电力电子学 第三版 陈坚 5.5-5.9.pptxVIP

1 第五章 交流/直流变换器（整流器） 5.1 整流的基本原理 5.2 负载性质对整流特性的影响 5.3 交流电路电感对整流特性的影响 5.4 相控整流电路输出电压的谐波分析 5.5 带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路 5.6 相控有源逆变电路 5.7 相控整流及有源逆变晶闸管触发控制 5.8 三相高频PWM整流 5.9 整流器的类型和性能指标 第5章 交流/直流变换器（整流器） 2 整流电路的谐波问题 工作原理 相关计算 带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路的特点 5.5 带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路 第5章 交流/直流变换器（整流器） 3 整流装置功率越大，对电网的干扰也越严重。 vD脉波数m越多， vD中谐波阶次越高，谐波幅值越小，整流特性越好； is中的谐波频率越高，谐波电流数值也越小； 为了减轻谐波对电网的影响，可采用两个三相桥式整流、经平衡电抗器LP并联输出的六相12脉波相控整流电路。 整流电路的谐波问题 第5章 交流/直流变换器（整流器） 4 工作原理 va1b1超前va130o， va2b2=va2， va1b1超前va2b230o， 且Va1b1=Va2b2 第5章 交流/直流变换器（整流器） 5 第一组三相桥整流电压vD1由线电压 va1b1、vb1c1、 vc1a1等决定； 第二组三相桥整流电压vD2由线电压va2b2、vb2c2、vc2a2 等决定； 三角形绕组线电压是其绕组相电压，与星形绕组线电压相差30°→ 工作原理 第5章 交流/直流变换器（整流器） 6 vD1、vD2 波形相同，均是6脉波，但相位相差30°， 在30°区间I， vD1vD2，在随后的30°区间II， vD2vD1； 工作原理 第5章 交流/直流变换器（整流器） 7 α=0 无平衡电抗器： 区间I，vD1vD2，第二组三相桥晶闸管被反压 (vD1-vD2) 截止，第一组三相桥整流器导电，对负载供电； 区间II，vD2vD1，仅第二组导电，提供全部负载电流。 有平衡电抗器： 任何时刻电压差vP=vD1-vD2 ，平衡电抗器两侧绕组各承担vP/2，使两组整流器同时导电，共同承担负载电流， 每个晶闸管及变压器绕组导电时间延长一倍，电流只输出1/2负载电流。 工作原理 (d)整流电压 第5章 交流/直流变换器（整流器） 8 相关计算 α=0时，第一组三相全桥整流输出电压： vD2与vD1相差30 °，故 电压差： vp主要是6次谐波，6次谐波幅值： 电压差 第5章 交流/直流变换器（整流器） 9 平衡电抗 vp的最大值在ωt=60 °时： 电压差在两个三相桥之间引起的环流最大值近似为： 整流电路电流连续的条件： (保证电感Lp上电流不会为0) 第5章 交流/直流变换器（整流器） 10 整流电压 改变触发控制角α， 12脉波整流（两桥并联时）： 输出电压波形 vD=(vD1+vD2)/2 输出电压平均值 VD=VD1=VD2 整流电压平均值： vD中谐波为12k次，最低为12次， 12次谐波电压幅值为： vD脉动分量减小了，脉动频率为12fs，比三相桥时增大了一倍。 两组三相桥经平衡电抗器以后输出电压的瞬时值为： 第5章 交流/直流变换器（整流器） 11 交流电流 以A相为例： ia1是幅值为Id (=ID/2)的120º方波， ia2与ia1波形相同，但滞后30º, ib2波形相同，比 ia2 滞后120º, 绕组N1相电流iaN1=ia1， 绕组N2 相电流： iaN2=ia2+icN2= ia2-(iaN2+ibN2) =ia2-iaN2-(ib2+iaN2) iaN2=(ia2－ib2)/3 若N0=N1，原方A相电流为： 第5章 交流/直流变换器（整流器） 12 绕组N1相电流iaN1=ia1 交流电流 绕组N2相电流： iaN2=(ia2－ib2)/3 13 iaN1=ia1的傅立叶级数表达式为： 交流电流 第5章 交流/直流变换器（整流器） 14 12脉波整流电路iA中除基波外，仅含12K±1（K=1,2,…）次谐波电流，最低次谐波电流为11次，其值为基波的1/11。 三相桥整流电路iA中含6K±1次谐波电流，最低次为5次。 交流电流 第5章 交流/直流变换器（整流器） 15 交流电流中只含12K±1次谐波电流，最低次为11次； 整流电压中谐波阶次为12K次，最低为12次； 两组整流桥相差30°的整流电压vD1、vD2经平衡电抗器并联输出，称为并联多重结构； 将vD1、vD2串联输出给负载供电，称为串联多重结构。 串联多重结构和并联多重结构其效果是相同的， 串联输出适用于输出高电压的场合， 并联输出适用于输出大电流的场合。 带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路的特点 第5章 交