電力電子技術(shù)第五版課件_____第3章_整流電路

1、第第3章章 整流電路整流電路 3.1 單相可控整流電路單相可控整流電路 3.2 三相可控整流電路三相可控整流電路 3.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響 3.4 電容濾波的不可控整流電路電容濾波的不可控整流電路 3.5 整流電路的諧波和功率因數(shù)整流電路的諧波和功率因數(shù) 3.6 大功率可控整流電路大功率可控整流電路 3.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 3.8 相控電路的驅(qū)動控制相控電路的驅(qū)動控制 本章小結(jié)本章小結(jié) 2引言引言整流電路（整流電路（Rectifier）是電力電子電路中出現(xiàn)最）是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟?/p>

2、能早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。供給直流用電設(shè)備。 整流電路的分類整流電路的分類 按組成的器件可分為按組成的器件可分為不可控不可控、半控半控、全控全控三種。三種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式橋式電路和電路和零式零式電路。電路。 按交流輸入相數(shù)分為按交流輸入相數(shù)分為單相單相電路和電路和多相多相電路電路。 按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，分按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，分為為單拍單拍電路和電路和雙拍雙拍電路。電路。33.1 單相可控整流電路單相可控整流電路 3.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 3.1.2 單相橋式全控整流電路單

3、相橋式全控整流電路 3.1.3 單相全波可控整流電路單相全波可控整流電路 3.1.4 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路43.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路TVTRa)u1u2uVTudidwwwwt0wt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00圖圖3-1 單相半波可控整流電路及波形單相半波可控整流電路及波形帶電阻負(fù)載的工作情況帶電阻負(fù)載的工作情況 變壓器變壓器T起變換電壓和隔離的起變換電壓和隔離的作用，其一次側(cè)和二次側(cè)電壓瞬時作用，其一次側(cè)和二次側(cè)電壓瞬時值分別用值分別用u1和和u2表示，有效值分別表示，有效值分別用用U1和和U2表示，其中表示，其

4、中U2的大小根據(jù)的大小根據(jù)需要的直流輸出電壓需要的直流輸出電壓ud的平均值的平均值Ud確定。確定。 電阻負(fù)載的特點是電阻負(fù)載的特點是電壓與電流電壓與電流成正比，兩者波形相同成正比，兩者波形相同。 在分析整流電路工作時，認(rèn)為在分析整流電路工作時，認(rèn)為晶閘管（開關(guān)器件）為晶閘管（開關(guān)器件）為理想器件理想器件，即晶閘管導(dǎo)通時其管壓降等于零，即晶閘管導(dǎo)通時其管壓降等于零，晶閘管阻斷時其漏電流等于零，除晶閘管阻斷時其漏電流等于零，除非特意研究晶閘管的開通、關(guān)斷過非特意研究晶閘管的開通、關(guān)斷過程，一般認(rèn)為晶閘管的開通與關(guān)斷程，一般認(rèn)為晶閘管的開通與關(guān)斷過程瞬時完成。過程瞬時完成。 5改變觸發(fā)時刻，改變觸發(fā)

5、時刻，ud和和id波形隨之改變，直流輸出電壓波形隨之改變，直流輸出電壓ud為極性不變?yōu)闃O性不變 但瞬時值變化的但瞬時值變化的脈動直流脈動直流，其波形只在，其波形只在u2正半周內(nèi)出現(xiàn)，故稱正半周內(nèi)出現(xiàn)，故稱“半半波波”整流。加之電路中采用了可控器件晶閘管，且交流輸入為整流。加之電路中采用了可控器件晶閘管，且交流輸入為單相單相，故該電路稱為故該電路稱為單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路。整流電壓。整流電壓ud波形在一個電源波形在一個電源周期中只脈動周期中只脈動1次次，故該電路為，故該電路為單脈波整流電路單脈波整流電路?；緮?shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 a a：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)

6、脈沖止的電角：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度稱為觸發(fā)延遲角，也稱度稱為觸發(fā)延遲角，也稱觸發(fā)角觸發(fā)角或或控制角控制角。 q q：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為導(dǎo)通角導(dǎo)通角。 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值 隨著隨著a a增大，增大，Ud減小，該電路中減小，該電路中VT的的a a移相范圍移相范圍為為180 。 通過控制觸發(fā)脈沖的通過控制觸發(fā)脈沖的相位相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱控制方式，簡稱相控方式相控方式。 3.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控

7、整流電路paaapwwp2cos145. 0)cos1 (22)(sin221222UUttdUUd（3-1）63.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路uwttwwtwtw20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)+ + +圖圖3-2 帶阻感負(fù)載的單相半帶阻感負(fù)載的單相半波可控整流電路及其波形波可控整流電路及其波形帶阻感負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況 阻感負(fù)載的特點是電感對電流變化有抗阻感負(fù)載的特點是電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不能發(fā)生突變。拒作用，使得流過電感的電流不能發(fā)生突變。 電路分析電路分析 晶閘管晶閘管VT處于斷態(tài)處于斷態(tài),i

8、d=0,ud=0,uVT=u2。 在在w wt1時刻，即觸發(fā)角時刻，即觸發(fā)角a a處處 ud=u2。 L的存在使的存在使id不能突變不能突變，id從從0開始增開始增加。加。 u2由正變負(fù)的過零點處，由正變負(fù)的過零點處，id已經(jīng)處于減已經(jīng)處于減小的過程中，但尚未降到零，因此小的過程中，但尚未降到零，因此VT仍處仍處于通態(tài)于通態(tài)。 w wt2時刻，電感能量釋放完畢，時刻，電感能量釋放完畢，id降至降至零，零，VT關(guān)斷并立即承受反壓關(guān)斷并立即承受反壓。 由于電感的存在延遲了由于電感的存在延遲了VT的關(guān)斷時刻，的關(guān)斷時刻，使使ud波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時相波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時相比其

