整流電路基礎(chǔ)

1、ABBABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/011 BASIC KNOWLEDGE OF DC DRIVECOURSE STUDYLecturer:QiuSheng WuABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/012 ABBDiod and Thyristor Rectification Circuit for DC Drive ABB Drive System Co.Ltd S&M Dep. Wu QiushengWu QiushengABB Drive System Co. Lit, M & S

2、Dep. 12/31/013 ABBo 整流整流：將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程：將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。Common Term and Definitions 公共術(shù)語定義公共術(shù)語定義Solution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)o 整流整流器：將交流電變?yōu)橹绷麟姷难b置。器：將交流電變?yōu)橹绷麟姷难b置。o 整流整流電路：將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?。電路：將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐贰 整流整流元件：完成整流過程的電力電子器件。元件：完成整流過程的電力電子器件。o 不可控整流：僅有自然換相的整流過程。不可控整流：僅有自然換相的整流過程。o 可控整流：有強(qiáng)迫換

3、相的整流過程?？煽卣鳎河袕?qiáng)迫換相的整流過程。o 調(diào)幅調(diào)壓：見不可控整流。調(diào)幅調(diào)壓：見不可控整流。o 調(diào)相調(diào)壓：靠改變整流元件開通相位角。調(diào)相調(diào)壓：靠改變整流元件開通相位角。ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/014 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)單相整流電路：單相整流電路：( (單相半波單相半波) ) u u2 2 = U= U2 2m sinm sin t t transient value wave ut+ + +- - -2U2(u2)i2DRU2idUd(u2)= =

4、 2 2 U U2 2 sinsin t t virtual value wave01 12 2 UdUd= 2 2 U U2 2 sinsin tdtd t t= -coscos t = 0.45Ut = 0.45U2 2 2U22 2 0tuR+ + +UdCycle2 元件元件承受額定反壓承受額定反壓 2 2 U2 2，導(dǎo)通，導(dǎo)通180。 副邊電流：副邊電流：I2=1.57Id， 原邊電流：原邊電流：I1=1.21Id 電壓脈動系數(shù)電壓脈動系數(shù)1.57, 變壓器變壓器利用系數(shù)利用系數(shù)0.316，副邊帶直流分量，副邊帶直流分量ABB Drive System Co. Lit, M & S

5、Dep. 12/31/015 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)單相整流電路：單相整流電路：( (單相全波單相全波) )D1D2iaibu2au2bRudid+ +-.+-u1ut+ + +- - -U2(u2)+ + +- - -2tuR+ + +Ud+ + +Cycle= -coscos t = 0.9Ut = 0.9U2 2 2U2 0 UdUd=1 1 2 2 U U2 2 sinsin tdtd t t0 The formulary same as frontThe formulary same as front 元件元

6、件承受承受2倍額定反壓，導(dǎo)通倍額定反壓，導(dǎo)通180。 I I2 2=I=I1 1=1.11Id=1.11Id， 電壓脈動系數(shù)電壓脈動系數(shù)0.66,0.66, 變壓器變壓器利用系數(shù)利用系數(shù)1.24-1.111.24-1.11。ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/016 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)單相整流電路：單相整流電路：( (單相橋式單相橋式) )u2D1D2D3D4RUdIdut+ + +- - -U2(u2)+ + +- - -2tuR+ + +Ud+ + +Cycle

7、 The formulary same as frontThe formulary same as front UdUd=1 1 2 2 U U2 2 sinsin tdtd t t0= -coscos t = 0.9Ut = 0.9U2 2 2U2 0 元件元件承受額定反壓，承受額定反壓， 導(dǎo)通導(dǎo)通180。 電壓脈動系數(shù)電壓脈動系數(shù)0.66,0.66, I2=I1=1.11IdI2=I1=1.11Id， 變壓器變壓器利用系數(shù)利用系數(shù)1.24-1.111.24-1.11。ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/017 ABBSolution Pro

8、ducts Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)三相整流電路：三相整流電路：( (三相零式三相零式) )Uu Uv Uw Uu Uv Uw0tu2RUdIdUVW.0uvwD1D2D3+ +-dUuUvUwUu0 Uv0 Uw0 Uu0 Uv0 Uw00t2uUd33 Ud= Ud= 2U2U2 2coscos t td d t=1.17Ut=1.17U2 23 32 2 3 3 3 3- - 電壓脈動系數(shù)電壓脈動系數(shù)0.250.25 元件元件承受反壓承受反壓 3 3U U2 2，導(dǎo)通導(dǎo)通120120。 I I2 2 = 0.578 Id = 0.578 Id 變壓器計算功

9、率：副邊帶直流分量變壓器計算功率：副邊帶直流分量 P= = PP= = Pd0d0=1.345P=1.345Pd0d0P1+P2P1+P22 21.48+1.211.48+1.212 2ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/018 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)三相整流電路：三相整流電路：( (三相零式三相零式) )分分繞組，分負(fù)載，串聯(lián)三相零式整流電路繞組，分負(fù)載，串聯(lián)三相零式整流電路I I0 0 = 0 = 0UVW.-R1UdId.uvwD1D2D3+ +dUuUvUwR2

