情境三任务2-AC-DC变换电路

学习情境三

功率变换电路功率变换电路电力电子器件AC-DC变换电路DC-AC变换电路DC-AC变换电路学习任务2

AC-DC变换电路知识准备：AC-DC变换电路，是将交流电源变换成直流电的电路，大多数整流电路由变压器。整流主电路、滤波器等组成，20世纪70年代以后，整流主电路多用硅整流二极管或晶闸管组成，滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分，变压器设置与否视具体情况而定，变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。问题1：什么是不可控整流电路？学习任务2

AC-DC变换电路问题1：什么是不可控整流电路？1）单相半波整流电路：不可控整流电路是利用二极管的单向导电性将交流电转换成脉动直流电的电路。半波整流电路是电源电路中一种最简单的整流电路，它的电路结构最为简单，整流变压器、二极管及负载组成。学习任务2

AC-DC变换电路问题1：什么是不可控整流电路？1）单相半波整流电路：整流波形如图所示。由于这种电路只在交流的半个周期内才导通，也只有在正半周时才有电流流过负载，故称为单相半波整流电路。学习任务2

AC-DC变换电路问题1：什么是不可控整流电路？1）单相半波整流电路：负载电阻上得到的是一个半波整流电压，整流电压虽然是单方面的，但其大小是变化的，称之为脉动直流电压。半波整流电路的输出电压不到输入电压的一半，交流分量大，效率低。因此这种电路仅适用于整流电流较小，对脉冲要求不高的场合。学习任务2

AC-DC变换电路问题1：什么是不可控整流电路？2）单相桥式整流电路：为了克服半波整流电路的缺点，在实用电路中多采用全波整流电路，最常用的全波整流电路是桥式整流电路。它是由四个二极管接成电桥的形式构成的。学习任务2

AC-DC变换电路问题1：什么是不可控整流电路？2）单相桥式整流电路：为了克服半波整流电路的缺点，在实用电路中多采用全波整流电路，最常用的全波整流电路是桥式整流电路。它是由四个二极管接成电桥的形式构成的。学习任务2

AC-DC变换电路问题1：什么是不可控整流电路？3）三相桥式整流电路：广泛应用的三相桥式整流电路是从三相半波电流电路扩展而来。三相桥式整流电路是由两组三相半波整流电路串联而成的，一组接成共阴极，另一组接成共阳极，这种整流电路不再需要变压器中点。三相桥式整流电路工作时，共阴极的三个二极管中，阳极交流电压最高的那个二极管优先导通，而另外两个二极管因承受反压处于关断状态；同理，共阳极的三个二极管中，阴极交流电压最低的那个二极管优先导通，而另外两个二极管因承受反压处于关断状态。即在电路工作过程中，共阴极组和共阳极组中各有一个二极管处于导通状态。学习任务2

AC-DC变换电路问题2：什么是PWM整流电路？PWM整流电路由全控性功率开关器件构成，采用脉冲宽度调制（Pulse

Width

Modulatiom，简称PWM）控制方式。PWM整流电路也不是传统意义上的AC/DC变换电路，而是一种能够实现电能双向变换的电路，当PWM整流电路从电网接收电能时，工作于整流状态；当PWM整流电路向电网反馈电能时，则工作于有源逆变状态。根据不同的分类，PWM整流电路有不同的类型，按电路的拓扑结构和外特性，PWM整流电路可分为电压型和电流型，两者的区别在于直流侧滤波形式的不同，电压型整流电路采用大电容，电流型整流电路则采用大电感。电压型PWM整流电路更为广泛。学习任务2

AC-DC变换电路问题2：什么是PWM整流电路？1）单相电压型PWM整流电路：单相电压型PWM整流电路最初应用于电力机车交流传动系统中，为牵引变流器提供直流电源。学习任务2

AC-DC变换电路问题2：什么是PWM整流电路？2）三相电压型PWM整流电路：三相电压型PWM整流电路具有更快的相应速度和更好的输入电流波形，稳态工作时，输出电流电压不变，开关器件按正弦规律脉宽调制，整流器交流侧的输出电压与逆变器相同，忽略整流电路输出交流电压的谐波，变换器可以看做是可控正弦三相电压源，它和正弦的电源高电压共同作用于输入电感，产生正弦电流波形，适当控制整流电路输出电压的隔值和相位，就可以获得所需大小和相位的输入电流。学习任务2

AC-DC变换电路问题2：什么是PWM整流电路？2）三相电流型PWM整流电路：三相电流型PWM整流电路用于稳定输出电流使输出特性为电流源特性，利用正弦调制方式控制直流电流在各开关器件上的分配，使交流电流波形接近正弦波，且和电源电压同相位，交流侧电容的作用时滤除与开关频率相关的高次谐波。学习任务2

AC-DC变换电路问题2：什么是PWM整流电路？2）三相电压型PWM整流电路：电流型整流电路的优点：①由于输出电感的作用，短路时电流的上升速度受到限制；②开关器件直接对直流电流进行脉宽调制，所以输入电流控制简单，控制速度快。但有以下缺点：③直流侧电感的体积、质量和功耗较大；④常用的全控器件都是双向导通的，使主电路通态损耗较大。学习任务2

AC-DC变换电路问题2：什么是PWM整流电路？2）三相电压型PWM整流电路：PWM整流电路改善了传统晶闸管相控整电路中交流侧谐波电流较大、深度相控时功率因数较低的缺点。PWM整流电路采用全控器件可以实现理想化的交直流变换，具有输出直流电压可调，交流侧电流波形为正弦、功率因数