第5章 整流电路 工学硕士电力电子技术 知识课件.ppt

整流——将交流电转变为直流电的过程，对应的电力电子电路称之为整流电路。;（4）通用交直交电源 （5）新能源发电技术;（3）电压脉动系数 （4）变压器利用系数 （5）输入电流总畸变率 （6）输入功率因数;5.2 桥式不可控整流电路 ;自然换流点;自然换相点在ωt=30°;结论： （1）任一时刻，均有两个二极管同时导通，其中电位最高相的共阴极和电位最低相的共阳极，每个二极管导通2π/3； （2）六个二极管的导通顺序为VD1、VD6→VD2、VD1→VD3、VD2→VD4、VD3→VD5、VD4→VD6、VD5→VD1、VD6。共阴极组换流顺序为VD1→VD3→VD5→VD1，自然换流点为图中的d、e、f等点；共阳极组换流顺序为VD2→VD4→VD6→VD2，自然换流点为图中的g、h、i等点； ;二极管承受的最大反压 ;5.3 相控整流电路 ;②导通角：在交流电源的一个周期 内晶闸管导通时间所对应的电角度。;晶闸管承受的最大正反向电压 ;2. 电感性负载 ;1. 电阻性负载 ;（2）主要数量关系 ;晶闸管承受的最大反向电压;（2）主要数量关系 ;晶闸管承受的最大正、反向 电压;（2）主要数量关系 ;解：（1）电阻性负载 （2）电感性负载 ;5.3.3 三相半波相控整流电路 ;当α＝30°，是临界状态， 随着α的增大，导通角越来越小，电流出现断续。 移相范围150°。;（2）主要数量关系 ;晶闸管承受的最大反向电压：;2. 电感性负载 ;三相半波相控整流电路 优点： 具有电压脉动小，输出功率大，三相平衡等。 缺点： 变压器二次侧电流含有直流分量，而且每个电源周期每相绕组只有1/3时间有电流流过，变压器利用率比较低。 为克服以上缺点，在生产实际中应用最广泛的是三相桥式相控整流电路。;5.3.4 三相桥式相控整流电路;α＝0°;α＝30°;α＝60°;α＝90°;三相桥式相控整流电路的特点： ① 任一时刻均需由两个晶闸管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有一个晶闸管导通，且不能为同相的两个晶闸管。 ② 整流输出电压一个电源周期脉动6次，每次脉动的波形都一样。 ③ 每隔π/3有一个晶闸管换流，顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6，其中共阴极组、共阳极组分别在各自组内换流。 ; 为保证电路在启动或电流断续时能正常工作，必须要有两个晶闸管有触发脉冲，有两种方法：;（2）主要数量关系 ;α＞π/3;2. 电感性负载 ;α＝90°;整流输出电压平均值：;三相桥式相控整流电路带反电动势性负载时，通常串接保证负载电流连续的平波电抗器，因此电路的工作情况与带电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算Id时有所不同。;例5.2 三相桥式相控整流电路，U2 =220V，α=π/3。①电感性负载，R=20Ω，L值极大；②反电动势负载，E=100V，R=20Ω，L值极大。根据上述情况，计算直流输出电压Ud、电流Id、变压器二次侧电流有效值I2。 ;解：（1）电感性负载时，直流输出电压平均值 直流输出电流平均值 变压器二次侧电流有效值 （2）反电动势负载时 ，直流输出电压平均值 直流输出电流平均值 变压器二次侧电流有效值;(2)三相桥式相控整流电路常用的触发电路 ;数字逻辑电路构成的数字式移相触发电路原理框图 ;单片机移相触发电路的硬件组成框图 ;5.3.5 三相桥式半控整流电路 ;1. 电感性负载时工作情况 ;α＝60°;α＝90°;整流输出电压平均值： ;2. 失控现象 ;5.4 带平衡电抗器的相控整流电路 ;结论 （1）每个电源周期每个晶闸管只导通π/3，输出电压有6个由相电压波形组成的波头，因此双反星形相控整流电路也称六相半波相控整流电路。 （2）任一时刻只有一个晶闸管导通，每个晶闸管在导通期间要承受全部负载电流。而流过晶闸管的平均电流仅为负载电流的1/6，晶闸管得不到充分利用。这是双反星形相控整流电路应用较少的原因之一。 （3）整流变压器二次侧每相绕组中的电流等于它所接元件中电流，也是幅值为Id、宽度为π/3的方波。 由此可以看出，每相绕组的工作时间短，变压器的利用率很低，这是双反星形相控整流电路应用较少的另一主要原因。;5.4.2 带平衡电抗器的双反星形相控整流电路 ;工作原理 ωt1~ωt2期间，ua1相电压最高．VT1导通。ia1电流经a1相绕组→VT1→Lp1→负载→O点→a1相绕组。ia1增大，ia1在Lp1中感应出电动势．其极性为上负下正。Lp2中感应电动势的极性与大小也与Lp1中的相同。在此期间，ua1uc2，只有a1相的VT1与c2相的VT2有可能导通。感应电动势up的一半up1要减弱ua1电压，up的另一半up2要增强uc2，使得晶闸管V