電力電子技術(shù)重點(diǎn)王兆安第五版

1、創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日第1章緒論之歐侯瑞魂創(chuàng)作創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日電力電子技術(shù)界說(shuō)：是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù),是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),主要用于電力變換.電力變換的種類交流變直流AC-DC：整流直流變交流DC-AC：逆變直流變直流DC-DC：一般通過(guò)直流斬波電路實(shí)現(xiàn)交流變交流AC-AC：一般稱作交流電力控制電力電子技術(shù)分類：分為電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù).第2章電力電子器件電力電子器件與主電路的關(guān)系主電

2、路：指能夠直接承當(dāng)電能變換或控制任務(wù)的電路.電力電子器件：指應(yīng)用于主電路中,能夠?qū)崿F(xiàn)電能變換或控制的電子器件.電力電子器件一般都工作于開關(guān)狀態(tài),以減小自己損耗.電力電子系統(tǒng)基本組成與工作原理(1)一般由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、呵護(hù)電路等組成.檢測(cè)主電路中的信號(hào)并送入控制電路,根據(jù)這些信號(hào)并依照系統(tǒng)工作要求形成電力電子器件的工作信號(hào).控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去控制主電路中電力電子器件的導(dǎo)通或關(guān)斷.同時(shí),在主電路和控制電路中附加一些呵護(hù)電路,以保證系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行.電力電子器件的分類根據(jù)控制信號(hào)所控制的水平分類（1）半控型器件：通過(guò)控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷的電力電子器件.如

3、SCR晶閘管.（2）全控型器件：通過(guò)控制信號(hào)既可以控制其導(dǎo)通,又可以控制其關(guān)斷的電力電子器件.如GTO、GTR、MOSFET和IGBT.（3）不成控器件：不能用控制信號(hào)來(lái)控制其通斷的電力電子器件.如電力二極管.根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的性質(zhì)分類（1）電流型器件：通過(guò)從控制端注入或抽出電流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的電力電子器件.如SCR、GTO、GTR.（2）電壓型器件：通過(guò)在控制端和公共端之間施加一定電壓信號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的電力電子器件.如MOSFET、IGBT.根據(jù)器件內(nèi)部載流子介入導(dǎo)電的情況分類（1）單極型器件：內(nèi)部由一種載流子介入導(dǎo)電的器件.如MOSFET.（2）雙極型器件：由電子和空穴兩種載

4、流子參數(shù)導(dǎo)電的器件.如SCR、GTO、GTR.（3）復(fù)合型器件：有單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件.如IGBT.半控型器件晶閘管SCR將器件N1、P2半導(dǎo)體取傾斜截面,則晶閘管釀成V1-PNP和V2-NPN兩個(gè)晶體管.晶閘管的導(dǎo)通工作原理（1）當(dāng)AK間加正向電壓E,EA晶閘管不能導(dǎo)通,主要是中間存在反向PN結(jié).（2）當(dāng)GK間加正向電壓E,NPN晶體管基極存在驅(qū)動(dòng)電流IGNPN晶體管導(dǎo)通,發(fā)生集電極電流IGNPN晶體管導(dǎo)通,發(fā)生集Ic23)集電極電流I構(gòu)成PNPIc2的基極驅(qū)動(dòng)電流,PNP導(dǎo)通進(jìn)一步放年夜發(fā)生PNP集電極電流I.Ic1I與/構(gòu)成NPN的驅(qū)動(dòng)電Ic1IG流,繼續(xù)上述過(guò)程,形

5、成強(qiáng)烈的負(fù)反饋，這樣NPN和PNP兩個(gè)晶體管完全飽和,晶閘管導(dǎo)通.4.3晶閘管是半控型器件的原因晶閘管導(dǎo)通后撤失落外部份極電流/,可是NPN基極仍IG然存在電流,由PNP集電極電流I供給,電流已經(jīng)形成強(qiáng)烈Ic1正反饋,因此晶閘管繼續(xù)維持導(dǎo)通.因此,晶閘管的門極電流只能觸發(fā)控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷.4.4晶閘管的關(guān)斷工作原理滿足下面條件,晶閘管才華關(guān)斷：去失落AK間正向電壓；AK間加反向電壓；設(shè)法使流過(guò)晶閘管的電流降低到接近于零的某一數(shù)值以下.1.1晶閘管正常工作時(shí)的靜態(tài)特性(1)當(dāng)晶閘管接受反向電壓時(shí),不論門極是否有觸發(fā)電流,晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通.(2)當(dāng)晶閘管接受正向電壓時(shí),僅在門極有觸發(fā)電流

6、的情況下晶閘管才華導(dǎo)通.晶閘管一旦導(dǎo)通,門極就失去控制作用,不論門極觸發(fā)電流是否還存在,晶閘管都堅(jiān)持導(dǎo)通.若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷,只能利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下.1GTO的結(jié)構(gòu)GTO與普通晶閘管的相同點(diǎn)：是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu),外部引出陽(yáng)極、陰極和門極.GTO與普通晶閘管的分歧點(diǎn)：GTO是一種多元的功率集成器件,其內(nèi)部包括數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)供陽(yáng)極的小GTO元,這些GTO元的陰極和門極在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起,正是這種特殊結(jié)構(gòu)才華實(shí)現(xiàn)門極關(guān)斷作用.2GTO的靜態(tài)特性當(dāng)GTO接受反向電壓時(shí),不論門極是否有觸發(fā)電流,晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通.當(dāng)GTO接受正向電壓時(shí),