10、UdId.uvwD11D21D31+ +dUuUvUw0-I I0 0UVW.-RUdIdD1D2D3+ +dRUdId.uvwD11D21D31+ +dUuUvUw-Uu -Uw Uv -Uu Uw -Uv 0t2UduUu0 Uv0 Uw0 Uu0 Uv0 Uw00t2uUdUw0 Uu0 Uv0 Uw0 Uu0 Uv0UR1UR2-Ud+ +A -C +B -A +C -BA -C +B -A +C -BABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/019 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電

11、路基礎(chǔ)三相整流電路：三相整流電路：( (三相橋式三相橋式) )每個周期輸出每個周期輸出6 6個整流波個整流波-6-6脈波整流脈波整流Id+ +-UVW.UuUvUwR R.E UdD1 D3 D5D1 D3 D5D4 D6 D2D4 D6 D2Uu -Uw Uv -Uu Uw -Uv 0t2UdU U Ud d=U=Ud1d1+U+Ud2d2=2=2* *1.17U1.17U2 2=2.34U=2.34U2 2 6 6 Ud= Ud= 2 2 3U3U2 2coscos t td d t=2.34Ut=2.34U2 23 3 6 6- - 電壓脈動系數(shù)電壓脈動系數(shù)0.0570.057 元件元件

12、承受反壓承受反壓 3 3U U2 2，導(dǎo)通導(dǎo)通6060。 I I2 2 = 0.8 = 0.81616IdId 變壓器計算功率：變壓器計算功率：P=1.05PP=1.05Pd0d0Uu -Uw Uv -Uu Uw -Uv 0tUdUR66ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0110 ABBUVW.RUuLUdIdd.uvwD1D3UvUwD5D2.uvwD4D6UuUvUw雙反星型雙反星型整流電路：整流電路：Solution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)NOOUONUONUu -Uw Uv -Uu

13、Uw -Uv 0t2Ud Ud= Ud= 6 U6 U2 2 = 1.17U= 1.17U2 2 ( (同三相零式）同三相零式）3 32 2 I I2 2 = 0.29Id = 0.29Id 變壓器計算功率：變壓器計算功率：P=1.27PP=1.27Pd0d0 電壓脈動系數(shù)電壓脈動系數(shù)0.0.0 05 57 7 ( (同三相零式）同三相零式） 元件元件承受反壓承受反壓 6 6U U2 2，每只元件每只元件導(dǎo)通導(dǎo)通12120 0。 兩支元件并聯(lián)導(dǎo)通，適用于低壓大電流場合。兩支元件并聯(lián)導(dǎo)通，適用于低壓大電流場合。 平衡電抗器平衡電抗器- -均衡支路電流。均衡支路電流。 變壓器組別：變壓器組別：Y/

14、Y+ Y/Y+ 或或 / /Y+ Y+ Y YY Y（諧波更?。ㄖC波更?。?雙反星雙反星- -消除變壓器的直流磁勢消除變壓器的直流磁勢ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0111 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)整流整流 概念：將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。概念：將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。 結(jié)構(gòu)：電源、變壓器、整流電路、負(fù)載、附件。結(jié)構(gòu)：電源、變壓器、整流電路、負(fù)載、附件。 電源：單相、三相。電源：單相、三相。 變壓器：單相、三相、單圈、三繞組、多繞組、變壓器：單相、三相、單圈、三

15、繞組、多繞組、 電力變壓器、整流變壓器、干式、油浸。電力變壓器、整流變壓器、干式、油浸。整流電路：單相、三相、半波、全波、橋式。整流電路：單相、三相、半波、全波、橋式。負(fù)載：直流電機(jī)、負(fù)載：直流電機(jī)、附件：繼電器、接觸器、熔斷器、空氣開關(guān)、快速開關(guān)。附件：繼電器、接觸器、熔斷器、空氣開關(guān)、快速開關(guān)。 電氣參數(shù)：輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、紋波系數(shù)、電氣參數(shù)：輸入電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、紋波系數(shù)、 功率因數(shù)、諧波分量、額定值、過載值、極限值功率因數(shù)、諧波分量、額定值、過載值、極限值A(chǔ)BB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/011

16、2 ABBSolution Products Pre-Information 整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)用電器類型用電器類型固定供電電壓：照明設(shè)備、音像設(shè)備、計算機(jī)電源、一般民用電器。固定供電電壓：照明設(shè)備、音像設(shè)備、計算機(jī)電源、一般民用電器?？勺児╇婋妷海航^大多數(shù)工業(yè)用驅(qū)動裝置、加熱裝置、溫控裝置、傳送裝置、起升裝置、可變供電電壓：絕大多數(shù)工業(yè)用驅(qū)動裝置、加熱裝置、溫控裝置、傳送裝置、起升裝置、整流整流固定供電電壓固定供電電壓不可控整流不可控整流可變供電電壓可變供電電壓可控整流可控整流變幅調(diào)壓變幅調(diào)壓調(diào)相調(diào)壓調(diào)相調(diào)壓變阻調(diào)壓變阻調(diào)壓機(jī)械、復(fù)雜、慢機(jī)械、復(fù)雜、慢電子、簡單、快電子、簡單、快ABB