9、平均值比其平均值Ud下降。下降。 73.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路電力電子電路的一種基本分析電力電子電路的一種基本分析方法方法 把器件理想化，將電路簡化把器件理想化，將電路簡化為為分段線性電路分段線性電路。 器件的每種狀態(tài)組合對應(yīng)一器件的每種狀態(tài)組合對應(yīng)一種種線性電路拓?fù)渚€性電路拓?fù)洌骷〝酄?，器件通斷狀態(tài)變化時，電路拓?fù)浒l(fā)生改變。態(tài)變化時，電路拓?fù)浒l(fā)生改變。 以前述單相半波電路為例以前述單相半波電路為例 當(dāng)當(dāng)VT處于斷態(tài)時，相當(dāng)處于斷態(tài)時，相當(dāng) 于電路在于電路在VT處斷開，處斷開， id=0。當(dāng)。當(dāng)VT處于通時，處于通時， 相當(dāng)于相當(dāng)于VT短路。兩種情短路。兩種情 況

10、的等效電路如圖況的等效電路如圖3-3所所 示。示。 a)b)VTRLVTRLu2u2圖圖3-3 單相半波可控整流電單相半波可控整流電路的分段線性等效電路路的分段線性等效電路 a) VT處于關(guān)斷狀態(tài)處于關(guān)斷狀態(tài) b) VT處于導(dǎo)通狀態(tài)處于導(dǎo)通狀態(tài)83.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路VTb)RLu2VT處于通態(tài)時，如下方程成立：處于通態(tài)時，如下方程成立： 在在VT導(dǎo)通時刻，有導(dǎo)通時刻，有w wt=a a，id=0，這是式（，這是式（3-2）的初）的初始條件。求解式（始條件。求解式（3-2）并將初始條件代入可得）并將初始條件代入可得tURitiLwsin2dd2dd)sin(2)s

11、in(22)(2waawwtZUeZUitLRd式中，式中， ， 。由此式可得出圖。由此式可得出圖3-2e所示的所示的id波形。波形。當(dāng)當(dāng)w wt=q q+a a時，時，id=0，代入式（，代入式（3-3）并整理得）并整理得 22)( LRZwRLtgw1)sin()sin(aqaqtge圖圖3-3 b) VT處于導(dǎo)通狀態(tài)處于導(dǎo)通狀態(tài) (3-2)(3-3)(3-4)93.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 若若 為定值，為定值，a a角大，角大，q q越小。越小。 若若a a為定值，為定值， 越大，越大，q q越大越大 ，且，且 平均值平均值Ud越接近零。為解決上述矛越接近零。為

12、解決上述矛 盾，在整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一盾，在整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一 個二極管，稱為個二極管，稱為續(xù)流二極管續(xù)流二極管，用，用 VDR表示。表示。有續(xù)流二極管的電路有續(xù)流二極管的電路 電路分析電路分析 u2正半周時，與沒有續(xù)流二極管正半周時，與沒有續(xù)流二極管 時的情況是一樣的。時的情況是一樣的。 當(dāng)當(dāng)u2過零變負(fù)時，過零變負(fù)時，VDR導(dǎo)通，導(dǎo)通，ud 為零，此時為負(fù)的為零，此時為負(fù)的u2通過通過VDR向向VT 施加反壓使其關(guān)斷，施加反壓使其關(guān)斷，L儲存的能量保儲存的能量保 證了電流證了電流id在在L-R-VDR回路回路中流通，中流通， 此過程通常稱為此過程通常稱為續(xù)流續(xù)流。 若若L足夠大，

13、足夠大，id連續(xù)連續(xù)，且，且id波形接波形接 近一條水平線近一條水平線 。u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp -ap +ab)c)d)e)f)g)iVDRa)圖圖3-4 單相半波帶阻感負(fù)載有單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路及波形續(xù)流二極管的電路及波形 10 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 流過晶閘管的電流平均值流過晶閘管的電流平均值IdT和有效值和有效值IT分別為：分別為： 續(xù)流二極管的電流平均值續(xù)流二極管的電流平均值IdDR和有效值和有效值IDR分別為分別為 其移相范圍為其移相范圍為180 ，其承受的最大正反向電壓均為，其承受的最大正反向電壓均為u2的

14、峰值即的峰值即 。 續(xù)流二極管承受的電壓為續(xù)流二極管承受的電壓為-ud，其最大反向電壓為，其最大反向電壓為 ，亦為，亦為u2的峰值。的峰值。 單相半波可控整流電路的特點是簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中單相半波可控整流電路的特點是簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化直流磁化。為使變壓器鐵芯不飽和，需增大鐵。為使變壓器鐵芯不飽和，需增大鐵芯截面積，增大了設(shè)備的容量。芯截面積，增大了設(shè)備的容量。 3.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路ddTIIpap2ddTItdIIpapwppa2)(212ddDRIIpap2dd

15、DRItdIIpapwpapp2)(2122(3-5)(3-6)(3-7)(3-8)22U22U11單相半波可控整流電路的特點單相半波可控整流電路的特點VT的的a a 移相范圍為移相范圍為180 。簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯分量，造成變壓器鐵芯直流磁化直流磁化。實際上很少應(yīng)用此種電路。實際上很少應(yīng)用此種電路。分析該電路的主要目的建立起整流電路的基本概念。分析該電路的主要目的建立起整流電路的基本概念。 123.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路u (i )pwtwtwt000i2udidb)c)d)d

