，研究电压为正弦波、电流为非正弦波有很大实际意义。SPl电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一11111coscoscosjjjlIIUIUISP（2-66） 基波因数 =I1 / I，I1:基波电流

33、有效值, I:总电流有效值位移因数（基波功率因数）cosj j 1功率因数:基波电流相移基波电流相移和电流波形畸变电流波形畸变决定. 非正弦电路的有功功率 ： 功率因数为：11cosPUIj电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一非正弦电路的无功功率定义很多，无广泛接受科学而权威的定义。一种简单的定义仿照式（2-63）给出：（2-67）22PSQ仿照式（2-61）定义无功功率，采用符号Qf，忽略电压中的谐波：Q f =U I 1 sinj j 1 (2-68）电气工程学院电气工程学院Electrical

34、Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一在非正弦情况下， ，因此引入畸变功率畸变功率D，使得： Q f：基波电流产生的无功功率， D： 谐波电流产生的无功功率。 222fQPS2222DQPSf电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一1) 单相桥式全控整流电路忽略换相过程和电流脉动，阻感负载，直流电感L足够大，i2的波形如下i2Owtd21,3,5,1,3,5,411(sinsin 3sin 5)3541sin2sinnnniItttIntIntnwwwpwwp

35、dd电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一In:各次谐波有效值；电流中仅含奇次谐波；各次谐波有效值与谐波次数成反比；与基波有效值比值为pnIInd22n=1,3,5,（2-73）1nH R In1n电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一基波电流有效值为 （2-74） i2的有效值I = Id，结合式（2-74）可得基波因数为 （2-75）电流基波与电压的相位差就等于控制角a ，故位移因数为 （2-76）所以，功率

36、因数为 d122IIppII12 209 .aapjllcos9.0cos22cos111IIajlcoscos11（2-77） 功率因数计算功率因数计算电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2）三相桥式全控整流电路阻感负载，忽略换相过程和电流脉动。电流为正负半周各120的方波，有效值与直流电流的关系为：d32II （2-78）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一tud1a = 30ud2uduabuacubc

37、ubaucaucbuabuacwtOwOwtOwtOidiawt1uaubucd32II（2-78）图2-23 三相桥式全控整流电路带阻感负载a=30时的波形电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一611,2,3.1611,2,3.2 31111(sinsin5sin 7sin11sin13)5711132 32 31sin( 1)sin2sin( 1)2sinannnkknknnkkiItttttItIntnItIntwwwwwpwwppwwddd变压器二次侧电流谐波分析：基波和各次谐波有效值分别为,3

38、,2,1,16,66dd1kknInIIInpp（2-80）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一电流中仅含6k1（k为正整数）次谐波。各次谐波有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为1/n。功率因数计算基波因数：955. 031pII（2-81）位移因数仍为：ajlcoscos11（2-82）功率因数为：aapjllcos955. 0cos3cos111II（2-83）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期

39、一 整流电路的输出电压中主要成分为直流，同时包含各种频率的谐波，这些谐波对于负载的工作是不利的。图2-33 a =0时，m脉波整流电路的整流电压波形a a =0 时，m脉波整流电路的整流电压和整流电流的谐波分析。整流输出电压谐波分析整流输出电流谐波分析详见书P720.80.91图 2-330.81udwtOpmpm2pmU22电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一a =0时整流电压、电流中的谐波有如下规律：m脉波整流电压ud0的谐波次数为mk（k=1，2，3.）次，即m的倍数次；整流电流也为mk次。当m

40、一定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，表明最低次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少；当负载中有电感时，负载电流谐波幅值dn的减小更为迅速。m增加时，最低次谐波次数增大，且幅值迅速减小，电压纹波因数迅速下降。 电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一a 不为0时的情况：整流电压谐波的一般表达式十分复杂，下整流电压谐波的一般表达式十分复杂，下面只说明谐波电压与面只说明谐波电压与a 角的关系角的关系。图2-34 三相全控桥电流连续时，以n为参变量的与a a 的关系以n为参变量，n次谐波幅值对a

41、a 的关系如图2-34所示：当a a 从0 90 变化时，ud的谐波幅值随a a 增大而增大， a a =90 时谐波幅值最大。 a a 从90 180之间电路工作于有源逆变工作状态，ud的谐波幅值随a a 增大而减小。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一1.什么是逆变？为什么要逆变？逆变（Invertion）把直流电转变成交流电，整流的逆过程。逆变电路把直流电逆变成交流电