17、 Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0113 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)現(xiàn)代可控現(xiàn)代可控整流電路整流電路的的基礎(chǔ)基礎(chǔ)- -晶閘管（大功率電力電子器件）晶閘管（大功率電力電子器件）6060年代年代- -半導(dǎo)體半導(dǎo)體- -二極管二極管三極管、場效管、三極管、場效管、發(fā)光管、變?nèi)莨馨l(fā)光管、變?nèi)莨芫чl管（可控硅）晶閘管（可控硅）SCRSCR二極管特性：二極管特性： 單向?qū)щ?，只與電壓極性有關(guān)。單向?qū)щ?，只與電壓極性有關(guān)。 只有兩極，正負(fù)極或陰陽極。只有兩極，正負(fù)極或陰陽極。 單層

18、單層PNPN結(jié)，形成阻擋層。結(jié)，形成阻擋層。符號：符號：作用：作用： 整流、檢波、降壓、鉗位、限幅整流、檢波、降壓、鉗位、限幅晶閘管特性：晶閘管特性： 單向?qū)щ?，與電壓極性及控制極有關(guān)。單向?qū)щ?，與電壓極性及控制極有關(guān)。 有三個極，陽極、陰極、門極（控制極）有三個極，陽極、陰極、門極（控制極） 四層四層PNPN結(jié)，復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu)。結(jié)，復(fù)合晶體管結(jié)構(gòu)。符號：符號： 作用：作用： 開關(guān)（可控整流、逆變、變頻、交流調(diào)壓、開關(guān)（可控整流、逆變、變頻、交流調(diào)壓、 無觸點(diǎn)開關(guān)。無觸點(diǎn)開關(guān)。) )ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0114 ABBSolut

19、ion Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)開通條件：開通條件：1 1 U U電位電位高于高于U U電位期間電位期間 2 2 U U電位電位高于高于U U電位。電位。 3 3 回路電流回路電流 維持電流維持電流 關(guān)斷條件：關(guān)斷條件：1 1 U U電位不電位不高于高于U U電位。電位。 2 2 U U電位不電位不高于高于U U電位。電位。 3 3 回路電流不回路電流不 維持電流維持電流A ASCRSCRK KG GKK控制極（門極）：控制極（門極）：觸發(fā)電壓：觸發(fā)電壓：5-105-10V V觸發(fā)電流：觸發(fā)電流：50-30050-300mAmA平均功率

20、：平均功率：1-31-3W W峰值電壓：峰值電壓：15-3015-30V V峰值電流：峰值電流：1-51-5A A峰值功率：峰值功率：5-305-30W WU UAKAKU UGKGKI IU UAKAKU UGKGKU UAKAKU UGKGKONONONONONONOFFOFFOFFOFFOFFOFF負(fù)載電壓負(fù)載電壓回路電流回路電流SCRSCR工作原理：工作原理：ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0115 ABBU UAKAKI IAKAKU UDRMDRMU URSMRSM0.8U0.8UDSMDSMI IT(AV)T(AV)U UT(

21、AV)T(AV)I IH HU URRMRRMU UDSMDSMSCR的伏安特性曲線的伏安特性曲線正向陽極伏安特性曲線正向陽極伏安特性曲線反向陽極伏安特性曲線反向陽極伏安特性曲線條件：條件：Ig = 0Ig = 0tk:tk:開通時間。開通時間。tg:tg:關(guān)斷時間。關(guān)斷時間。Tjm:Tjm:額定結(jié)溫。冷卻方式。額定結(jié)溫。冷卻方式。V-A charicteristic of SCR ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0116 ABB主要參數(shù)：主要參數(shù)：U UDSMDSM： 斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓斷態(tài)不重復(fù)峰值電壓 （轉(zhuǎn)折電壓）。（轉(zhuǎn)折電壓）。U

22、UDRMDRM： 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 （正向阻斷電壓）。（正向阻斷電壓）。U URSMRSM: : 反向不重復(fù)峰值電壓反向不重復(fù)峰值電壓 （反向擊穿電壓）。（反向擊穿電壓）。U URRMRRM: : 反向重復(fù)峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓 （反向峰值電壓）。（反向峰值電壓）。U UGTGT/I/IGTGT: :觸發(fā)電壓觸發(fā)電壓/ /電流電流 控制極參數(shù)。控制極參數(shù)。SCR的伏安特性曲線的伏安特性曲線V-A charicteristic of SCR I IT(AV)T(AV): : 通態(tài)平均電流通態(tài)平均電流 額定電流。額定電流。U UT(AV)T(AV): : 通態(tài)平均電壓通態(tài)平均電壓

23、 正向平均通態(tài)壓降。正向平均通態(tài)壓降。I IH H： 維持電流。維持電流。I ITSMTSM: : 浪涌電流。浪涌電流。dV/dt:dV/dt:斷態(tài)電壓臨界上升率。斷態(tài)電壓臨界上升率。 （過壓吸收環(huán)節(jié)）。（過壓吸收環(huán)節(jié)）。di/dt:di/dt:通態(tài)電流臨界上升率。通態(tài)電流臨界上升率。 （限流電感環(huán)節(jié)）。（限流電感環(huán)節(jié)）。ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0117 ABBSCR的伏安特性曲線的伏安特性曲線V-A charicteristic of SCR u ui iu ui iABB Drive System Co. Lit, M & S