16、daauVT1,4圖圖3-5 單相全控橋式單相全控橋式帶電阻負(fù)載時的電路及波形帶電阻負(fù)載時的電路及波形a)帶電阻負(fù)載的工作情況帶電阻負(fù)載的工作情況 電路分析電路分析 閘管閘管VT1和和VT4組成一對橋臂，組成一對橋臂，VT2 和和VT3組成另一對橋臂。組成另一對橋臂。 在在u2正半周（即正半周（即a點電位高于點電位高于b點電點電位）位） 若若4個晶閘管均不導(dǎo)通，個晶閘管均不導(dǎo)通，id=0,ud=0,VT1、VT4串聯(lián)承受電壓串聯(lián)承受電壓u2。 在觸發(fā)角在觸發(fā)角a a處給處給VT1和和VT4加觸發(fā)加觸發(fā) 脈脈沖，沖，VT1和和VT4即導(dǎo)通，電流從電源即導(dǎo)通，電流從電源a端經(jīng)端經(jīng)VT1、R、VT4

17、流回電源流回電源b端。端。 當(dāng)當(dāng)u2過零時，流經(jīng)晶閘管的電流也降過零時，流經(jīng)晶閘管的電流也降到零，到零，VT1和和VT4關(guān)斷。關(guān)斷。 在在u2負(fù)半周，仍在觸發(fā)角負(fù)半周，仍在觸發(fā)角a a處觸發(fā)處觸發(fā)VT2和和VT3，VT2和和VT3導(dǎo)通，電流從電源導(dǎo)通，電流從電源b端流出，經(jīng)端流出，經(jīng)VT3、R、VT2流回電源流回電源a端。端。 到到u2過零時，電流又降為零，過零時，電流又降為零，VT2和和VT3關(guān)斷。關(guān)斷。 VT2和和VT3的的a a=0處為處為w wt=p p13基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 晶閘管承受的最大晶閘管承受的最大正向電壓正向電壓和和反向電壓反向電壓分別為分別為 和和 。 整流電壓平均

18、值為：整流電壓平均值為： =0時，時，Ud= Ud0=0.9U2。=180 時，時，Ud=0。可見，?？梢姡堑慕堑囊葡喾秶葡喾秶鸀闉?80 。 向負(fù)載輸出的直流電流平均值為：向負(fù)載輸出的直流電流平均值為： 3.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路222U22Upaaapwwp2cos19 . 02cos122)( dsin21222UUttUUd2cos19 . 02cos12222aapRURURUIdd(3-9)(3-10)14流過晶閘管的電流平均值流過晶閘管的電流平均值 ： 流過晶閘管的電流有效值為：流過晶閘管的電流有效值為： 變壓器二次側(cè)電流有效值變壓器二次側(cè)電流有效值

19、I2與輸出直流電流有效值與輸出直流電流有效值I相等，相等，為為 由式（由式（3-12）和（）和（3-13）可見：）可見：不考慮變壓器的損耗時，要求變壓器的容量為不考慮變壓器的損耗時，要求變壓器的容量為S=U2I2。3.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路2cos145. 0212aRUIIddTpapapwwppa2sin212)(d)sin2(21222RUttRUITpapapwwppa2sin21)()sin2(12222RUtdtRUIIIIT21(3-11)(3-12)(3-13)(3-14)153.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路2OwtOwtOwtud

20、idi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4u圖圖3-6 單相橋式全控整流電流帶單相橋式全控整流電流帶阻感負(fù)載時的電路及波形阻感負(fù)載時的電路及波形帶阻感負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況 電路分析電路分析 在在u2正半周期正半周期 觸發(fā)角觸發(fā)角a a處給晶閘管處給晶閘管VT1和和VT4加加觸發(fā)脈沖使其開通，觸發(fā)脈沖使其開通，ud=u2。 負(fù)載電感很大，負(fù)載電感很大，id不能突變且波不能突變且波形近似為一條水平線。形近似為一條水平線。 u2過零變負(fù)時，由于電感的作用過零變負(fù)時，由于電感的作用晶閘管晶閘管VT1和和VT4中仍流過電流中仍流過電流id，并不

21、，并不關(guān)斷。關(guān)斷。 w wt=p p+a a時刻，觸發(fā)時刻，觸發(fā)VT2和和VT3，VT2和和VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，u2通過通過VT2和和VT3分別分別向向VT1和和VT4施加反壓使施加反壓使VT1和和VT4關(guān)斷，關(guān)斷，流過流過VT1和和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和和VT3上，此過程稱為上，此過程稱為換相換相，亦稱，亦稱換流換流。 163.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 整流電壓平均值為：整流電壓平均值為： 當(dāng)當(dāng)a a=0時，時，Ud0=0.9U2。a a=90 時，時，Ud=0。晶閘管。晶閘管移相范移相范圍圍為為90 。 晶閘管承受的最大

22、晶閘管承受的最大正反向電壓正反向電壓均為均為 。 晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角q q與與a a無關(guān)，均為無關(guān)，均為180 ，其電流平均值和，其電流平均值和有效值分別為：有效值分別為： 和和 。 變壓器二次側(cè)電流變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各的波形為正負(fù)各180 的矩形波，其的矩形波，其相位由相位由a a角決定，有效值角決定，有效值I2=Id。 apaaapwwpcos9 . 0cos22)( dsin21222dUUttUU22UddT21IIddT707. 021III(3-15)17帶反電動勢負(fù)載時的工作情況帶反電動勢負(fù)載時的工作情況 當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動機的電樞（忽略其中的電感）等時

