电力电子技术课件五

第二章整流电路可控整流：交流电转变为可调节大小的直流电整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种按电路结构可分为桥式电路和零式电路按交流输入相数分为单相电路和多相电路按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路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首先要学习几种常用的晶闸管可控整流电路,包括它们的电路组成,工作原理,数量关系及特点和适用范围.其中,最基本的电路就是单相半波可控整流电路.

（1）电阻性负载（2）电感性负载（3）反电动势负载（4）电容性负载重点注意：工作原理（波形分析）、定量计算、不同负载的影响。不同性质的负载对于整流电路输出的电压电流波形均有很大的影响。交流侧接单相电源2.1单相可控整流电路2.1.1单相半波可控整流电路一.电阻性负载特点：负载两端的电压和流过负载的电流成一定的比例关系，且两者的波形相似；负载电压和电流均允许突变。如电阻加热炉、电解、电镀和电焊等都属于电阻性负载。1.电路变压器T主要用来变换电压,其次它还有隔离一、二次侧的作用。

2.工作原理

0～ωt1：

u2为正，uT为正，但因无ug，故VT不会导通，此时，ωt1

～π：uT为正，且有ug，满足VT导通的两个条件，VT导通，则，

π～2π：至π时过零，因为是阻性负载，id波形与ud一致，故此时流过VT的电流也过零，VT关断,则3.几个概念（1）控制角（也叫移相角）：单相电路中，从晶闸管开始承受正向电压，到其加上触发脉冲的这一段时间所对应的电角度（0～ωt1）。（2）导通角晶闸管在一个周期内导通的电角度（ωt1～π）。（3）移相改变控制角的过程，即改变触发脉冲出现的时刻的过程。这种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位控制方式，简称相控方式。几个概念的解释：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流

采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路为单相半波可控整流电路

ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路4.数量关系（1）直流输出电压的平均值Ud为当时，Ud=Ud0=0.45U2

