电力拖动与控制-2（整流变压器）.pptVIP

电力拖动与控制 张方 整流变压器 整流变压器是整流装置的电源变压器， 它将电网电压转换为整流设备昕需要的电压， 其电磁过程和一般电力变压器没有什么本质区 普通电力变压器的负载一般都是线性阻抗，所以它的负载电流是正弦的。 整流变压器则不同，负载包含着非线性整流元件，或非线性的滤波电抗。 二次侧电流以及一次侧电流都是非弦的。 特别是二次侧输出电流的波形与整流线路的结构有关。 一、单相半波整流电路中的变压器 单相半波整流电路，如图 1（a）所示 图中TR为整流变压器， VD为半导体整流元件。 假以负载Rfz为纯电阻性负载。 当变压器的一次绕组接至正弦电网时． 二次绕组中感应的电压也是正弦波， 如图1c、d所示。由于整流变压器元件VD的单向导电性，，所以输出电压ud和电流id的波形为正弦半波．如图1c、d所示。输出电压的平均值为 Ud=0.45U2 Id=0.45U2/Rfz I2=1.57Id I1=1.21Id/K S1=U1I1=2.69Pd S2=U2I2=3.49Pd K1=0.372 K2=0.286 Se=（S1+S2）/2=3.09Pd 即：变压器的容量是直流 容量的三倍 二、单相桥式整流电路中的变压器 单相桥式整流电路的原理图如图2所示，图中绘出了输出电压ud、输出电流id、变压器二次侧电压u2和二次侧电流i2的波形。从图2可以看出，变压器的输出电流Id(指流过负载的电流)是一个脉动的直流电流，它包含有直流分量Id和一系列谐波分量。但变压器的二次侧电流i2却是正弦波，没有直流分量。由于变压器二次侧电流为正弦波，因而一次侧电流也是正弦波，从而在变压器中不存在直流磁化而产生的不良影响。 一次侧、二次侧磁动势是平衡的 二次侧电流为正弦波 因而一次侧电流也是正弦波 脉动小于半波整流电路 桥式整流电路输出电压的平均值应为单相半波整流时的两Ud=0.9U2， 即由于二次侧电流i2为正弦交流，故其有效值为式，U2=1.11Ud，I2=1.11Id Id=Ud／Rfz为变压器输出的直流电流， 根据以上各量，可求出变压器的二次侧容量和利用系数为 S2=U2I2=1.23Pd K2=0.815 　　 由于桥式整流电路中变压器二次侧没有直流分量，那么， 忽略励磁，则应有I1=I2／K， 变压器一次侧的容量 S1 =U1I1=KU2 1/K I2=S2 所以变压器一次侧、二次侧的利用系数均为K1=K2=0.815 比半波整流电路时大大提高，这也是桥式整流电路获得广泛应用的原因之一。 三、三相半波整流电路中的变压器现代电力系统大都采用三相制三相整流电路比单相整流电路有许多的优点三相整流电路得到了广泛的应用。在工业中应用比较广泛的是：三相半波整流电路和三相桥式(全波)整流电路。 　图3示出了三相半波整流电路的原理线路及其电流电压波形(只画出了A相电流的波形)。 图中TR为整流变压器。整流电压的波形如图3b所示。 当整流电路串入了足够大的滤波电抗器Lk。则输出的电流近似一个平直的直流， 如图3b所示。三相半波整流电路可以看成是三个单相半波整流电路的组合， 三个整流元件轮流导电1200， 所以变压器二次侧每相仅在1200时间内有电流流过， 每一相工作时的二次侧电流都等于流过负载的整流电流Id。 现以A相为例，变压器二次侧a相电压为Ua，而且A相是在 π/6~5π／6区间内工作的， 输出电压的平均值为Ud=1.17U2 Id=√3I2，I2= Id/√3， 由于变压器二次侧各相电流i2为一矩形波，在一个周期内，从π/6~5π／6之间的幅值为Id，其余部分为零 每相电流的平均值为IPj =Id/3 S1=3U1I1=1.21Pd S2=3U2I2=1.48Pd K1=0.75 K2=0.68 三相半波整流电路与单相半波整流电路相比，变压器的利用情况要好得多。 但也必须指山，在三相半波整流电路中，由于变压器每相的二次侧都有Id／3的直流分量，它不可能反应到变压器的一次侧，所以也存在着直流磁化的影响问题。 三相桥式整流电路如图4所示。 各电压和电流的波形如图5所示。从这两个图中可以看出，在t1—t2时间内，ua＞ub ＞ uc 即ua电压最高，uc电压最低。根据二极管的单向导电特性可知，这时二极管1和6是导通的，其导电回路如图4中虚线所示。如果忽略管压降，则d点电位与a点电位相同，且最高。e点电位与c点电位相同，且最低，这时二极管2、3、4、5用于承受反向电压而处于截止状态，故在t1—t2时间内，只有二极管1和6导通。其它各段时间内二极管导通情况依此类推。 故在t1—t2时间内 二极管1和6导通 在t1—t2时间内 ua＞ub ＞ uc 整流桥中阴极并联在一起的管子l、2、3称为共阴极组 阳极并联在一起的管子4、5、6称为共阳极组。在任