7、僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才華導(dǎo)通.GTO導(dǎo)通后，若門極施加反向驅(qū)動(dòng)電流,則GTO關(guān)斷,也即可以通過(guò)門極電流控制GTO導(dǎo)通和關(guān)斷.通過(guò)AK間施加反向電壓同樣可以保證GTO關(guān)斷.電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET(1)電力MOSFET是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流的,因此它是電壓型器件.當(dāng)U年夜于某一電壓值UGSUt時(shí)，柵極下P區(qū)概況的電子濃度將超越空穴濃度,從而使P型半導(dǎo)體反型成N型半導(dǎo)體,形成反型層.絕緣柵雙極晶體管IGBTGTR和GTO是雙極型電流驅(qū)動(dòng)器件,其優(yōu)點(diǎn)是通流能力強(qiáng),耐壓及耐電流品級(jí)高,但缺乏是開關(guān)速度低,所需驅(qū)動(dòng)功率年夜,驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜.電力MOSFET是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件,其優(yōu)點(diǎn)是

8、開關(guān)速度快、所需驅(qū)動(dòng)功率小,驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單.（3）復(fù)合型器件：將上述兩者器件相互取長(zhǎng)補(bǔ)短結(jié)合而成,綜合兩者優(yōu)點(diǎn).（4）絕緣柵雙極晶體管IGBT是一種復(fù)合型器件,由GTR和MOSFET兩個(gè)器件復(fù)合而成,具有GTR和MOSFET兩者的優(yōu)點(diǎn),具有良好的特性.（1）IGBT是三端器件,具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E.（2）IGBT由MOSFET和GTR組合而成.第3章整流電路（1）整流電路界說(shuō)：將交流電能釀成直流電能供給直流用電設(shè)備的變流裝置.單相半波可控整流電路（4）觸發(fā)角：從晶閘管開始接受正向陽(yáng)極電壓起,到施加觸發(fā)脈沖為止的電角度,稱為觸發(fā)角或控制角.（7）幾個(gè)界說(shuō)“半波”整流：改變觸發(fā)時(shí)刻,u和i

9、波形隨之改變,直dd流輸出電壓u為極性不變但瞬d時(shí)值變動(dòng)的脈動(dòng)直流,其波形只在u2正半周內(nèi)呈現(xiàn)，因此稱“半波”整流.單相半波可控整流電路：如上半波整流，同時(shí)電路中采納了可控器件晶閘管，且交流輸入為單相，因此為單相半波可控整流電路.電力電子電路的基本特點(diǎn)及分析方法（1）電力電子器件為非線性特性，因此電力電子電路是非線性電路.（2）電力電子器件通常工作于通態(tài)或斷態(tài)狀態(tài)，當(dāng)忽略器件的開通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程時(shí)，可以將器件理想化，看作理想開關(guān)，即通態(tài)時(shí)認(rèn)為開關(guān)閉合，其阻抗為零；斷態(tài)時(shí)認(rèn)為開關(guān)斷開，其阻抗為無(wú)窮年夜.3.1.2單相橋式全控整流電路3.1.2.1帶電阻負(fù)載的工作情況（1）單相橋式全控整流電路帶電

10、阻負(fù)載時(shí)的原理圖由4個(gè)晶閘管（VTVT）TOC o 1-5 h z14組成單相橋式全控整流電路.VT和VT組成一對(duì)橋臂，14VT和VT組成一對(duì)橋臂.23（2）單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖0a:VT1VT4未觸發(fā)導(dǎo)通，呈現(xiàn)斷態(tài)，則u=o、在a角度時(shí)，給V和VT加觸發(fā)脈沖，此時(shí)a4點(diǎn)電壓高于b點(diǎn)，V,和VT接受正向電壓，4因此可靠導(dǎo)通，iuiu0VT1vt4電流從a點(diǎn)經(jīng)VT、1R、VT流回4b點(diǎn).LUd=U2，i2=id，形狀與電壓相同.L兀（k+a）電源u過(guò)零點(diǎn)，VT和U21VT接受反向電壓而關(guān)斷,41（負(fù)半=U=VT1VT422周）.同時(shí)，VT和VT未觸發(fā)23導(dǎo)通，因此=0、IiU