23、，負(fù)載可看當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動機的電樞（忽略其中的電感）等時，負(fù)載可看成一個直流電壓源，對于整流電路，它們就是反電動勢負(fù)載。成一個直流電壓源，對于整流電路，它們就是反電動勢負(fù)載。 電路分析電路分析 |u2|E時，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。時，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。 晶閘管導(dǎo)通之后，晶閘管導(dǎo)通之后，ud=u2， ，直至，直至|u2|=E，id即降至即降至0使得晶閘管使得晶閘管關(guān)斷，此后關(guān)斷，此后ud=E。 與電阻負(fù)載時相比，晶閘管提前了與電阻負(fù)載時相比，晶閘管提前了電角度電角度 停止導(dǎo)電，停止導(dǎo)電， 稱為稱為停止導(dǎo)電角停止導(dǎo)電角。 當(dāng)當(dāng)a a30 當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過

24、零變負(fù)時，該相晶閘管當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過零變負(fù)時，該相晶閘管關(guān)斷，但下一相晶閘管因未觸發(fā)而不導(dǎo)通，此時關(guān)斷，但下一相晶閘管因未觸發(fā)而不導(dǎo)通，此時輸出電壓電流為零。輸出電壓電流為零。 負(fù)載電流負(fù)載電流斷續(xù)斷續(xù)，各晶閘管導(dǎo)通角，各晶閘管導(dǎo)通角小于小于120 。 動畫演示圖圖3-15 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，a a=60 時的波形時的波形363.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系電阻負(fù)載時電阻負(fù)載時a a角的角的移相范圍移相范圍為為150 。 整流電壓平均值整流電壓平均值 a a30 時，負(fù)載電流時，負(fù)載電流連續(xù)連續(xù)，有，

25、有 當(dāng)當(dāng)a a=0時，時，Ud最大，為最大，為Ud=Ud0=1.17U2。 a a30 時，負(fù)載電流時，負(fù)載電流斷續(xù)斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有 aapwwpapapcos17. 1cos263)(sin2321226562UUttdUUd)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262apappwwppapUttdUUd(3-18)(3-19)373.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路Ud/U2隨隨a a變化的規(guī)律變化的規(guī)律 03060901201501.17321a/( )Ud/U2圖圖3-16 三相半波可控

26、整流電路三相半波可控整流電路Ud/U2與與a a的關(guān)系的關(guān)系電阻電阻負(fù)載負(fù)載電感電感負(fù)載負(fù)載電阻電電阻電感負(fù)載感負(fù)載383.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路負(fù)載電流平均值為負(fù)載電流平均值為晶閘管承受的最大反向電壓為變壓器二次線電壓峰值晶閘管承受的最大反向電壓為變壓器二次線電壓峰值,即即 晶閘管陽極與陰極間的最大電壓等于變壓器二次相電壓的晶閘管陽極與陰極間的最大電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即峰值，即 RUIdd22245. 2632UUUURM22UUFM(3-20)(3-21)(3-22)393.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路阻感負(fù)載阻感負(fù)載 電路分析電路

27、分析 L值很大，整流電流值很大，整流電流id的的波形基本是平直的，流過晶波形基本是平直的，流過晶閘管的電流接近閘管的電流接近矩形波矩形波。 a a30 時，整流電壓波時，整流電壓波形與電阻負(fù)載時相同。形與電阻負(fù)載時相同。 a a30 時，當(dāng)時，當(dāng)u2過零時，過零時，由于電感的存在，阻止電流由于電感的存在，阻止電流下降，因而下降，因而VT1繼續(xù)導(dǎo)通，繼續(xù)導(dǎo)通，直到下一相晶閘管直到下一相晶閘管VT2的觸的觸發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流，發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流，由由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，同導(dǎo)通向負(fù)載供電，同時向時向VT1施加反壓使其關(guān)斷。施加反壓使其關(guān)斷。 uuuu40圖圖3-17 三相半波可控整流電路，

28、阻感負(fù)三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載時的電路及載時的電路及a a=60 時的波形時的波形動畫演示413.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 a a的的移相范圍移相范圍為為90 。 整流電壓平均值整流電壓平均值 Ud/U2與與a a的關(guān)系的關(guān)系 L很大，如曲線很大，如曲線2所示。所示。 L不是很大，則當(dāng)不是很大，則當(dāng)a a30 后，后，ud中負(fù)的部分中負(fù)的部分可能減少，整流電壓平可能減少，整流電壓平均值均值Ud略為增加，如曲略為增加，如曲線線3 所示。所示。acos17.12dUU03060901201501.17321a/( )Ud/U2

29、圖圖3-16 三相半波可控整三相半波可控整流電路流電路Ud/U2與與a a的關(guān)系的關(guān)系423.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為 晶閘管的額定電流為晶閘管的額定電流為 晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值，即值，即 三相半波可控整流電路的主要缺點在于其變壓器二次電流三相半波可控整流電路的主要缺點在于其變壓器二次電流中含有中含有直流分量直流分量，為此其應(yīng)用較少。，為此其應(yīng)用較少。ddTIIII577. 0312ddAVTIII368. 057. 1)(

30、245. 2UUURMFM(3-23)(3-24)(3-25)433.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路原理圖原理圖 陰極連接在一起的陰極連接在一起的3個個晶閘管（晶閘管（VT1，VT3，VT5）稱為稱為共陰極組共陰極組；陽極連接在；陽極連接在一起的一起的3個晶閘管（個晶閘管（VT4，VT6，VT2）稱為）稱為共陽極組共陽極組。 共陰極組中與共陰極組中與a，b，c三相電源相接的三相電源相接的3個晶閘管個晶閘管分別為分別為VT1，VT3，VT5，共，共陽極組中與陽極組中與a，b，c三相電三相電源相接的源相接的3個晶閘管分別為個晶閘管分別為VT4，VT6，VT2。 晶閘管的導(dǎo)通順序為