24、Dep. 12/31/0118 ABBudt+ + +Ud2 Solution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)單相可控整流電路：單相可控整流電路：(單相半波單相半波可控可控)u2t- - -2U2(u2)3idtuSCRt2U2 u u2 2 = U= U2 2m sinm sin t t transient value wave transient value wave = = 2 2 U U2 2 sinsin t t virtualvirtual value wavevalue wave Ud=Ud=1 12 2 2 2 U U2 2

25、sinsin tdtd t t = -= -coscos t =0.45Ut =0.45U2 2 2 2U U2 22 2 1+cos1+cos 2 2i2SCRRU1idUd(u1)u2i1ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0119 ABB : :控制角、控制角、 : :導(dǎo)通角導(dǎo)通角 ( ( + + =180 =180) )、導(dǎo)通導(dǎo)通可從可從0-180。 元件元件承受額定反壓承受額定反壓 2 2U U2 2 ，電壓脈動系數(shù)，電壓脈動系數(shù)S S= =1.571.57, , 變壓器副邊電流有效值變壓器副邊電流有效值I I2 2與直流平均電流與直

26、流平均電流IdId：I I2 2=1.57Id=1.57Id， 變壓器原邊電流有效值變壓器原邊電流有效值I I1 1與直流平均電流與直流平均電流IdId ：I I1 1 =1.21Id =1.21Id 變壓器變壓器利用系數(shù)利用系數(shù)0.3180.318， 副邊帶直流分量副邊帶直流分量可控整流的基本概念可控整流的基本概念Solution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ) 單相電路、半波整流、每周期僅需要一個觸發(fā)脈沖。單相電路、半波整流、每周期僅需要一個觸發(fā)脈沖。 觸發(fā)脈沖最大移動范圍：觸發(fā)脈沖最大移動范圍：0-180。 觸發(fā)脈沖要與電網(wǎng)同步。觸發(fā)脈

27、沖要與電網(wǎng)同步。 觸發(fā)脈沖要有一定的幅度和寬度。觸發(fā)脈沖要有一定的幅度和寬度。對觸發(fā)脈沖的基本要求對觸發(fā)脈沖的基本要求ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0120 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)晶閘管元件額定電流的標(biāo)定晶閘管元件額定電流的標(biāo)定（通態(tài)平均電流）通態(tài)平均電流）ImImI II IT T（AV)AV)tI IImIm2 2ImIm折算的有效值（發(fā)熱）折算的有效值（發(fā)熱）通態(tài)平均電流通態(tài)平均電流條件：環(huán)溫條件：環(huán)溫4040C C、阻性負(fù)載、標(biāo)準(zhǔn)冷卻、阻性負(fù)載、標(biāo)

28、準(zhǔn)冷卻、 單相工頻、正弦半波、單相工頻、正弦半波、 170 170、 不超過規(guī)定結(jié)溫下的不超過規(guī)定結(jié)溫下的 最大通態(tài)平均電流。最大通態(tài)平均電流。q 元件的額定電流，用通態(tài)平均電流元件的額定電流，用通態(tài)平均電流I IT T（AV)AV)表示。表示。 I IT(AV)T(AV)= =1 12 2 ImIm sinsin tdtd t t0= -coscos t = (1+1)=t = (1+1)=Im2 2 0Im2 2 ImIm q 元件的發(fā)熱，用有效電流元件的發(fā)熱，用有效電流I I表示。表示。I=I=1 12 2 i i2 2d d t t0ImIm2 22 2 sinsin2 2 tdtd

29、t t0= =ImIm2 24 4 0d d t-t-1 12 20cos2cos2 td(2td(2 t)t)= =ImIm2 22 2 01-cos21-cos2 t t2 2= =d d t tIm2 2= =ImIm2 24 4 0（ t t）- -1 12 20（sinsin2 2 t) t) = =q 流過元件的平均電流流過元件的平均電流I IT(AV)T(AV)與流過元件的有效電流與流過元件的有效電流I II II IT(AV)T(AV)= =Im/2Im/2Im/Im/ = = 2 2=1.57=1.57I=1.57II=1.57IT(AV)T(AV)ABB Drive Sys

30、tem Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0121 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)上式說明，流過元件的電流為正弦交流半波電流，輸出側(cè)的整流電流的平均上式說明，流過元件的電流為正弦交流半波電流，輸出側(cè)的整流電流的平均值為值為I IT(AV)T(AV)安培。它的發(fā)熱量，與安培。它的發(fā)熱量，與1.571.57倍的倍的I IT(AV)T(AV)所對應(yīng)的有效值的發(fā)熱量相等所對應(yīng)的有效值的發(fā)熱量相等. .v 也就是說，額定通態(tài)平均電流為也就是說，額定通態(tài)平均電流為1010A A的晶閘管，在全開通的情況下可的晶閘管