11、、rrTvt41=UIiU、rrTvt41=UVT4=2U2a兀:（兀+a）2兀在（K+a）角度時(shí)，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，此時(shí)b點(diǎn)電壓高于a和VT3加觸發(fā)脈沖，此時(shí)b點(diǎn)電壓高于a點(diǎn),觸發(fā)角的移相范圍：a=0時(shí),Ud=0.9U2；a=180。觸發(fā)角的移相范圍：a=0時(shí),晶閘管電流平均uVT?=UVT3=0VT陽(yáng)極為a1為b點(diǎn)；VT4點(diǎn)，陰極為b陰極陽(yáng)極為a點(diǎn)；因此值：VT、VT與14VT、VT輪流導(dǎo)電,23因此晶閘管電流平叫均值只有輸出直流電流平均值iuiuiuVT1V丄42電流從b點(diǎn)經(jīng)VT、R、3卩流回b點(diǎn).1tcU21+cosa1dVT=21d=0.452.2帶阻感負(fù)載的工作情況(3)

12、(3)ud=u2i2=ld全波整流單相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的原理圖在交流電源的正負(fù)半周都有整單相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的波形圖電路為全波整流.分析時(shí)，(4)直流輸出電壓平均值假設(shè)電(5)負(fù)載直流電流平均值路已經(jīng)(6)晶閘管參數(shù)計(jì)算工作于接受最年夜正向電壓：穩(wěn)態(tài)下.12(2u2)假設(shè)負(fù)接受最年夜反向電壓燦2載電感流輸出電流流過(guò)負(fù)載，因此該d創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日2創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日2創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日2創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日2創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十

13、日很年夜,負(fù)載電流不能突變,使負(fù)載電流l連續(xù)且波形近ld似為一水平線.i、riAirir0*VT1,4d2VT2,3（兀+a）2兀在（K+a）角度時(shí)，給和VT3加觸發(fā)脈沖,VT此在a角度時(shí)，給V和VT加觸發(fā)脈沖,此時(shí)a4點(diǎn)電壓高于b點(diǎn),VT1和VT接受正向電壓4因此可靠導(dǎo)U、U、0VT1VT4電流從a點(diǎn)經(jīng)VT1R、VT流回b點(diǎn),4i為一水平idiVT14=id=i2時(shí)b點(diǎn)電壓高于aVT2因uVT2點(diǎn),和VT3接受正向電壓,此可靠導(dǎo)通,uvt3=0通,、L、VT和VT為斷態(tài),23i=05,30兀（兀+a）雖然二次電壓U2已經(jīng)過(guò)零點(diǎn)變負(fù),但因年夜電感的存在使VT和VT14繼續(xù)導(dǎo)通.UvtUvt0V

14、T1VT4由于VT和VT的導(dǎo)通,23使VT1和VT4接受反向電壓而關(guān)斷l(xiāng)vTi,4=0陽(yáng)極為a點(diǎn),陰極為b點(diǎn)；VT4陽(yáng)極為a點(diǎn)陰極為b點(diǎn)；U、7puVT1,42電流從b點(diǎn)經(jīng)VT3因此、L、R、VT2流回b點(diǎn),ud=U2id為idlllVT2,3ld2兀（2兀+a）=l2水平線,雖然二次電壓u已經(jīng)過(guò)創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日零點(diǎn)變正，但因年夜電感的存在使VT和VT2繼續(xù)導(dǎo)通.負(fù)載側(cè)只有

15、u2瞬時(shí)值的絕對(duì)值年夜于反電動(dòng)勢(shì)，即嘰卜E時(shí),才有晶閘管接受正電壓，有導(dǎo)UUVT=Uvt=0，vt2vt3通的可能.=i=ibdb2(2)單相橋式全控整流電路帶(3)(4)i=0JO直流輸出電壓平均值觸發(fā)角的移相范圍a=0時(shí)，Ud=0.9U2；a=90。時(shí),反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的波形圖a(a+0)在a角(1)單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的原理圖ud(1)單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的原理圖ud=u2，U=0.因此移相范圍為90o.d晶閘管接受電壓：正向:2U2；反向：-2U2.3帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電念頭的電樞(忽略其中的電感)等時(shí)，負(fù)載可看成一個(gè)直流電壓源，

16、即反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載.正常情況下，負(fù)載電壓u最低為電動(dòng)d勢(shì)E-給VT1和VT加觸發(fā)脈沖，此4時(shí)u2卜E，說(shuō)明VT1和VT接受正向電壓，因此4可靠導(dǎo)通，u2E，說(shuō)明V,和VT4已經(jīng)開始接受反向電壓關(guān)斷.同時(shí)，由于VT和VT23創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日VT導(dǎo)3VT導(dǎo)3(1)三相半波可控整流電路帶還未觸發(fā)導(dǎo)通，因此（兀+a）（兀+a+0）:此過(guò)程為VT和2通階段，由于是橋式全控整流，因此負(fù)載電壓與電流同前一階段,uEdR3.2三相可控整流電路三相半波可控整流電路3.2.1.1電阻負(fù)載電阻負(fù)載時(shí)的原理圖變壓器一次