随着α的增大，Ud将减小，至时，Ud=0。直流输出电流的平均值Id为（2）负载上得到的直流输出电压有效值U和电流有效值

I

分别为（3）流过VT及变存压器键二次鸭侧的妖电流（4）流广过晶廊闸管屡的电牢流的宏波形狱系数Kf为当途时，痰即为锄单相拘半波办波形蛛，有，与晶萄闸管筒额定恰电流定指义的桂情况亡一致楚。（5）晶翁闸管蝇可能凤承受阴的正里反向爷峰值车电压局均为（6）电否路的事功率营因数株为（7）移离相范床围0°劝～1匀80肾°。二.谎电感属性负犬载和音带续休流二忌极管疯的电织路特别煤当负笋载的ωL比R的数纯值大灰得多粥（10掠倍以惧上）时贫，就恋认为毅是大猴电感览负载怀，其洞特点浇是负请载电碰流波地形连嗽续，肃并接塘近一珍条直势线。像各已种电砖机的驾励磁轰绕组析以及返经电触抗器财滤波榨的负螺载都瞎属于盗此类百负载肚。特点已：由于李电感塔本身骆为储撑能元赔件，锄而能幻玉量的酿储存听与释柳放是跳不能浓瞬间返完成统的，牲因而维流过狐电感皆的电流捏是不径能突寒变的。当电蛮感中卖流过促的电参流发招生变猫化时房诚，在残其两俩端就爷会产着生自棒感电腔动势eL，以阻抓碍电垂流的全变化库。负载宽中既神有电斧阻又能有电豆感,且负乱载的ωL与R的数毛值相跳比不触可忽爬略;1.厦电阴路2.刷工组作原桥理0-送-ωt1：无ug,V抄T不导坐通,同电瘦阻性打负载ωt1--违ωt2：加ug,V热T导通导,ud=u2,uT=0烫,电感示产生继自感宿电动迈势eL阻碍橡电流醒的增放大,电源版提供望能量书→电顽阻消肝耗的酸能量村+电毙感吸盘收的情磁场撒能ωt2～π征：电流id开始阁减小拒，电源括提供温能量虏+电应感释惨放的战能量捧→电疲阻消买耗的臣能量π～ωt3：至电直源电期压虽失然过叫零变视负，孟但电宏流id还没圾有降催低为寺零，纠还存葡在eL。只云要eL比u2大，丽晶闸井管就逮仍受染正压乱而处顿于通弦态。电感呢释放直的能攻量→裂电阻僚消耗长的能趁量+电源(变压底器二纤次侧)吸收伶的能桥量至电徐流降刺为零缘瑞，电皆感能遮释放霸完毕陆。VT关断特点：电压困平均婆值降之低(因为蝴负载从电压霉出现裂负值);大电舅感负捡载时田，即ωL＞＞R(箩10倍以朵上),输出奔电压呜波形险正负半周知面积鸣近似勒相等背，镇。改进氧措施饺：加续核流二络极管3.冤加续流联二极驼管的蒙电路在电白源u2正半洽周工桨作同拣前，舌续流袭二极控管VDR受反抚压不史通。叨在负素半周执时，VDR承受弄正向沟电压畜而导掌通。弟电感凉经VDR续流宵不再脏经电命源，毙故此奏时输挂出为VDR的管施压降稻。VT承受犁反压强关断语。此时便，4.胀数量却关系辜（加VDR）（1）输善出电姥压、圆电流坦平均弹值Ud和Id（2）流洁过VT的电伶流平陈均值IdT和有克效值IT（3）流伴过VDR的电虫流平灯均值IdRD和有呢效值IRD（4）VT、VDR承受羡的最撤大电贪压（5）移钢相范办围仍买是0°搏～1占80烧°。2.特1卧.失2美单垦相桥园式全杜控整艘流电狐路一.烫电阻挽性负歪载1.电路晶闸贯管VTI和VT4为一享组桥鹅臂，蔽而VT2和VT3组成加了另晋一组鉴桥臂禁。2.工作脚原理u2正半岩周,VTI和VT4同时改加触彻发脉映冲，男则VTI和VT4会导抗通。u2负半侦周,VT2和VT3同时牙加触唱发脉杆冲，即则VT2和VT洪3会导辉通。在正液负半塌周四昂只管恋子都屡不导硬通的跟区间3.卧数量球关系（1挨）直粮流输陕出电妈压、捐电流悟平均忠值Ud和Id（2烘）直奔流输机出电绕压有察效值U和电德流有霸效值I（3宾）流波过一筑只晶暴闸管车的电答流的君平均症值、弹有效塔值（3）电酱路的森功率蓬因数督为（4）晶廊闸管既可能迎承受劲的反弹向电包压为晶闸巧管承栏受的扇最大态正向滴电压花为（5诞）移斤相范则围是0°姐～1猾80谈°。二.电感视性负死载2.艰工葡作原碗理两组托管子求轮流奔导通汁，且卫电流竹连续丑，VT导通贞时间笛延长秤。与α无关纯。1.突电唱路3.幕数犁量关毒系（1北）直峰流输票出电则压、弄电流捉平均悦值Ud和Id当α=掀0°时，笼输出Ud最大测，Ud0=0.湿9U2，至α=含90丙°时，振输出Ud最小违，等花于零宿。（3呈）流猫过变砍压器鹅二次滔侧绕部组的由电流券有效枣值（4们）晶累闸管雅可能确承受剖的正么反向锦峰值帆电压两为（5麻）α角的柳有效伤移相吨范围饭是0°弊～9室0°。为了惩扩大墨移相怪范围旗，且病去掉猜输出敏电压田的负戒值，太提高膜的Ud值，鞠也可滨以在纲负载金两端剪并联蚁续流过二极秃管。（2昆）流兴过一鸭只晶狸闸管炊的电逗流平寺均值灿、有蚀效值三.带反建电动钞势负咸载指本笑身含顿有直涌流电爸动势E，且其滔方向煎对电暮路中捉的晶域闸管华而言蹄是反文向电携压的自负载探。1.罚电险路2.薪工酒作原败理0～ωt1：u2为正尺，但野由于E＞u2，晶亮闸管符仍承支受反符向电剩压，置反向告阻断始。ωt1～ωt2：u2＞E蓄，承受腿正向蜓电压我，无ug，故VT不会射导通产。ωt2～ωt3：加ug1场、4，VT1、暮4导通龙。ωt3～π：在u2=E的时杀刻，id降为炎零VT提前δ角关董断。为获由得连衔续的传负载片电流带，一销般要砌在负享载侧朵串接探足够锹大的透平波威电抗寨器。屠分析珍同带恩大电竿感负炎载时冈一样惩。Ud的计茫算也成同电毫感负功载一嘉样，幸只是所需缓电感疲量为妙：其他粘的电朽量也袜是一还样的胁。2.蚊1保.参3命单软相全专波可朵整流逮电路1.芳电坚路2.担工攻作原均理3.恰特恒点（熟与全锯控桥萍相比进）（1肆）全可波电击路变宿压器脾要带跳中心呈抽头（2窝）全裳波电邻路简铸单，纪器件满少，具但电压美容量耻大。（3右）导牛通损票耗小睛。2.牲1巨.伟4拜单保相桥荣式半输控整旨流电塞路1.抛电涉路（晒电感栗性负墨载，芒不加VDR）2.劲工岛作原顷理有自新然续移流作秩用，用无负付电压刷输出价。半控枪电路毕与全资控电钳路在尽电阻含负载坝时的汇工作事情况饥相同3.揪