31、，在全開通的情況下可 連續(xù)通連續(xù)通15.715.7A A的直流電流。的直流電流。v 如果流過元件的電流不是正弦半波電流，則元件的元件通態(tài)平均電流如果流過元件的電流不是正弦半波電流，則元件的元件通態(tài)平均電流 就不是就不是1010A A培了。就要安培了。就要安1.571.57I IT(AV)T(AV)進(jìn)行核算進(jìn)行核算. .v 如果流過元件的電流是正弦波電流，但導(dǎo)通不是如果流過元件的電流是正弦波電流，但導(dǎo)通不是180180 電角度，例如電角度，例如 是是120120。則元件的通態(tài)平均電流將減小。安則元件的通態(tài)平均電流將減小。安1.571.57I IT(AV)T(AV)進(jìn)行核算得進(jìn)行核算得87%87%

32、。特點(diǎn)：電路簡單，元件少，輸出電壓紋波大，變壓器利用率低。特點(diǎn)：電路簡單，元件少，輸出電壓紋波大，變壓器利用率低。不宜作大功率裝置。不宜作大功率裝置。ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0122 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)單相可控整流電路：單相可控整流電路：(單相全波單相全波可控可控)L LRu1 SCR2iaibu2au2budid+ +-.+-SCR1RSCR2iaibu2au2budid+ +-.+-u1SCR1阻性負(fù)載SCR2iaibu2au2bRud id

33、+ +-.+-SCR1 混合連接u1 tttt感性負(fù)載ttttU2aU2aU2bU2bUdUdIdIdUSCR1USCR1U2aU2aU2bU2bUdUdIdIdUSCR1USCR1阻性負(fù)載阻性負(fù)載感性負(fù)載感性負(fù)載小電感（斷續(xù)）小電感（斷續(xù)）大電感（連續(xù)）大電感（連續(xù)）能帶大電感嗎？ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0123 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ) 變壓器帶中心抽頭，兩只晶閘管元件，每次一只導(dǎo)通。變壓器帶中心抽頭，兩只晶閘管元件，每次一只導(dǎo)通。 正負(fù)半波均參與

34、整流，輸出電壓高一倍，正負(fù)半波均參與整流，輸出電壓高一倍， 變壓器利用率稍高。變壓器利用率稍高。 輸出電壓波形是正弦波的一部分。輸出電壓波形是正弦波的一部分。 阻性負(fù)載輸出電流波形是正弦波的一部分，且與電壓波形同相。阻性負(fù)載輸出電流波形是正弦波的一部分，且與電壓波形同相。 元件開通靠觸發(fā)脈沖，關(guān)斷靠電源過零。元件開通靠觸發(fā)脈沖，關(guān)斷靠電源過零。 感性負(fù)載使電流波形變平直，且有逆變狀態(tài)。感性負(fù)載使電流波形變平直，且有逆變狀態(tài)。 元件開通靠觸發(fā)脈沖，關(guān)斷靠電源過零或被強(qiáng)迫關(guān)斷。元件開通靠觸發(fā)脈沖，關(guān)斷靠電源過零或被強(qiáng)迫關(guān)斷。 單相全波整流電路：單相全波整流電路：ABB Drive System C

35、o. Lit, M & S Dep. 12/31/0124 ABB單相可控整流電路：單相可控整流電路：(單相全單相全控控橋式橋式)Solution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)u2RUdIdSCR1SCR2SCR4SCR3LttttU2aU2aU2bU2bUdUdIdIdUSCR1USCR1U2aU2aU2bU2bUdUdIdIdUSCR1USCR1阻性負(fù)載阻性負(fù)載 全控橋：四橋臂都是晶閘管。全控橋：四橋臂都是晶閘管。 觸發(fā)脈沖成對出現(xiàn)，觸發(fā)脈沖成對出現(xiàn)，1-31-3，2-42-4 觸發(fā)脈沖與電網(wǎng)同步。觸發(fā)脈沖與電網(wǎng)同步。 波形同全波可控電

36、路。波形同全波可控電路。 元件承受反壓為元件承受反壓為 2 2U U2 2。 小電感負(fù)載下，電壓電流斷續(xù)。小電感負(fù)載下，電壓電流斷續(xù)。 大電感負(fù)載下，電壓電流連續(xù)。大電感負(fù)載下，電壓電流連續(xù)。 電感無限大時，電流波形平直，電感無限大時，電流波形平直， 流過元件電流成方波，持續(xù)半流過元件電流成方波，持續(xù)半 個周波時間。個周波時間。ttttUdUd感性負(fù)載感性負(fù)載IdIdIdId12 34 1212 34 12SCR13SCR13SCR24SCR24I II ItABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0125 ABBSolution Products

37、 Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0126 ABBu2RUdIdSCR1SCR2D1D2u2RUdIdSCR1SCR2D1D2L單相可控整流電路：單相可控整流電路：(單相單相半控半控橋式橋式)阻性負(fù)載波形見全控橋波形阻性負(fù)載波形見全控橋波形Solution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)無續(xù)流，有續(xù)流無續(xù)流，有續(xù)流ttttUdUd感性負(fù)載，無續(xù)流管，感性負(fù)載，無續(xù)流管，00 180180 ，脈沖正常脈沖正常iD1iD1iD2i