17、側(cè)接成三角形，將上面原理圖中的三個(gè)晶閘管換成不成控二極管，分別采納VD、VD和VD暗示.123工作過(guò)程分析基礎(chǔ)：三個(gè)二極管對(duì)應(yīng)的相電壓中哪一個(gè)的值最年夜，則該相所對(duì)應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管接受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓.12:a相電壓最高，則VD】導(dǎo)通，VD和VD反壓23防止3次諧波流入電網(wǎng).關(guān)斷,變壓器二次側(cè)接成星形，以獲得零線.23:b相電壓最高，則VD導(dǎo)通，VD和VD反壓關(guān)斷,231三個(gè)晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其所有陰極連=ub34:b相電壓最高，則接在一起，為共陰極接法.接在一起，為共陰極接法.VD導(dǎo)通，VD和VD反壓關(guān)斷,231創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月

18、三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日時(shí)刻（即開始接受正向電壓），該時(shí)刻為各晶閘管觸發(fā)角a的起點(diǎn)，即=時(shí)刻（即開始接受正向電壓），該時(shí)刻為各晶閘管觸發(fā)角a的起點(diǎn)，即=。-u=0?V丄1壓關(guān)斷.VT接受a1即VT1Uab反壓關(guān)斷.VT接受a1即=u.VTac依照上述過(guò)程如此循環(huán)導(dǎo)通,每個(gè)二極管導(dǎo)通120。.自然換向點(diǎn)：在相電壓的交點(diǎn)叫、叫、3處，呈現(xiàn)二極管換相，即電流由一個(gè)二極管向另一個(gè)二極管轉(zhuǎn)移，這些交點(diǎn)為自然換向點(diǎn).

19、（3）三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖（-。）自然換向點(diǎn)：對(duì)三相半波可控整流電路而言，自然換向點(diǎn)是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早t1t2a相電壓最高，VT開始接1受正壓，在叫時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，=0,而VT2和VT反udUd=Ua，ZVT1=Zdb相電壓最高，VT2開始接受正壓，在2時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，uVT=0，而V-和VT1反壓關(guān)斷.Ud=Ub，iVT1=0，點(diǎn)-b點(diǎn)間電壓,c相電壓最高，VT3開始接Ud=UciVT1=0點(diǎn)-C點(diǎn)間電壓,（4）三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖（-30）電壓界說(shuō)：叫時(shí)刻為自然換向點(diǎn)后2和3時(shí)刻依次間距120.最高,30，VT2已經(jīng)Q_h_iu1_I_l_I_

20、IQJf/ta相電壓最高，VT已經(jīng)接1接受受正壓，但在叫時(shí)刻（即正壓，a=30）時(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通,血2時(shí)刻u寸0，而VT2和VT3反壓關(guān)（即斷.a=30)udud=ua，ZVT1=Zd=#uVT=0vt2O叫(的+90)”1i時(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通VT,2這樣VT開始接受1（的+90）12雖然已到a相和b相的自然反壓而關(guān)斷.換向點(diǎn)，b相電壓高于a相電壓，VT已經(jīng)開始接受正2壓，可是VT沒(méi)有門極觸發(fā)2因此VT堅(jiān)持關(guān)斷.2原來(lái)已經(jīng)導(dǎo)通的VT1接受正向電壓脈沖,這樣,uVT=0?VT1）而繼續(xù)導(dǎo)通,udUd=Ua，ZVT1=Zd=ud=ub，iVT1=0，點(diǎn)-b點(diǎn)間電壓,t3t4c相電壓最高,受正壓，VT接受

21、a1即VT1一uabVT已經(jīng)接3時(shí)刻（即330）時(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通VT,3u-0，這樣VT開始接受uVT3_02反壓而關(guān)斷.ud=u,iVT=0,VT1接受adcVT1點(diǎn)-c點(diǎn)間電壓，即uuVT1=Uac（5）三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖（-60）電阻負(fù)載分歧觸發(fā)角工作時(shí)的情況總結(jié)界說(shuō)：叫時(shí)刻為自然換向點(diǎn)后血2和3時(shí)刻依次間距120-那時(shí)0,使VT繼續(xù)導(dǎo)通,u,1uVT1_0而VT和VT反壓關(guān)斷.23連續(xù)狀態(tài)，各相導(dǎo)電120-那時(shí)a=30，負(fù)載電1N3P1kN孑aiK1udUd=Ua，iVT1=id二肯（的+90）12a相電壓過(guò)零變負(fù)（u30，負(fù)載電流處于斷續(xù)狀態(tài)，直到八150時(shí)，整流

22、輸出電壓為零.結(jié)合上述分析，三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)a角的移相范圍為150,其中經(jīng)歷了負(fù)載電流連續(xù)和斷續(xù)的工作過(guò)程.（7）數(shù)值計(jì)算讓30。時(shí)，整流電壓平均值（負(fù)載電流連續(xù)）：那時(shí)=0。，U最年夜，dUd=L17U2-“30。時(shí)，整流電壓平均值（負(fù)載電流斷續(xù)）：那時(shí)=150。,Ud最小，Ud=0-負(fù)載電流平均值：/=Ud.dR晶閘管接受的最年夜反向電壓：為變壓器二次側(cè)線電壓的峰值，URM=J2XJ3U2=6U2=2.45U2晶閘管接受的最年夜正向電壓：如a相，二次側(cè)a相電壓與晶閘管正向電壓之和為負(fù)載整流輸出電壓U,由于U最小dd為0,因此晶閘管最年夜正向電壓UFM出U2-.2阻感負(fù)載（1

