電力電子技術(shù)課件五

第二章整流電路可控整流：交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)大小的直流電整流電路：出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟姲唇M成的器件可分為不可控、半控、全控三種按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路2.1單相可控整流電路2.2三相可控整流電路2.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響2.4電容濾波的不可控整流電路2.5整流電路的諧波和功率因數(shù)2.6大功率可控整流電路2.7整流電路的有源逆變狀態(tài)2.8晶閘管直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)2.9相控電路的驅(qū)動(dòng)控制本章首先要學(xué)習(xí)幾種常用的晶閘管可控整流電路,包括它們的電路組成,工作原理,數(shù)量關(guān)系及特點(diǎn)和適用范圍.其中,最基本的電路就是單相半波可控整流電路.

（1）電阻性負(fù)載（2）電感性負(fù)載（3）反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載（4）電容性負(fù)載重點(diǎn)注意：工作原理（波形分析）、定量計(jì)算、不同負(fù)載的影響。不同性質(zhì)的負(fù)載對(duì)于整流電路輸出的電壓電流波形均有很大的影響。交流側(cè)接單相電源2.1單相可控整流電路2.1.1單相半波可控整流電路一.電阻性負(fù)載特點(diǎn)：負(fù)載兩端的電壓和流過(guò)負(fù)載的電流成一定的比例關(guān)系，且兩者的波形相似；負(fù)載電壓和電流均允許突變。如電阻加熱爐、電解、電鍍和電焊等都屬于電阻性負(fù)載。1.電路變壓器T主要用來(lái)變換電壓,其次它還有隔離一、二次側(cè)的作用。

2.工作原理

0～ωt1：

u2為正，uT為正，但因無(wú)ug，故VT不會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)，ωt1

～π：uT為正，且有ug，滿(mǎn)足VT導(dǎo)通的兩個(gè)條件，VT導(dǎo)通，則，

π～2π：至π時(shí)過(guò)零，因?yàn)槭亲栊载?fù)載，id波形與ud一致，故此時(shí)流過(guò)VT的電流也過(guò)零，VT關(guān)斷,則3.幾個(gè)概念（1）控制角（也叫移相角）：?jiǎn)蜗嚯娐分校瑥木чl管開(kāi)始承受正向電壓，到其加上觸發(fā)脈沖的這一段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的電角度（0～ωt1）。（2）導(dǎo)通角晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度（ωt1～π）。（3）移相改變控制角的過(guò)程，即改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻的過(guò)程。這種通過(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位來(lái)控制直流輸出電壓大小的方式稱(chēng)為相位控制方式，簡(jiǎn)稱(chēng)相控方式。幾個(gè)概念的解釋?zhuān)簎d為脈動(dòng)直流，波形只在u2正半周內(nèi)出現(xiàn)，故稱(chēng)“半波”整流

采用了可控器件晶閘管，且交流輸入為單相，故該電路為單相半波可控整流電路

ud波形在一個(gè)電源周期中只脈動(dòng)1次，故該電路為單脈波整流電路4.數(shù)量關(guān)系（1）直流輸出電壓的平均值Ud為當(dāng)時(shí)，Ud=Ud0=0.45U2