38、D2tiSCR1iSCR1iSCR2iSCR2ttttUdUdiSCR1iSCR1iD2iD2感性負(fù)載，有續(xù)流管感性負(fù)載，有續(xù)流管避免失控。避免失控。 突然變?yōu)橥蝗蛔優(yōu)?80180 或突然丟失脈沖。或突然丟失脈沖。產(chǎn)生失控產(chǎn)生失控iSCR2iSCR2iD1iD1iD34iD34ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0127 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)單相單相半控半控橋式整流電路：橋式整流電路： 半控橋：兩個橋臂是晶閘管，兩個橋臂是二極管。半控橋：兩個橋臂是晶閘管，兩個

39、橋臂是二極管。 晶閘管與二極管配合導(dǎo)通，形成電流通路。晶閘管與二極管配合導(dǎo)通，形成電流通路。 觸發(fā)脈沖只對單只元件觸發(fā)。二極管不需要出發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖只對單只元件觸發(fā)。二極管不需要出發(fā)脈沖。 觸發(fā)脈沖與電網(wǎng)同步。觸發(fā)脈沖與電網(wǎng)同步。 阻性負(fù)載波形與全波可控電路及全控橋電路阻性負(fù)載波形相同。阻性負(fù)載波形與全波可控電路及全控橋電路阻性負(fù)載波形相同。 元件承受反壓為元件承受反壓為 2 2U U2 2。 小電感負(fù)載下，電壓電流波形斷續(xù)。元件被強(qiáng)迫關(guān)斷，換流正常。小電感負(fù)載下，電壓電流波形斷續(xù)。元件被強(qiáng)迫關(guān)斷，換流正常。 大電感負(fù)載下，電壓電流連續(xù)。元件沒有被強(qiáng)迫關(guān)斷的條件，換流大電感負(fù)載下，電壓電流連

40、續(xù)。元件沒有被強(qiáng)迫關(guān)斷的條件，換流 不正常，有失控現(xiàn)象，加續(xù)流二極管解決。不正常，有失控現(xiàn)象，加續(xù)流二極管解決。 電感無限大時，輸出電流波形平直，流過元件電流近似方波，持續(xù)電感無限大時，輸出電流波形平直，流過元件電流近似方波，持續(xù) 半個周波時間（半個周波時間（180180 ）。）。 脈沖移相范圍脈沖移相范圍0- 0- 180180 。ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0128 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)整流電壓整流電壓UdUd與控制角與控制角 的關(guān)系的關(guān)系：( (

41、全控、全波、半控阻性或感性有續(xù)流負(fù)載）全控、全波、半控阻性或感性有續(xù)流負(fù)載）Ud(u2)Ud(u2) 2 2 2 2t0 0Ud(u2)Ud(u2) 2 2 2 2t0 0tCOSUu222219 . 0122222222222COSUCOSUttdCOSUUd 219 . 0122222222222COSUCOSUtCOSUUd阻性負(fù)載：阻性負(fù)載：大電感負(fù)載：大電感負(fù)載：222222sin222cos222tUttdUUdCOSUCOSU229 . 022 =90 =90 時，大電感負(fù)載波形時，大電感負(fù)載波形 Ud(u2)Ud(u2)t+ + + + +- - - - -阻性負(fù)載變壓器功率：

42、阻性負(fù)載變壓器功率：P=1.24PdeP=1.24Pde感性負(fù)載變壓器功率：感性負(fù)載變壓器功率：P=1.11PdeP=1.11Pde電壓脈動系數(shù)：電壓脈動系數(shù)：0.660.66ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0129 ABBu2RUdIdSCR1SCR2D1D2L其它單相橋式整流電路：其它單相橋式整流電路：u2RUdIdSCR1D1D3LSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)D2D4D5ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0130

43、 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)三三相可控整流電路：相可控整流電路：(三相全控橋式整流電路相全控橋式整流電路)UVW.-R/2Ud2Id2.+ +UUuVUvWUwR/2Ud1 Id1.uvw+ +UuUvUw0-I I0 0L/2L/2Id2Id1SCR1SCR1SCR3SCR3SCR2SCR2SCR6SCR6SCR4SCR4SCR5SCR5Id+ +-UVW.UuUvUwR R.E Ud1 3 51 3 54 6 24 6 2L L 電路的轉(zhuǎn)換過程電路的轉(zhuǎn)換過程 變壓器繞組合并變壓器繞組合并 去掉公共零線去掉公共零

44、線 負(fù)載合并成集中負(fù)載負(fù)載合并成集中負(fù)載 6 6個支路變?yōu)閭€支路變?yōu)? 3個橋臂個橋臂 移相控制信號統(tǒng)一移相控制信號統(tǒng)一ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0131 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)三三相可控整流電路：相可控整流電路：(三相全控橋式整流電路相全控橋式整流電路)相電壓有效值相電壓有效值波形、波形、線電壓有效值線電壓有效值波形、波形、線電壓瞬時線電壓瞬時值波形、值波形、 、 、紋波系數(shù)、紋波系數(shù)、 =0=00,N1 12 23 3 =0=0 ABB Drive