31、晶閘管的導(dǎo)通順序為VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 圖圖3-18 三相橋式全控整流電路原理圖三相橋式全控整流電路原理圖443.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時的工作情況帶電阻負(fù)載時的工作情況 電路分析電路分析 各自然換相點既是各自然換相點既是相電壓相電壓的交點，同時也是的交點，同時也是線電壓線電壓的交點。的交點。 當(dāng)當(dāng)a a60 時時 ud波形均波形均連續(xù)連續(xù)，對于電阻負(fù)載，對于電阻負(fù)載，id波形與波形與ud波形的形狀是一樣波形的形狀是一樣的，也的，也連續(xù)連續(xù)。 a a=0 時，時，ud為線電壓在正半周的為線電壓在正半周的包絡(luò)線包絡(luò)線。波形見。波形見

32、圖圖3-19 時段時段共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb表表3-1 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載a a=0 時晶閘管工作情況時晶閘管工作情況453.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 a a=30 時，晶閘管起始導(dǎo)通時刻推遲了時，晶閘管起始導(dǎo)通時刻推遲了30 ，組成，組成ud的每的每一段線電壓因

33、此推遲一段線電壓因此推遲30 ，ud平均值降低，波形見平均值降低，波形見圖圖3-20。 a a=60 時，時，ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)向后移，波形中每段線電壓的波形繼續(xù)向后移，ud平均值繼續(xù)降低。平均值繼續(xù)降低。a a=60 時時ud出現(xiàn)了出現(xiàn)了為零的點為零的點，波形見，波形見圖圖3-21。當(dāng)當(dāng)a a60 時時 因為因為id與與ud一致，一旦一致，一旦ud降為至零，降為至零，id也降至零，晶閘管也降至零，晶閘管關(guān)斷，輸出整流電壓關(guān)斷，輸出整流電壓ud為零為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值。波形不能出現(xiàn)負(fù)值。 a a=90 時的波形見時的波形見圖圖3-22。 463.2.2 三相橋式全控整流電路三

34、相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路的一些特點三相橋式全控整流電路的一些特點 每個時刻均需每個時刻均需2個個晶閘管同時導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的晶閘管同時導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，共陰極組的和共陽極組的回路，共陰極組的和共陽極組的各各1個個，且不能為同一相，且不能為同一相的晶閘管。的晶閘管。 對觸發(fā)脈沖的要求對觸發(fā)脈沖的要求 6個晶閘管的脈沖按個晶閘管的脈沖按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，的順序，相位依次差相位依次差60 。 共陰極組共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差的脈沖依次差120 ，共陽極，共陽極組組VT4、VT6、VT2也依次差也依次差120 。 同一相

35、的上下兩個橋臂，即同一相的上下兩個橋臂，即VT1與與VT4，VT3與與VT6，VT5與與VT2，脈沖相差，脈沖相差180 。473.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路整流輸出電壓整流輸出電壓ud一周期一周期脈動脈動6次次，每次脈動的波形都一樣，每次脈動的波形都一樣，故該電路為故該電路為6脈波整流電路脈波整流電路。在整流電路合閘啟動過程中或電流斷續(xù)時，為確保電路的在整流電路合閘啟動過程中或電流斷續(xù)時，為確保電路的正常工作，需保證同時導(dǎo)通的正常工作，需保證同時導(dǎo)通的2個晶閘管均有脈沖個晶閘管均有脈沖 寬脈沖寬脈沖觸發(fā)觸發(fā) ：使脈沖寬度大于：使脈沖寬度大于60 （一般取（一般取80 1

36、00 ） 雙脈沖雙脈沖觸發(fā)觸發(fā) ：用兩個窄脈沖代替寬脈沖，兩個窄脈沖的：用兩個窄脈沖代替寬脈沖，兩個窄脈沖的前沿相差前沿相差60 ，脈寬一般為，脈寬一般為20 30 。 常用的是雙脈沖觸發(fā)。常用的是雙脈沖觸發(fā)。 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也一樣。大正、反向電壓的關(guān)系也一樣。483.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路阻感負(fù)載時的工作情況阻感負(fù)載時的工作情況 電路分析電路分析 當(dāng)當(dāng)a a60 時時 ud波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時十分波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似，

37、各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。閘管承受的電壓波形等都一樣。 區(qū)別在于區(qū)別在于電流電流，當(dāng)電感足夠大的時候，當(dāng)電感足夠大的時候，id、iVT、ia的的波形在導(dǎo)通段都可近似為一條水平線。波形在導(dǎo)通段都可近似為一條水平線。 a a=0 時的波形見時的波形見圖圖3-23，a a=30 時的波形見時的波形見圖圖3-24。 當(dāng)當(dāng)a a60 時時 由于電感由于電感L的作用，的作用，ud波形會出現(xiàn)波形會出現(xiàn)負(fù)的部分負(fù)的部分。 a a=90 時的波形見時的波形見圖圖3-25。 493.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控

38、整流電路基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 帶電阻負(fù)載時三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時三相橋式全控整流電路a a角的移相范圍是角的移相范圍是120 ，帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的，帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的a a角移相角移相范圍為范圍為90 。 整流輸出電壓平均值整流輸出電壓平均值 帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載a a60 時時 帶電阻負(fù)載且?guī)щ娮柝?fù)載且a a60 時時 awwpapapcos34.2)(sin63123232UttdUUd)3cos(134. 2)(sin63232apwwppapUttdUUd(3-26)(3-27)503.2.2 三相橋式全