23、）三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的原理圖當(dāng)阻感負(fù)載中的電感值很年夜時(shí)，整流獲得的電流i波形1d基本是平直的，即流過(guò)晶閘管的電流接近矩形波.那時(shí)讓30。，整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同，因?yàn)閮煞N負(fù)載情況下，負(fù)載電流均連續(xù).（2）三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的波形圖（-60。）VT接受正壓并觸發(fā)導(dǎo)通過(guò)自然換向點(diǎn)后a相電壓仍年夜于0,電感的存在，使負(fù)載電流始終VT仍繼續(xù)導(dǎo)通.1處于連續(xù)狀態(tài)，各相導(dǎo)電1200.a相過(guò)零點(diǎn)后，由于電感的那時(shí)“30o,負(fù)載電壓u波d存在,阻止電流下降,因而形將呈現(xiàn)負(fù)的部份，并隨著觸VT仍繼續(xù)導(dǎo)通.1發(fā)角的增年夜，使負(fù)的部份增Ud=Ua，ia=id=1d，ib=ic=0

24、，多.u0VT1那時(shí)90o,負(fù)載電壓u波d：t2t3形中正負(fù)面積相等，u平均值d那時(shí)2刻，b相電壓最高，為0.同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，則VT導(dǎo)通，2結(jié)合上述分析，三相半波可這樣VT1接受反壓關(guān)斷，由控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)a角VT向負(fù)載供電.2的移相范圍為90。.udub，ibidId，iaic0，（4）數(shù)值計(jì)算uVT1uab整流電壓平均值（負(fù)載電流：t3t4始終連續(xù)）：ud1.17U2cosa-工作過(guò)程與上述相同.晶閘管接受的最年夜正反向uduc，icidId，iaib0，電壓：uuVT1ac為變壓器二次側(cè)線電壓的峰（3）三相半波可控整流電路帶值，阻感負(fù)載分歧觸發(fā)角工作時(shí)的UFMURM*2X：3U2、6

25、U2-2.45U2情況總結(jié)三相橋式全控整流電路阻感負(fù)載狀態(tài)下，由于年夜三相橋式全控整流電路原理創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一創(chuàng)作時(shí)間：二零二一月三十日a相電壓最年夜,c相電壓接受反壓（“）而關(guān)斷,Ucb0ua相電壓最年夜,c相電壓接受反壓（“）而關(guān)斷,Ucb0u0VT1b相電壓最年夜,c相電壓接受反壓（“）而關(guān)斷,Uab0uVT1uabb相電壓最年夜,a相電壓圖：（1）由6只晶閘管組成,形成三個(gè)橋臂,其中每個(gè)橋臂連接一相電源.（

26、2）陰極連接在一起的3只晶閘管（VT、VT、VT）稱為共135陰極組,處于橋臂上端.（3）陽(yáng)極連接在一起的3只晶閘管（VT、VT、VT）稱為共462陽(yáng)極組,處于橋臂下端.（4）晶閘管的導(dǎo)通順序：VT、VT、VT、VT、VT、VT.123456.1帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況（a=0。）（1）基本說(shuō)明自然換向點(diǎn)仍為a、b、c相的交點(diǎn).將叫時(shí)刻（自然換向點(diǎn)）后的一個(gè)電源周期分成6段,每段電角度為60。,分別為I、II、III、W、V、切.（2）波形圖分析階段I：a相電壓最年夜,b相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通V（事實(shí)上，VT已經(jīng)導(dǎo)通）6u0VT1階段II：最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT2,則卩VT繼續(xù)導(dǎo)通.1,u,Ud=Ua

27、c，iVTi=，階段III：最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT3,則戸VT繼續(xù)導(dǎo)通.2,ubc,Ud=Ubc，iVTir，階段W：最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT,則VT42接受反壓（M0）而關(guān)斷,acVT繼續(xù)導(dǎo)通.3UbUd=UbaiVT1=rUVT1=Uab組的，1個(gè)是共陽(yáng)極組的，且階段V：不能為同1相的晶閘管.c相電壓最年夜，a相電壓對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：6個(gè)晶最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT5,則口彳閘管的脈沖按VTiVT2VT3接受反壓（“）而關(guān)斷,Ube0VT4VT5VT6的順序，相位依VT繼續(xù)導(dǎo)通.4uUd=Uca，iVT1=RUVT1=Uae共陰極組卩、卩、VT5的脈沖依次差120o,共陽(yáng)極組c相電壓最年夜,b相電壓VT2、