45、 System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0132 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ) 整流過程由自然換相點(diǎn)開始：整流過程由自然換相點(diǎn)開始：123456123456、123456123456 元件導(dǎo)通順序：元件導(dǎo)通順序：+ +A-C+B-A+C-BA-C+B-A+C-B 元件導(dǎo)通條件：共陰極組中陽極電壓高的導(dǎo)通元件導(dǎo)通條件：共陰極組中陽極電壓高的導(dǎo)通 共陽極組中陰極電壓低的導(dǎo)通共陽極組中陰極電壓低的導(dǎo)通 每只元件導(dǎo)通每只元件導(dǎo)通120120 ，每，每6060 進(jìn)行換相進(jìn)行換相 每個導(dǎo)通期間有兩只元

46、件開通每個導(dǎo)通期間有兩只元件開通 +A +B +C +A+A +B +C +A-B -C -A -B -C -B -C -A -B -C 共極組脈沖間隔共極組脈沖間隔120120 ，同臂組脈沖間隔，同臂組脈沖間隔180180 相鄰脈沖間隔相鄰脈沖間隔6060 脈沖作用寬度大于脈沖作用寬度大于6060 ：列式脈沖、窄（雙）脈沖：列式脈沖、窄（雙）脈沖 本相脈沖觸發(fā)本相的同時，還要觸發(fā)前相元件本相脈沖觸發(fā)本相的同時，還要觸發(fā)前相元件 窄脈沖的寬度可為窄脈沖的寬度可為10-2010-20 （0.5-1.0 0.5-1.0 mSmSABB Drive System Co. Lit, M & S Dep

47、. 12/31/0133 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)+Ua +Ub +Uc+Ua +Ub +Uc6060 6060 6060 6060 6060 6060 +Ua +Ub +Uc+Ua +Ub +Uc-Ua -Ub -Uc-Ua -Ub -Uc-Ub -Uc-Ub -Uc-Ua -Ub-Ua -Ub相電壓與觸發(fā)脈沖的相位關(guān)系、觸發(fā)器、脈沖合成。相電壓與觸發(fā)脈沖的相位關(guān)系、觸發(fā)器、脈沖合成。 =0=0 ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0134 ABBUab Ubc

48、 UcaUab Ubc UcaUab Ubc UcaUab Ubc Uca Uab Ubc Uca Uab Ubc Uca Uab Ubc Uab Ubc Ubc Uca Ubc Uca Ucb Uac Ucb Uac Uba Ucb Uac Uba Ucb Uac Uba Ucb Uba UcbSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)線電壓線電壓 =0=0 +A+A-C-C+B+B-A-A+C+C-B-BABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0135 ABBSolution Produ

49、cts Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ) =0=0 ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0136 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0137 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)整流電壓整流電壓UdUd與控制角與控制角 的關(guān)系的關(guān)系-純電阻負(fù)載純電阻負(fù)載0 6060 （取余弦函數(shù)作計算）t

50、Uudcos322tUcos62662sin63tU662cos63ttdUUdcos632Ucos34.22U(2-3-1)60 120 0 （取正弦函數(shù)作計算）tUudsin62ttdUUdsin632332cos63tU(2-3-2)3cos1632U3cos134.22U計算計算 時整流電壓？時整流電壓？32323cos134. 22UUd=0=0ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0138 ABB整流電壓整流電壓UdUd與控制角與控制角 的關(guān)系的關(guān)系-大電感負(fù)載大電感負(fù)載Solution Products Pre-Informatio

51、n 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)662sin63tU662cos63ttdUUd大電感負(fù)載電壓電流波形大電感負(fù)載電壓電流波形連續(xù)，積分區(qū)間寬度不變連續(xù)，積分區(qū)間寬度不變cos632Ucos34.22Ucos0dU不同負(fù)載下的整流特性：不同負(fù)載下的整流特性：電阻電阻 電感電感0 6060 60 120 0 0 120 0 斷續(xù)斷續(xù) 連續(xù)連續(xù) 連續(xù)連續(xù)cos34.22Ucos34.22U3cos134.22UUdUdUdABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0139 ABBSolution Products Pre-Information 可控可

52、控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)可控整流器的電流波形：可控整流器的電流波形：Id+ +-UVW.UuUvUwR R.EUd1 3 51 3 54 6 24 6 2L LIaIaIbIbIcIcSCR135SCR135SCR462SCR462IdId2 2 流過變壓器副繞組的線電流有效值：流過變壓器副繞組的線電流有效值：ddddIIIII816. 021323223222選擇變壓器、接觸器、熔斷器、選擇變壓器、接觸器、熔斷器、互感器、導(dǎo)線的依據(jù)互感器、導(dǎo)線的依據(jù) ddddIIIII816. 021323223222ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0