39、控整流電路三相橋式全控整流電路輸出電流平均值為輸出電流平均值為Id=Ud/R。當(dāng)整流變壓器為圖當(dāng)整流變壓器為圖3-17中所示采用中所示采用星形接法星形接法，帶阻感負(fù)載，帶阻感負(fù)載時，變壓器二次側(cè)電流波形如圖時，變壓器二次側(cè)電流波形如圖3-23中所示，為正負(fù)半中所示，為正負(fù)半周各寬周各寬120 、前沿相差、前沿相差180 的矩形波，其有效值為：的矩形波，其有效值為： 晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時一致。晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時一致。三相橋式全控整流電路接三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負(fù)載反電勢阻感負(fù)載時的時的Id為：為： 式中式中R和和E分別為負(fù)載中的電阻值和反電動勢

40、的值。分別為負(fù)載中的電阻值和反電動勢的值。 2221222()0.8162333ddddIIIIIppp REUIdd(3-28)(3-29)513.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感變壓器漏感 實際上變壓器繞組總有實際上變壓器繞組總有漏感漏感，該漏感可用一個，該漏感可用一個集中的電感集中的電感LB表示，并將其折算到表示，并將其折算到變壓器二次側(cè)變壓器二次側(cè)。 由于電感對電流的變化起阻礙作用，電感電流由于電感對電流的變化起阻礙作用，電感電流不能突變，因此不能突變，因此換相換相過程不能瞬間完成，而是會過程不能瞬間完成，而是會持續(xù)一段時間持續(xù)一段時間。 現(xiàn)以三相半波

41、為例來分析，然后將其結(jié)論推廣現(xiàn)以三相半波為例來分析，然后將其結(jié)論推廣 假設(shè)負(fù)載中電感很大，假設(shè)負(fù)載中電感很大，負(fù)載電流為水平線負(fù)載電流為水平線。 523.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca分析從分析從VT1換相至換相至VT2的過程的過程 在在w wt1時刻之前時刻之前VT1導(dǎo)通，導(dǎo)通， w wt1時刻觸發(fā)時刻觸發(fā)VT2，因，因a、b兩相兩相均有漏感，故均有漏感，故ia、ib均不能突變，均不能突變，于是于是VT1和和VT2同時導(dǎo)通，相當(dāng)同時導(dǎo)通，相當(dāng)于將于將a、b兩相短路兩相短路，兩相間電，兩相間電壓差為壓差為ub

42、-ua，它在兩相組成的，它在兩相組成的回路中產(chǎn)生回路中產(chǎn)生環(huán)流環(huán)流ik如圖所示。如圖所示。 ik=ib是逐漸增大的，而是逐漸增大的，而 ia=Id-ik是逐漸減小的。是逐漸減小的。 當(dāng)當(dāng)ik增大到等于增大到等于Id時，時，ia=0，VT1關(guān)斷，換流過程結(jié)束。關(guān)斷，換流過程結(jié)束。 換相過程持續(xù)的時間用電換相過程持續(xù)的時間用電角度角度g g表示，稱為表示，稱為換相重疊角換相重疊角。 w wt1時刻時刻 圖圖3-26 考慮變壓器漏感時的三考慮變壓器漏感時的三相半波可控整流電路及波形相半波可控整流電路及波形 533.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 換相

43、過程中，整流輸出電壓瞬時值為換相過程中，整流輸出電壓瞬時值為 換相壓降：與不考慮變壓器漏感時相比，換相壓降：與不考慮變壓器漏感時相比，ud平均值降平均值降低的多少，即低的多少，即 2ddddbabaduutiLutiLuukBkB556655dbdbbB66565BBB d06d13()d()()d()2 /32dd333d()d2d22dkIkkiUuutuuLttiLtL iX Itppa ga gppaapa gpawwppwwppp (3-30)(3-31)543.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響g g隨其它參數(shù)變化的規(guī)律：隨其它參數(shù)變化的規(guī)律： Id越大則越大

44、則g g越大；越大； XB越大越大g g越大；越大； 當(dāng)當(dāng)a a90 時，時，a a越小越小g g越大越大gawtdIik)cos(cos26B2dgaaXUI2dB62)cos(cosUIXgaa換相重疊角換相重疊角g g 553.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響 其它整流電路的分析結(jié)果其它整流電路的分析結(jié)果 電路形式電路形式單相全波單相全波單相全控橋單相全控橋三相半波三相半波三相全控橋三相全控橋m脈波整流電路脈波整流電路 dU)cos(cosgaadBIXpdB2IXpdB23IXpdB3IXpdB2ImXp2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62U

45、IXmUXIpsin22Bd注：單相全控橋電路中，注：單相全控橋電路中，XB在一周期的兩次換相中都起作用，等效為在一周期的兩次換相中都起作用，等效為m=4； 三相橋等效為相電壓等于三相橋等效為相電壓等于 的的6脈波整流電路，故其脈波整流電路，故其m=6，相電壓按，相電壓按 代入。代入。23U23U表表3-2 各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計算各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計算 563.3 變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路影響的一些結(jié)論變壓器漏感對整流電路影響的一些結(jié)論: 出現(xiàn)換相重疊角出現(xiàn)換相重疊角g g，整流輸出電壓平均值，整流輸出電壓平均值U

46、d降低。降低。 整流電路的工作狀態(tài)增多。整流電路的工作狀態(tài)增多。 晶閘管的晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通，有時人為串入進線減小，有利于晶閘管的安全開通，有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的電抗器以抑制晶閘管的di/dt。 換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)，可能使晶閘管誤導(dǎo) 通，為此必須加通，為此必須加吸收電路吸收電路。 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源干擾源。573.4 電容濾波的不可控整流電路電容濾波的不可控整流電路 3.4.1 電容濾波的單相不可控整流電路電容濾波的單相不可控整流電

