《相可控整流》课件

相可控整流欢迎来到相可控整流课程。本课程将深入探讨电力电子学中这一重要技术，介绍其原理、应用和最新发展。课程内容1基础知识相可控整流简介和整流单元基本原理2电路分析单相和三相整流电路及其特性3进阶技术相可控整流电路拓扑、特性和应用4控制系统控制电路、移相触发和相位角控制相可控整流简介定义相可控整流是一种电力电子技术，用于控制交流电转换为直流电的过程。原理通过控制晶闸管或其他开关器件的导通时间来调节输出电压。应用广泛应用于电机驱动、电源系统和工业过程控制等领域。整流单元的基本原理二极管整流利用二极管单向导电特性，将交流电转换为脉动直流电。晶闸管整流通过控制晶闸管的触发角，实现对输出电压的调节。单相半波整流电路交流输入单相交流电源提供输入电压。整流元件使用单个二极管或晶闸管。负载连接电阻或电感-电阻负载。单相半波整流电路特性输出波形每周期只有半个正弦波被整流，脉动较大。平均输出电压约为输入电压峰值的0.318倍。效率相对较低，约为40.6%。应用适用于小功率、低要求场合。单相全波整流电路桥式结构使用四个二极管或晶闸管组成桥式电路。全周期整流正负半周都被整流，输出更平滑。高效率比半波整流效率更高，达到81.2%。单相全波整流电路特性1输出波形脉动频率为输入频率的两倍，更平滑。2平均输出电压约为输入电压峰值的0.636倍。3纹波系数较低，约为0.48。4变压器利用率高于半波整流，达到0.9。三相半波整流电路1输入三相交流电源。2整流元件三个二极管或晶闸管。3连接方式星形或Y型连接。4输出六次脉动直流。三相半波整流电路特性0.827平均输出电压相对于输入相电压峰值的比例。0.177纹波系数比单相整流低，输出更平滑。6脉动频率为输入频率的6倍。三相全波整流电路桥式结构使用六个二极管或晶闸管组成三相桥式电路。工作原理每时刻有两个器件导通，实现全波整流。输出特性产生12次脉动的直流输出，纹波更小。三相全波整流电路特性1高效率效率可达95%以上，远高于其他整流方式。2低纹波纹波系数仅为0.042，输出电压平滑。3高输出电压平均输出电压约为线电压峰值的1.35倍。4功率因数较高，约为0.955，有利于电网运行。相可控整流电路拓扑单相相可控整流电路输入端连接单相交流电源。控制单元调节晶闸管的触发角。整流桥由晶闸管和二极管组成。输出端连接负载，输出可调直流电压。单相相可控整流电路特性电压调节通过改变触发角，实现0到最大值的连续调节。输出波形随触发角变化，从连续到不连续导通。功率因数随触发角增大而降低。三相相可控整流电路全控桥由六个晶闸管组成，实现全范围电压调节。半控桥三个晶闸管和三个二极管，成本低但调节范围小。控制策略采用对称控制或顺序控制方式。应用场景大功率直流电机调速、电解工业等。三相相可控整流电路特性输出电压范围全控桥可在0到最大值之间连续调节。半控桥调节范围较小。纹波特性输出纹波频率为输入频率的6倍，纹波系数随触发角增大而增加。功率因数随触发角增大而降低，但总体优于单相系统。相可控整流电路调速特性1低速区通过调节触发角实现低速调节，转矩保持不变。2基速区触发角固定，通过调节励磁电流改变速度。3弱磁区励磁电流减小，功率保持恒定，速度继续提高。相可控整流电路应用电机驱动用于直流电机的速度和转矩控制，广泛应用于工业自动化。电解工业为电解铝等工艺提供大功率、可调节的直流电源。高压直流输电在长距离电力传输中用于交直流转换。相可控整流电路控制电路1触发脉冲产生根据控制信号生成精确的触发脉冲。2同步检测确保触发脉冲与交流电源同步。3保护电路过流、过压等故障保护功能。4反馈控制根据输出调整触发角，实现闭环控制。移相触发电路同步信号从电源获取基准相位。斜坡发生产生同步的斜坡波形。比较器将斜坡波与控制电压比较。脉冲整形生成最终的触发脉冲。自动调节系统检测单元测量输出电压或电流。比较器将实际值与设定值比较。控制器根据偏差调整触发角。执行单元改变晶闸管的触发时刻。相位角控制原理通过调节晶闸管的导通时刻来控制输出电压。触发角从零点到触发点的电角度，决定了输出电压大小。控制范围触发角通常在0°到180°之间调节。相位角控制特性线性度输出电压与余弦触发角成正比，呈非线性关系。动态响应响应速度快，可在一个周期内完成调节。谐波影响触发角增大会导致谐波含量增加。功率因数随触发角增大而降低，影响系统效率。相可控整流电路的应用领域典型应用案例钢铁冶金用于轧机传动系统，实现精确速度控制和高动态性能。轨道交通应用于地铁和电力机车的牵引系统，提供可靠的速度调节。新能源发电在风力发电中用作变流器，实现电网友好型并网。总结与展望1技术成熟相