53、140 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)變壓器副邊容量的計算：變壓器副邊容量的計算：ddIUIUP816. 034. 2332022doddoPIU05. 105. 1 =0 時，時，變壓器功率與整流功率的關(guān)系：變壓器功率與整流功率的關(guān)系：v 變壓器的幅邊功率：依據(jù)負(fù)載所需要的額定電壓和額定電流計算變壓器的幅邊功率：依據(jù)負(fù)載所需要的額定電壓和額定電流計算Ud0= 2.34U2U2=Ud0/2.34 ddddIIIII816. 021323223222I I2 2負(fù)載電壓與變壓器副邊相電壓的折算：負(fù)載電壓與變壓器副邊相電壓

54、的折算：負(fù)載電流與變壓器副邊相電流的折算：負(fù)載電流與變壓器副邊相電流的折算：v 變壓器的原邊功率：由于副邊不含直流電流分量，故原副邊電流波形相同變壓器的原邊功率：由于副邊不含直流電流分量，故原副邊電流波形相同原邊電流有效值為：原邊電流有效值為：dIUUINNI816. 0122121（2-3-9）變壓器原邊容量的計算：變壓器原邊容量的計算：dIUUUIUP816. 013321111=1.05Pd0=1.05Pd0v 變壓器的計算容量：變壓器的計算容量：02105. 12dPPPPABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0141 ABB圖圖2-3-

55、9 2-3-9 Y/YY/Y接線變壓器原邊電流波形接線變壓器原邊電流波形圖圖2-3-10 2-3-10 /Y/Y接線變壓器原邊電流波形接線變壓器原邊電流波形Solution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)變壓器副邊電流波形變壓器副邊電流波形 流過變壓器副邊繞組的電流為方波。流過變壓器副邊繞組的電流為方波。 Y/Y Y/Y接線變壓器原邊電流波形與副邊相同。接線變壓器原邊電流波形與副邊相同。接線變壓器原邊電流波形與副邊不同。接線變壓器原邊電流波形與副邊不同。 方波電流含有豐富的諧波電流成分，方波電流含有豐富的諧波電流成分， 低頻諧波電流引起電網(wǎng)電

56、壓畸變，線路損低頻諧波電流引起電網(wǎng)電壓畸變，線路損 耗增加，高頻諧波電流形成干擾源，耗增加，高頻諧波電流形成干擾源， /Y/Y接線比接線比Y/YY/Y接線的諧波電流小。接線的諧波電流小。 減小諧波的措施：小容量傳動盡量使用減小諧波的措施：小容量傳動盡量使用/Y/Y 變壓器、串入進(jìn)線電抗器、變壓器、串入進(jìn)線電抗器、 大容量傳動可增加整流相數(shù)。合理選型。大容量傳動可增加整流相數(shù)。合理選型。優(yōu)選優(yōu)選ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0142 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)整

57、流電壓的脈動整流電壓的脈動v =0 時，整流電壓波形的富氏級數(shù)基波最大值為：時，整流電壓波形的富氏級數(shù)基波最大值為：606260coscos62ttdtUUmd6026coscos612ttdtU60225cos7cos612tdttU60255sin77sin66ttU352631011416622UUv 三相全控橋式整流電路全開通時的電壓紋波系數(shù)為：三相全控橋式整流電路全開通時的電壓紋波系數(shù)為：057. 0352636322UUUUSdodomABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0143 ABBUduUUttSolution Product

58、s Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)紋波與諧波紋波與諧波ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0144 ABBId+ +-RUd1 3 51 3 54 6 24 6 2LUVW.UuUvUw.UuUvUwM6 6脈波變流器脈波變流器1212脈波并聯(lián)變流器脈波并聯(lián)變流器1212脈波串聯(lián)變流器脈波串聯(lián)變流器抑制電網(wǎng)諧波、吸收電網(wǎng)抑制電網(wǎng)諧波、吸收電網(wǎng)過電壓、限制過電壓、限制dV/dtdV/dt和和di/dtdi/dt、限制短路電流限制短路電流抑制紋波電壓、限制短路抑制紋波電壓、限制短路電流、降低斷續(xù)電流值、電流、降低斷

59、續(xù)電流值、限制限制dV/dtdV/dt和和di/dtdi/dt、增加輸出電流、抑制電網(wǎng)諧波、增加輸出電流、抑制電網(wǎng)諧波、增加輸出電壓、抑制電網(wǎng)諧波、增加輸出電壓、抑制電網(wǎng)諧波、Solution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0145 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)6 6相全控橋相全控橋1212脈波整流電路脈波整流電路v 系統(tǒng)組成：三繞組變壓器系統(tǒng)組成：三繞組變壓器: :Y/Y+Y/Y

60、+，v 兩組三相全控橋并聯(lián)或串聯(lián)。兩組三相全控橋并聯(lián)或串聯(lián)。u ut t0 0ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0146 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)無平衡電抗器的整流波形無平衡電抗器的整流波形有平衡電抗器的整流波形有平衡電抗器的整流波形ABB Drive System Co. Lit, M & S Dep. 12/31/0147 ABBSolution Products Pre-Information 可控可控整流電路基礎(chǔ)整流電路基礎(chǔ)不帶平衡電抗器的情況：不帶平衡