47、路 3.4.2 電容濾波的三相不可控整流電路電容濾波的三相不可控整流電路 583.4 電容濾波的不可控整流電路電容濾波的不可控整流電路引言引言交交直直交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場合大都采用源等應(yīng)用場合大都采用不可控整流電路不可控整流電路。最常用的是最常用的是單相橋式單相橋式和和三相橋式三相橋式兩種接法。兩種接法。 由于電路中的電力電子器件采用由于電路中的電力電子器件采用整流二極整流二極管管，故也稱這類電路為，故也稱這類電路為二極管整流電路二極管整流電路。593.4.1 電容濾波的單相不可控整流電電容濾波的單相不可控整流電路路工作原理及波形分析工作原理及波形

48、分析 基本工作過程基本工作過程 在在u2正半周過零點至正半周過零點至w wt=0期間，因期間，因u2EM b）兩電動勢同極性）兩電動勢同極性EMEG c）兩電動勢反極性，形成短路）兩電動勢反極性，形成短路直流發(fā)電機直流發(fā)電機電動機系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)電動機系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn) M作作電動運轉(zhuǎn)電動運轉(zhuǎn)，EGEM，電流，電流Id從從G流向流向M，電能由，電能由G流向流向M，轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)闉镸軸上輸出的機械能軸上輸出的機械能。 回饋制動回饋制動狀態(tài)中，狀態(tài)中，M作發(fā)電運轉(zhuǎn)，作發(fā)電運轉(zhuǎn)，EMEG，電流反向，從，電流反向，從M流向流向G， M軸上輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒o軸上輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒oG。 兩電動

49、勢兩電動勢順向串聯(lián)順向串聯(lián)，向電阻，向電阻R供電，供電，G和和M均輸出功率，由于均輸出功率，由于R一般都很一般都很小，實際上形成短路，在工作中必須嚴(yán)防這類事故發(fā)生。小，實際上形成短路，在工作中必須嚴(yán)防這類事故發(fā)生。 兩個電動勢兩個電動勢同極性相接同極性相接時，電流總是從電動勢高的流向電動勢低的，由時，電流總是從電動勢高的流向電動勢低的，由于回路電阻很小，即使很小的電動勢差值也能產(chǎn)生大的電流，使兩個電動勢于回路電阻很小，即使很小的電動勢差值也能產(chǎn)生大的電流，使兩個電動勢之間交換很大的功率，這對分析有源逆變電路是十分有用的。之間交換很大的功率，這對分析有源逆變電路是十分有用的。 803.7.1 逆

50、變的概念逆變的概念EMuuua)b)u10udu20u10aOOw wtIdidUdEM10ud2010OOIdidUdEM，交流電網(wǎng)輸出電功率，電動機則，交流電網(wǎng)輸出電功率，電動機則輸入電功率。輸入電功率。 電動機電動機M作作發(fā)電回饋制動發(fā)電回饋制動運行，由于晶閘管運行，由于晶閘管器件的器件的單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦裕娐穬?nèi)，電路內(nèi)Id的方向依然不變，的方向依然不變， 而而M軸上輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒o軸上輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒oG，只能改，只能改變變EM的極性的極性，為了避免兩電動勢順向串聯(lián)，為了避免兩電動勢順向串聯(lián)，Ud的極的極性性也必須反過來，故也必須反過來，故a a的范圍在的范圍

51、在p p/2p p，且，且|EM|Ud|。 823.7.1 逆變的概念逆變的概念產(chǎn)生逆變的條件產(chǎn)生逆變的條件 要有要有直流電動勢直流電動勢，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。 要求晶閘管的控制角要求晶閘管的控制角a ap p/2，使，使Ud為負(fù)值。為負(fù)值。 兩者必須同時具備才能實現(xiàn)有源逆變。兩者必須同時具備才能實現(xiàn)有源逆變。半控橋或有續(xù)流二極管的電路半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動勢，

52、故不能實現(xiàn)有源逆變，欲實現(xiàn)有源逆變，動勢，故不能實現(xiàn)有源逆變，欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用只能采用全控電路全控電路。833.7.2 三相橋整流電路的有源逆變工作狀三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)態(tài)uabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcuaubucuaubucuaubucuaubu2udwtOwtOb =p4b =p3b =p6b =p4b =p3b =p6wt1wt3wt2圖圖3-48 三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時的電壓波形三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時的電壓波形 逆變角逆變角 通常把通常把a a

53、p p/2時的控制角用時的控制角用p p-a a=b b表示，表示，b b稱為逆變角稱為逆變角。 b b的大小自的大小自b b=0的起始點向的起始點向左方左方計量。計量。 三相橋式電路工作于有源逆變狀態(tài)，不同逆變角時的輸出電壓波形及晶閘三相橋式電路工作于有源逆變狀態(tài)，不同逆變角時的輸出電壓波形及晶閘管兩端電壓波形如圖管兩端電壓波形如圖3-48所示。所示。 843.7.2 三相橋整流電路的有源逆變工作狀三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)態(tài)IIIddVT577. 03REUIMdd基本的數(shù)量關(guān)系基本的數(shù)量關(guān)系 三相橋式電路的輸出電壓三相橋式電路的輸出電壓Ud=-3.34U2cosb b=-1.35U

54、2lcosb b輸出直流電流的平均值輸出直流電流的平均值 流過晶閘管的電流有效值流過晶閘管的電流有效值從交流電源送到直流側(cè)負(fù)載的有功功率為從交流電源送到直流側(cè)負(fù)載的有功功率為變壓器二次側(cè)線電流的有效值變壓器二次側(cè)線電流的有效值 當(dāng)逆變工作時，由于當(dāng)逆變工作時，由于EM為負(fù)值，故為負(fù)值，故Pd一般為負(fù)值一般為負(fù)值，表示功率由直流電，表示功率由直流電源輸送到交流電源。源輸送到交流電源。 (3-105)(3-106)(3-107)(3-108)IEIRPdMdd2IIIIddVT816. 03222853.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗與最小逆變角的限制逆變運行時，一旦發(fā)生換相失敗，外接

