电力电子第二章整流电路课件.ppt

2.2 单相可控整流电路 2.3 三相可控整流电路 2.4整流电路的有源逆变工作状态 2.5 整流电路的换相压降、外特性 和直流电动机的机械特性 2.6 晶闸管的触发控制 2.7 整流电路的谐波和功率因数 ;2.1 概述;负载的性质可分为： 电阻性负载，电感性负载，电容性负载，反电动势负载;名词术语和概念 ;α的移相范围：指触发角α可以变化的角度范围。在不同的电路中， α有不同的角度范围。如在单相半波电路中， α的移相角度范围是0～π。 相控方式：这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。 同步:使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系称为同步。使触发脉冲与电源电压保持同步是电路正常工作必不可少的条件。 换流:在可控整流电路中，从一路晶闸管导通变换为另一路晶闸管导通的过程或电流从一条支路转移到另一条支路的过程称为换流，也称换相。 ;2.2 单相可控整流电路;◆改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流。加之电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路称为单相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路。 ◆基本数量关系 ??：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为触发延迟角，也称触发角或控制角。 ??：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。 ?直流输出电压平均值 ?随着?增大，Ud减小，该电路中VT的?移相范围为180?。 ;;;晶闸管继续导通，ud为负;◆电力电子电路的一种基本分析方法 ?把器件理想化，将电路简化为分段线性电路。 ?器件的每种状态组合对应一种线性电路拓扑，器件通断状态变化时，电路发生改变。 ?以前述单相半波电路为例 当VT处于断态时，相当于电路在VT处断开， id=0。当VT处于通时， 相当于VT短路。两种情 况的等效电路如图2-3所 示。 ;√VT处于通态时，如下方程成立： 在VT导通时刻，有?t=?，id=0，这是上式的初始条件。求解式（3-2）并将初始条件代入可得 ; 若?为定值，?角大，?越小。 若?为定值，?越大，?越大 ，且 平均值Ud越接近零。 为解决上述矛盾，在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管，用VDR表示。 ◆有续流二极管的电路 电路分析 ? u2正半周时，与没有续流二极管 时的情况是一样的。 ? 当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT施加反压使其关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通， 此过程通常称为续流。 ? 若L足够大，id连续，且id波形接 近一条水平线 。;电感＞10电阻，储能释放较慢，负载电流趋于平直; ?基本数量关系 整流输出电压 负载直流电流平均值： ;晶闸管移相范围为180?，其承受的最大正反向电压均为u2的峰值即 。 续流二极管承受的电压为-ud，其最大反向电压为 ，亦为u2的峰值。 ■单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。 ;;正向偏压为方向偏压的1/2 ;单相桥式全控整流电路的特点： 由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。 一个周期内，整流电压波形脉动2次，属于双脉波整流电路。 变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。;◆基本数量关系 ?晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 。 ?整流输出电压平均值为： ?整流输出电流平均值为： α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180?时，Ud=0