42、的电路。有源逆变电路交流侧和电网连结。无源逆变电路变流电路的交流侧接到负载。对于可控整流电路，满足一定条件就可工作在有源逆变状态。既可工作在整流状态又可工作在逆变状态，称为变流电路变流电路。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2. 直流发电机电动机系统电能的流转图2-44 直流发电机电动机之间电能的流转a）两电动势同极性EG EM b）两电动势同极性EM EG c）两电动势反极性，形成短路 两个电动势同极性相接时，回路电阻小，可在两个电动势间交换很大的功率。电气工程学院电气工程学院Electrical

43、 Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一3. 逆变产生的条件单相全波电路代替上述发电机单相全波电路代替上述发电机图2-45 单相全波电路的整流和逆变交流电网输出电功率电动机输出电功率a)b)u10udu20u10aOOwtwtIdidUdEMu10udu20u10OOwtwtIdidUdEG 。晶闸管的控制角a /2，使Ud为负值。直流回路有平波电感Lp半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出现负值，故不能实现有源逆变。欲实现有源逆变，只能采用全控电路。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institut

44、e of NEDU2022年5月23日星期一逆变和整流的区别：控制角：控制角 a 不同不同0a a p p /2 时， 电路工作在整流状态。 p p /2 a a p p /2时的控制角用b b = pp a a 表示，b b 称为逆变角逆变角。逆变角大小自b =0的起始点向左方计量。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一+-电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一不同逆变角时的输出电压波形如图不同逆变角时的输出电

45、压波形如图2-462-46所示。所示。图2-46 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形uabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcudwtOb =p4b =p3b =p6b =p4b =p3b =p6wt1wt3wt2uaubucuaubucuaubuc电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一各电量的计算各电量的计算：dMdUEIR直流电流的平均值:222.34cos2.34cosdUUUab（2-105）流过晶闸

46、管的电流有效值为：ddVTIII577. 03（2-106）直流电压平均值:电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一 由于EM为负值，故Pd一般为负值，表示功率由直流电源输送到交流电源。（2-108） 变压器二次侧线电流的有效值：ddVTIIII816. 03222从交流电源送到直流侧负载的有功功率：dMddIEIRP2（2-107）电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一逆变失败（逆变颠覆）（逆变颠覆）触发电路工作

47、不可靠,晶闸管不能正常换相。晶闸管发生故障，该断不断，或该通不通。交流电源缺相或突然消失。换相的裕量角不足，引起换相失败。1.逆变失败的原因逆变失败的原因外接直流电源经晶闸管短路短路;变流器输出电压和直流电动势顺向串联顺向串联，形成短路短路电流电流。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一换相重叠角的影响VT3至VT1换相为例:图2-47 交流侧电抗对逆变换相过程的影响当b g 时，换相结束时,晶闸管能承受反压而关断。如果b g 时，该通的晶闸管（VT1）会关断，应关断的晶闸管（VT3)导通，最终导致逆变

48、失败。 udOOidwtwtuaubucuaubpbgb giVT1iVTiVT3iVTiVT322+-电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一2.确定最小逆变角bmin的依据逆变时允许采用的最小逆变逆变时允许采用的最小逆变角角b 应等于应等于bmind gq （2-109）d d 晶闸管的关断时间tq折合的电角度g g 换相重叠角q q安全裕量角tq大的可达20030s，折算到电角度约45。随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。主要针对脉冲不对称程度（一般可达5）。约取为10。电气工程学院电气工程学院E

49、lectrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一这样， b bmin一般取3035。电气工程学院电气工程学院Electrical Engineering Institute of NEDU2022年5月23日星期一1)1)重点掌握：电力电子电路作为分段线性电路进行分析重点掌握：电力电子电路作为分段线性电路进行分析的基本思想、单相全控桥式整流电路和三相全控桥式的基本思想、单相全控桥式整流电路和三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的影响；作情况的影响；2)2)与整流电路相关的一些问题，包括：与整流电路相关的一些问题，包括：(1)(1)变压器漏抗对整流电路的影响，重点建立换变压器漏