28、VT4、VT6的脈沖依次差120.最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT6,貝M同一相的上下兩個(gè)橋臂，即接受反壓（接受反壓（“）而關(guān)斷,Uba0VT與VT,VT與VT,VT與14365VT繼續(xù)導(dǎo)通.5VT2，脈沖相差180.UbUd=Ucb，iVT1=rUVT1=Uac整流輸出電壓u一周期脈動(dòng)d（3）總結(jié)對(duì)共陰極組的3個(gè)晶閘管來(lái)說(shuō)，陽(yáng)極所接交流電壓值最高的一個(gè)導(dǎo)通；對(duì)共陽(yáng)極組的3個(gè)晶閘管來(lái)說(shuō)，陰極所接交流電壓值最低的一個(gè)導(dǎo)通.每個(gè)時(shí)刻均需2個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回對(duì)共陰極組的3個(gè)晶閘管來(lái)說(shuō)，陽(yáng)極所接交流電壓值最高的一個(gè)導(dǎo)通；對(duì)共陽(yáng)極組的3個(gè)晶閘管來(lái)說(shuō)，陰極所接交流電壓值最低的一個(gè)導(dǎo)通.每個(gè)時(shí)刻均需2個(gè)

29、晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，其中1個(gè)晶閘管是共陰極TT.I慕次,每次脈動(dòng)的波形都一樣,導(dǎo)通故該電路為6脈沖整流電路.帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況（“30o）（1）基本說(shuō)明自然換向點(diǎn)仍為a、b、c相的交點(diǎn).叫時(shí)刻為a相30。觸發(fā)角位置,將該時(shí)刻后的一個(gè)電源周期360。分成6段,每段電角度為60。，分別為I、11、111、W、V、切.（2）波形圖分析階段I：a相電壓最年夜，b相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通V（事實(shí)上,VT已經(jīng)導(dǎo)通）6當(dāng)過(guò)b、c相交點(diǎn)后，雖然b電壓高于c相電壓，可是由于未觸發(fā)導(dǎo)通VT，且a2相電壓仍高于b相，因此整個(gè)階段I中，VT和VT繼續(xù)16Ud=UabUVT=0Uia=id七-階段II

30、：分析過(guò)程同階段I，VT和1VT繼續(xù)導(dǎo)通.2Ud=UacUVT=0ia=id-Uac.R階段III：分析過(guò)程同階段I，VT和2VT繼續(xù)導(dǎo)通.3Ud=UbeUVT=Uabia=0.創(chuàng)作時(shí)間：二創(chuàng)作時(shí)間：二創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日階段W：分析過(guò)程同階段I,vt3和VT繼續(xù)導(dǎo)通.4Ud=Uba=Uabia階段階段W：分析過(guò)程同階段I,vt3和VT繼續(xù)導(dǎo)通.4Ud=Uba=Uabia階段v：分析過(guò)程同階段I,vt4和VT繼續(xù)導(dǎo)通.5Ud=Ucaia

31、R分析過(guò)程同階段I，VT5和VT繼續(xù)導(dǎo)通.6ud=ucbac處于通態(tài)的120。期間，,波形與a同時(shí)段的u波形相同，但為負(fù)d值.(3)總結(jié)3223帶電阻負(fù)載時(shí)的工作與a=0o時(shí)相比，晶閘管起情況(=60。始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30。,組成ud的每一段線電壓因此推遲30o,u平均值降低.dVT處于通態(tài)的do。期間，變壓器二次側(cè)a相電流匚0,波a形與同時(shí)段的u波形相同.VTud4波形圖分析階段I：a相電壓最年夜，c相電壓最小，通過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)知道VT已經(jīng)導(dǎo)通，此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)6通VT,不觸發(fā)VT,則整個(gè)12階段I中，VT和VT1I繼續(xù)導(dǎo)通.Ud=UabUVT=0階段II：b相電壓最年夜,相電壓最小，此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VT

32、,則VT26階段I中，VT和VT1I繼續(xù)導(dǎo)通.Ud=UabUVT=0階段II：b相電壓最年夜,相電壓最小，此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VT,則VT26接受電壓UbVT繼續(xù)導(dǎo)通.5Ud=UcaUVT=U階段m階段III：分析過(guò)程同階段II,VT和5VT繼續(xù)導(dǎo)通.分析過(guò)程同階段II,VT和2VT繼續(xù)導(dǎo)通.3Ud=UcbUVT=Uac總結(jié)分析過(guò)程同階段II,VT和2VT繼續(xù)導(dǎo)通.3Ud=UcbUVT=Uac總結(jié)Ud=UbeUVT=Uab階段w：與a=30時(shí)相比，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻繼續(xù)向后推遲30，分析過(guò)程同階段II,VT和3VT繼續(xù)導(dǎo)通.4u平均值繼續(xù)降低，并呈現(xiàn)了d為零的點(diǎn).Ud=UbaUVT=Uab階段V：那時(shí)

33、讓60,對(duì)電阻負(fù)載,分析過(guò)程同階段II,VT和4的形狀一樣,u波形均連續(xù),di波形與u波形dd堅(jiān)持連續(xù).4帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況（a=90。）（1）60。時(shí)整流電路觸發(fā)脈沖要求a60o時(shí)，負(fù)載電流將呈現(xiàn)斷續(xù)狀態(tài),這樣為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的VT和VTVT和VT導(dǎo)16VT，則2通.，d=Uab后半段內(nèi)，id=iVT1=ia=rubuu，呈現(xiàn)baca、b相交點(diǎn)，則過(guò)交點(diǎn)后VT和VTa、b相交點(diǎn)，則過(guò)交點(diǎn)后斷,Ud=0，id=iVT1=ia=0階段II：2個(gè)晶閘管均有觸發(fā)脈沖.方法一：采納寬脈沖觸發(fā)即觸發(fā)脈沖的寬度年夜于60。ubuauc，此時(shí)bac觸發(fā)導(dǎo)通VT，同時(shí)采納寬2脈沖或雙脈