隨著α的增大，Ud將減小，至?xí)r，Ud=0。直流輸出電流的平均值Id為（2）負(fù)載上得到的直流輸出電壓有效值U和電流有效值

I

分別為（3）流過(guò)VT及變存壓器鍵二次鴨側(cè)的妖電流（4）流廣過(guò)晶廊閘管屢的電牢流的宏波形獄系數(shù)Kf為當(dāng)途時(shí)，痰即為鋤單相拘半波辦波形蛛，有，與晶萄閘管筒額定恰電流定指義的桂情況亡一致楚。（5）晶翁閘管蠅可能鳳承受陰的正里反向爺峰值車(chē)電壓局均為（6）電否路的事功率營(yíng)因數(shù)株為（7）移離相范床圍0°勸～1勻80腎°。二.謊電感屬性負(fù)犬載和音帶續(xù)休流二忌極管瘋的電織路特別煤當(dāng)負(fù)筍載的ωL比R的數(shù)純值大灰得多粥（10掠倍以懼上）時(shí)貧，就戀認(rèn)為毅是大猴電感覽負(fù)載懷，其洞特點(diǎn)澆是負(fù)請(qǐng)載電碰流波地形連嗽續(xù)，肅并接塘近一珍條直勢(shì)線(xiàn)。像各已種電磚機(jī)的駕勵(lì)磁轟繞組析以及返經(jīng)電觸抗器財(cái)濾波榨的負(fù)螺載都瞎屬于盜此類(lèi)百負(fù)載肚。特點(diǎn)已：由于李電感塔本身駱為儲(chǔ)撐能元賠件，鋤而能幻玉量的釀儲(chǔ)存聽(tīng)與釋柳放是跳不能濃瞬間返完成統(tǒng)的，牲因而維流過(guò)狐電感皆的電流捏是不徑能突寒變的。當(dāng)電蠻感中賣(mài)流過(guò)促的電參流發(fā)招生變貓化時(shí)房誠(chéng)，在殘其兩倆端就爺會(huì)產(chǎn)著生自棒感電腔動(dòng)勢(shì)eL，以阻抓礙電垂流的全變化庫(kù)。負(fù)載寬中既神有電斧阻又能有電豆感,且負(fù)亂載的ωL與R的數(shù)毛值相跳比不觸可忽爬略;1.廈電陰路2.刷工組作原橋理0-送-ωt1：無(wú)ug,V抄T不導(dǎo)坐通,同電瘦阻性打負(fù)載ωt1--違ωt2：加ug,V熱T導(dǎo)通導(dǎo),ud=u2,uT=0燙,電感示產(chǎn)生繼自感宿電動(dòng)邁勢(shì)eL阻礙橡電流醒的增放大,電源版提供望能量書(shū)→電頑阻消肝耗的酸能量村+電斃感吸盤(pán)收的情磁場(chǎng)撒能ωt2～π征：電流id開(kāi)始閣減小拒，電源括提供溫能量虜+電應(yīng)感釋?xiě)K放的戰(zhàn)能量捧→電疲阻消買(mǎi)耗的臣能量π～ωt3：至電直源電期壓雖失然過(guò)叫零變視負(fù)，孟但電宏流id還沒(méi)圾有降催低為寺零，糾還存葡在eL。只云要eL比u2大，麗晶閘井管就逮仍受染正壓亂而處頓于通弦態(tài)。電感呢釋放直的能攻量→裂電阻僚消耗長(zhǎng)的能趁量+電源(變壓底器二纖次側(cè))吸收伶的能橋量至電徐流降刺為零緣瑞，電皆感能遮釋放霸完畢陸。VT關(guān)斷特點(diǎn)：電壓困平均婆值降之低(因?yàn)楹?fù)載從電壓霉出現(xiàn)裂負(fù)值);大電舅感負(fù)撿載時(shí)田，即ωL＞＞R(籮10倍以朵上),輸出奔電壓?jiǎn)璨ㄐ坞U(xiǎn)正負(fù)半周知面積鳴近似勒相等背，鎮(zhèn)。改進(jìn)氧措施餃：加續(xù)核流二絡(luò)極管3.冤加續(xù)流聯(lián)二極駝管的蒙電路在電白源u2正半洽周工槳作同揀前，舌續(xù)流襲二極控管VDR受反撫壓不史通。叨在負(fù)素半周執(zhí)時(shí)，VDR承受弄正向溝電壓畜而導(dǎo)掌通。弟電感涼經(jīng)VDR續(xù)流宵不再臟經(jīng)電命源，斃故此奏時(shí)輸掛出為VDR的管施壓降稻。VT承受犁反壓強(qiáng)關(guān)斷語(yǔ)。此時(shí)便，4.脹數(shù)量卻關(guān)系辜（加VDR）（1）輸善出電姥壓、圓電流坦平均彈值Ud和Id（2）流潔過(guò)VT的電伶流平陳均值IdT和有克效值IT（3）流伴過(guò)VDR的電蟲(chóng)流平燈均值IdRD和有呢效值IRD（4）VT、VDR承受羨的最撤大電貪壓（5）移鋼相范辦圍仍買(mǎi)是0°搏～1占80燒°。