55、的直流電逆變運行時，一旦發(fā)生換相失敗，外接的直流電源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器源就會通過晶閘管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，由的輸出平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，由于逆變電路的內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，于逆變電路的內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，這種情況稱為這種情況稱為逆變失敗逆變失敗，或稱為，或稱為逆變顛覆逆變顛覆。逆變失敗的原因逆變失敗的原因 觸發(fā)電路觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時、準(zhǔn)確地給各工作不可靠，不能適時、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時等，致晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時等，致使晶閘管不能正常換相。使晶閘管

56、不能正常換相。 晶閘管晶閘管發(fā)生故障，該斷時不斷，或該通時不通。發(fā)生故障，該斷時不斷，或該通時不通。 交流電源交流電源缺相或突然消失。缺相或突然消失。 換相的換相的裕量角裕量角不足，引起換相失敗。不足，引起換相失敗。863.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗與最小逆變角的限制udOOidwtwtuaubucuaubpbgb giVT1iVTiVT3iVTiVT322考慮變壓器漏抗引起重疊角考慮變壓器漏抗引起重疊角對對逆變電路換相的影響逆變電路換相的影響 以以VT3和和VT1的換相過程來分析，的換相過程來分析，在在b bg g時，經(jīng)過換相過程后，時，經(jīng)過換相過程后，a相電相電壓壓ua仍高

57、于仍高于c相電壓相電壓uc，所以換相結(jié)，所以換相結(jié)束時，能使束時，能使VT3承受反壓而承受反壓而關(guān)斷關(guān)斷。 當(dāng)當(dāng)b bg g時，換相尚未結(jié)束，電路時，換相尚未結(jié)束，電路的工作狀態(tài)到達(dá)自然換相點的工作狀態(tài)到達(dá)自然換相點p點之后，點之后，uc將高于將高于ua，晶閘管，晶閘管VT1承受反壓而承受反壓而重新重新關(guān)斷關(guān)斷，使得應(yīng)該關(guān)斷的，使得應(yīng)該關(guān)斷的VT3不能不能關(guān)斷卻繼續(xù)關(guān)斷卻繼續(xù)導(dǎo)通導(dǎo)通，且，且c相電壓隨著時相電壓隨著時間的推遲愈來愈高，電動勢間的推遲愈來愈高，電動勢順向串順向串聯(lián)聯(lián)導(dǎo)致逆變失敗。導(dǎo)致逆變失敗。 為了防止逆變失敗，不僅逆變?yōu)榱朔乐鼓孀兪?，不僅逆變角角b b不能等于零，而且不能太小

58、，必不能等于零，而且不能太小，必須限制在某一允許的須限制在某一允許的最小角度最小角度內(nèi)。內(nèi)。 圖圖3-49 交流側(cè)電抗對逆交流側(cè)電抗對逆變換相過程的影響變換相過程的影響 873.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗與最小逆變角的限制mUXIBdpgsin21cos2mUXIBdpgaasin2)cos(cos2確定最小逆變角確定最小逆變角b bmin的依據(jù)的依據(jù) 逆變時允許采用的逆變時允許采用的最小逆變角最小逆變角b b應(yīng)等于應(yīng)等于 為晶閘管的關(guān)斷時間為晶閘管的關(guān)斷時間tq折合的電角度折合的電角度,約約4 5 g g為換相重疊角，可查閱相關(guān)手冊，也可根據(jù)表為換相重疊角，可查閱相關(guān)手冊，也

59、可根據(jù)表3-2計算，即計算，即 根據(jù)逆變工作時根據(jù)逆變工作時a a=p p-b b，并設(shè)，并設(shè)b b=g g，上式可改寫成，上式可改寫成 由此計算出由此計算出g gq q為安全裕量角，主要針對脈沖不對稱程度（一般可達(dá)為安全裕量角，主要針對脈沖不對稱程度（一般可達(dá)5 ），約取為），約取為10 。設(shè)計逆變電路時，必須保證設(shè)計逆變電路時，必須保證 ，因此常在觸發(fā)電路中附加一保護環(huán)節(jié)，保證，因此常在觸發(fā)電路中附加一保護環(huán)節(jié)，保證觸發(fā)脈沖不進入小于觸發(fā)脈沖不進入小于b bmin的區(qū)域內(nèi)。的區(qū)域內(nèi)。 minbbminqgb(3-109)(3-110)(3-111)883.8 相控電路的驅(qū)動控制相控電路的驅(qū)

60、動控制 3.8.1 同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路 3.8.2 集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器 3.8.3 觸發(fā)電路的定相觸發(fā)電路的定相893.8 相控電路的驅(qū)動控制相控電路的驅(qū)動控制引言引言相控電路相控電路 晶閘管可控整流電路，通過控制晶閘管可控整流電路，通過控制觸發(fā)角觸發(fā)角a a的大小即控制的大小即控制觸發(fā)脈沖起始觸發(fā)脈沖起始相位相位來控制輸出電壓大小。來控制輸出電壓大小。 采用晶閘管相控方式時的交流電力變換電路和交交變采用晶閘管相控方式時的交流電力變換電路和交交變頻電路（第頻電路（第4章）。章）。相控電路的驅(qū)動控制相控電路的驅(qū)動控制 為保證相控電路正常工作，很重要的是應(yīng)保證按