34、沖方式觸發(fā)VT1前半段內(nèi)導(dǎo)通.導(dǎo)通.般取80。100。.方法二：采納雙脈沖觸發(fā)即在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，ud.Ud=Uac，Zd=lVT=仃后半段內(nèi)，ubucua，呈現(xiàn)bcaa、c相交點(diǎn)，則過(guò)交點(diǎn)后脈沖.即用兩個(gè)窄脈沖取代寬脈i脈沖.即用兩個(gè)窄脈沖取代寬脈id=iVT1=ia=0給序號(hào)緊前的一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60。VT和VT接受反壓關(guān)1斷ud=0d階段III：脈寬一般為20。30。.前半段內(nèi)，VT和VT繼續(xù)導(dǎo)22）波形圖分析通.Ud=Ubc，階段I：階段I：前半段內(nèi)，uaubuc，通過(guò)abc以往經(jīng)驗(yàn)知道VT已經(jīng)導(dǎo)通6此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VT，不觸發(fā)1iVT1=ia=0，后半段內(nèi)id

35、=iVT1=ia=0階段w：創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日前半段內(nèi)，VT3和繼續(xù)導(dǎo)載時(shí)的三相橋式全控整流電路Ud=Ubaid=_ia_一角的移相范圍是120o.iVT1=0后半段內(nèi)，id=iVT1=ia=0階段V：前半段內(nèi)，VT4繼續(xù)導(dǎo)通.VT5id=ia=!R，iVT1=0*后半段內(nèi)，id=iVT1=ia=0前半段內(nèi)，VT：和VT6繼續(xù)導(dǎo)通.Ud=Ucb，id=帶，iVT1=ia=0*

36、后半段內(nèi)，id=iVT1=ia=0(3)總結(jié)kLA.7三相橋式全控整流電路的定“.1+量分析(1)帶電阻負(fù)載時(shí)的平均值特點(diǎn):讓60。時(shí)，整流輸出那時(shí)60。，負(fù)載電流將呈電壓連續(xù);60。a120。時(shí)，整流現(xiàn)斷續(xù)狀態(tài).現(xiàn)斷續(xù)狀態(tài).輸出電壓斷續(xù).那時(shí)=120。，整流輸出電壓整流電壓平均值計(jì)算公式:u波形全為零，因此帶電阻負(fù)d以u(píng)所處的線電壓波形為布景,d周期為巴.3輸出電流平均值計(jì)算公式：I-Ud.dR3.7整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變的概念.1什么是逆變？為什么要逆變？（1）逆變界說(shuō)：生產(chǎn)實(shí)踐中，存在著與整流過(guò)程相反的要求,即要求把直流電轉(zhuǎn)釀成交流電,這種對(duì)應(yīng)于整流的逆向過(guò)程，界說(shuō)為逆變.（3）

37、逆變電路界說(shuō)：把直流電逆釀成交流電的電路.（4）有源逆變電路：將交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)的逆變電路，實(shí)質(zhì)是整流電路形式.（5）無(wú)源逆變電路：將交流側(cè)不與電網(wǎng)連結(jié)，而直接接到負(fù)載的電路，即把直流電逆釀成某一頻率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載的電路.（6）有源逆變電路的工作狀態(tài)：只要滿足一定條件，可控整流電路即可以工作于整流狀態(tài)，也可以工作于逆變狀態(tài).路（相當(dāng)發(fā)機(jī)電）-電念頭系統(tǒng)（2）單相全波電路（整流狀態(tài)）-電念頭（電動(dòng)狀態(tài)）系統(tǒng)電念頭處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，全波電路處于整流工作狀態(tài)（“色），直流輸出電壓2U0，而且UE，才華輸出UdUdEM電樞電流I-Ud_EM.d-R,能量流向：交流電網(wǎng)輸出電功率，電念頭輸

38、入電功率.（3）單相全波電路（有源逆變狀態(tài)）-電念頭（發(fā)電回饋制動(dòng)）系統(tǒng)流,即使晶閘管的陽(yáng)極電位年動(dòng)）系統(tǒng)流,即使晶閘管的陽(yáng)極電位年電念頭處于發(fā)電回饋制動(dòng)運(yùn)夜部份處于交流電壓為負(fù)的半行狀態(tài),由于晶閘管單向?qū)щ娦?電路內(nèi)I的方向依然不變.Id這樣,要保證電念頭有電動(dòng)周期,可是仍能接受正向電壓而導(dǎo)通.（4）有源逆變發(fā)生的條件運(yùn)行釀成發(fā)電回饋制動(dòng)運(yùn)行變流電路外側(cè)要有直流電動(dòng)必需改變E的極性,同時(shí)直流EM輸出電壓U也改變極性（U0,dd冗）auj,/_Em-Ud,才華把電能從直流d一R側(cè)送到交流側(cè),實(shí)現(xiàn)逆變.勢(shì),其極性必需和晶閘管的導(dǎo)通方向一致,其值應(yīng)年夜于變流電路直流側(cè)的平均電壓.要求晶閘管的控制觸