2.特1臥.失2美單墾相橋園式全杜控整艘流電狐路一.燙電阻挽性負(fù)歪載1.電路晶閘貫管VTI和VT4為一享組橋鵝臂，蔽而VT2和VT3組成加了另晉一組鑒橋臂禁。2.工作腳原理u2正半巖周,VTI和VT4同時(shí)改加觸徹發(fā)脈映沖，男則VTI和VT4會(huì)導(dǎo)抗通。u2負(fù)半偵周,VT2和VT3同時(shí)牙加觸唱發(fā)脈桿沖，即則VT2和VT洪3會(huì)導(dǎo)輝通。在正液負(fù)半塌周四昂只管戀子都屢不導(dǎo)硬通的跟區(qū)間3.臥數(shù)量球關(guān)系（1挨）直糧流輸陜出電媽壓、捐電流悟平均忠值Ud和Id（2烘）直奔流輸機(jī)出電繞壓有察效值U和電德流有霸效值I（3賓）流波過(guò)一筑只晶暴閘管車(chē)的電答流的君平均癥值、彈有效塔值（3）電醬路的森功率蓬因數(shù)督為（4）晶廊閘管既可能迎承受勁的反彈向電包壓為晶閘巧管承欄受的扇最大態(tài)正向滴電壓花為（5誕）移斤相范則圍是0°姐～1猾80談°。二.電感視性負(fù)死載2.艱工葡作原碗理兩組托管子求輪流奔導(dǎo)通汁，且衛(wèi)電流竹連續(xù)丑，VT導(dǎo)通貞時(shí)間笛延長(zhǎng)秤。與α無(wú)關(guān)純。1.突電唱路3.幕數(shù)犁量關(guān)毒系（1北）直峰流輸票出電則壓、弄電流捉平均悅值Ud和Id當(dāng)α=掀0°時(shí)，籠輸出Ud最大測(cè)，Ud0=0.濕9U2，至α=含90丙°時(shí)，振輸出Ud最小違，等花于零宿。（3呈）流貓過(guò)變砍壓器鵝二次滔側(cè)繞部組的由電流券有效棗值（4們）晶累閘管雅可能確承受剖的正么反向錦峰值帆電壓兩為（5麻）α角的柳有效傷移相噸范圍飯是0°弊～9室0°。為了懲擴(kuò)大墨移相怪范圍旗，且病去掉猜輸出敏電壓田的負(fù)戒值，太提高膜的Ud值，鞠也可濱以在綱負(fù)載金兩端剪并聯(lián)蟻續(xù)流過(guò)二極禿管。（2昆）流興過(guò)一鴨只晶貍閘管炊的電逗流平寺均值燦、有蝕效值三.帶反建電動(dòng)鈔勢(shì)負(fù)咸載指本笑身含頓有直涌流電爸動(dòng)勢(shì)E，且其滔方向煎對(duì)電暮路中捉的晶域閘管華而言蹄是反文向電攜壓的自負(fù)載探。1.罰電險(xiǎn)路2.薪工酒作原敗理0～ωt1：u2為正尺，但野由于E＞u2，晶亮閘管符仍承支受反符向電剩壓，置反向告阻斷始。ωt1～ωt2：u2＞E蓄，承受腿正向蜓電壓我，無(wú)ug，故VT不會(huì)射導(dǎo)通產(chǎn)。ωt2～ωt3：加ug1場(chǎng)、4，VT1、暮4導(dǎo)通龍。ωt3～π：在u2=E的時(shí)殺刻，id降為炎零VT提前δ角關(guān)董斷。為獲由得連銜續(xù)的傳負(fù)載片電流帶，一銷(xiāo)般要砌在負(fù)享載側(cè)朵串接探足夠鍬大的透平波威電抗寨器。屠分析珍同帶恩大電竿感負(fù)炎載時(shí)岡一樣懲。Ud的計(jì)茫算也成同電毫感負(fù)功載一嘉樣，幸只是所需緩電感疲量為妙：其他粘的電朽量也襪是一還樣的脅。2.蚊1保.參3命單軟相全專(zhuān)波可朵整流逮電路1.芳電堅(jiān)路2.擔(dān)工攻作原均理3.恰特恒點(diǎn)（熟與全鋸控橋萍相比進(jìn)）（1肆）全可波電擊路變宿壓器脾要帶跳中心呈抽頭（2窩）全裳波電鄰路簡(jiǎn)鑄單，紀(jì)器件滿(mǎn)少，具但電壓美容量恥大。（3右）導(dǎo)牛通損票耗小睛。2.牲1巨.偉4拜單保相橋榮式半輸控整旨流電塞路1.拋電涉路（曬電感栗性負(fù)墨載，芒不加VDR）2.勁工島作原頃理有自新然續(xù)移流作秩用，用無(wú)負(fù)付電壓刷輸出價(jià)。半控槍電路畢與全資控電鉗路在盡電阻含負(fù)載壩時(shí)的匯工作事情況饑相同3.揪