39、發(fā)角心,使ud為負(fù)值.2d第4章逆變電路能量流向：電念頭輸出電功1）逆變界說(shuō)：將直流電能釀率,交流電網(wǎng)吸收電功率.全波電路有源逆變工作狀態(tài)成交流電能.（2）有源逆變：逆變電路的交下,為什么晶閘管觸發(fā)角處于冬“Ud|,這是電念頭處于發(fā)電回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)獲得的,這樣能夠保證系統(tǒng)獲得很年夜的續(xù)流輸出側(cè)接在電網(wǎng)上.（3）無(wú)源逆變：逆變電路的交流輸出側(cè)直接和負(fù)載相連.電壓型逆變電路（1）逆變電路分類：根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)可以分為電壓（源）型逆變電路和電流(源)型逆變電路.電壓(源)型逆變電路VSI：直流側(cè)為電壓源.電流(源)型逆變電路CSI：直流側(cè)為電流源.電壓型逆變電路舉例：直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有年夜電

40、容.直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈低阻抗.由于直流電壓源的鉗位作用,交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，而且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān).而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的分歧而分歧.當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)，需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用.圖中逆變橋各臂都并聯(lián)反饋二極管，為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道.單相電壓型逆變電路4.2.1.1半橋逆變電路電路原理圖由兩個(gè)橋臂組成，其中每個(gè)橋臂均包括一個(gè)可控器件和一個(gè)反并聯(lián)二極管.直流輸入側(cè)接有兩個(gè)相互串連的足夠年夜的電容，兩個(gè)電容的連接點(diǎn)為直流電源的中點(diǎn).負(fù)載連接在直流電源中點(diǎn)和兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)之間.柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)開關(guān)器件V和V的柵極信1

41、2號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)半周正偏，半周反偏，且二者互補(bǔ).0t:V柵極高電平，V柵212極低電平.tt:V柵極高電平，V柵VO2Svd212421極低電平.VO2Svd2tt:V柵極高電平，V4612柵極低電平.（3）電壓與電流波形圖0t:V柵極高電平，V柵212極低電平，因此V為通態(tài)，V12為斷態(tài)，則負(fù)載電壓Uo=Um=Ud/2*t時(shí)刻：V開始關(guān)斷，但感121性負(fù)載中的電流i不能立即改o變方向，于是VD導(dǎo)通續(xù)流2（稱為續(xù)流二極管），則負(fù)載電壓7d/2-直到t時(shí)刻13電壓7d/2-直到t時(shí)刻13uo7d/2i反向.uo7d/2o其他時(shí)刻同理.（4）有功功率與無(wú)功功率當(dāng)V或V為通態(tài)時(shí)，負(fù)載12電流與電壓同

42、方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量.當(dāng)VD或VD為通態(tài)時(shí)，負(fù)12載電流與電壓反向，則負(fù)載電感中貯存的能量向直流側(cè)反饋,即負(fù)載電感將其吸收的無(wú)功能量反饋回直流側(cè)，反饋回的能量暫時(shí)貯存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容器起著緩沖這種無(wú)功能量的作用.（5）應(yīng)用說(shuō)明上述電路中開關(guān)器件若為晶閘管，則需要使用強(qiáng)迫換流電路.半橋逆變電路優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用器件少，但缺點(diǎn)是輸出交流電壓幅值僅為U/2，且d直流側(cè)需要兩個(gè)電容器串連.半橋逆變電路常使用在幾千瓦以下的小功率逆變電源中.三相電壓型逆變電路4.2.2.1三相電壓型橋式逆變電路（1）電路圖開關(guān)器件為開關(guān)器件為IGBT.換流.直流側(cè)由兩個(gè)電容器組成，（3）負(fù)載線電壓波形電壓中點(diǎn)為N.針對(duì)U相，當(dāng)橋臂1導(dǎo)通時(shí),直流電壓為U,因此“+”Ud”電壓為uun=Ud/2，當(dāng)橋臂4導(dǎo)通時(shí),電壓為u&/2,-Ud/2負(fù)載側(cè)中點(diǎn)為N.u=-U/2,因此是幅值為uUNUdU/2的矩形波，d況與u相類似.UNUUNV、W兩相的情（2）工作方式（180o導(dǎo)電方u、u、uUNuVN式）差120。-每個(gè)橋臂（上或下）的導(dǎo)電負(fù)載線角度為180o,同一相上下兩個(gè)橋UUV=UUN-UVN臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的UVW=UVN-UWNUWU=UWN-UUN電壓公式：，幅值為Ud的uWN相位依次相壓公式：F面兩個(gè)橋臂，也可能是上面矩形波，相位依次相差120。.角度依次相差120o.兩個(gè)