第2章整流電路

1、第第2章章 整流電路整流電路 第第2章章 整流電路整流電路引言引言 整流電路的分類：整流電路的分類： 按組成的器件可分為按組成的器件可分為不可控不可控、半控半控、全控全控三種。三種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路橋式電路和和零式電路零式電路。 按交流輸入相數(shù)分為按交流輸入相數(shù)分為單相電路單相電路和和多相電路多相電路。 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 單拍電路單拍電路和和雙拍電路雙拍電路。 整流電路整流電路： 出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟?。出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟姟?。 T VT R 0 a)

2、u1u2 uVT ud id t1 2 t t t t u2 ug ud uVT 0 b) c) d) e) 0 0 單相半波可控 整流電路及波形 T VT R 0 a) u 1 u 2 u VT u d id t1 2 t t t t u 2 u g u d u VT 0 b) c) d) e) 0 0 工作過程和特點(diǎn)：工作過程和特點(diǎn)： （1）在）在U2的正半周，的正半周，VT 承受正向電壓，承受正向電壓，0t1期期 間，無觸發(fā)脈沖，間，無觸發(fā)脈沖，VT處于處于 正向阻斷狀態(tài)，正向阻斷狀態(tài)，UVTU2， Ud=0; （2） t1以后，以后，VT由于觸由于觸 發(fā)脈沖發(fā)脈沖UG的作用而導(dǎo)通，的作

3、用而導(dǎo)通， 則則Ud=U2, UVT=0,Id=UId=U2 2/R/R， 一直到一直到時(shí)刻；時(shí)刻； （3） 22期間，期間，U2反反 向，向，VT由于承受反向電壓由于承受反向電壓 而關(guān)斷而關(guān)斷,UVT=U2,Ud=0。 以后不斷重復(fù)以上過程。以后不斷重復(fù)以上過程。 特點(diǎn)特點(diǎn)：為單拍電路，易出為單拍電路，易出 現(xiàn)變壓器直流磁化，應(yīng)用現(xiàn)變壓器直流磁化，應(yīng)用 較少。較少。 若干概念若干概念 “半波半波”整流：整流：u ud d為脈動(dòng)直流，波形只在為脈動(dòng)直流，波形只在u u2 2正半周內(nèi)出現(xiàn)正半周內(nèi)出現(xiàn) 觸發(fā)延遲角觸發(fā)延遲角 ：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起，到施加：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起，

4、到施加 觸發(fā)脈沖止的電角度觸發(fā)脈沖止的電角度, ,也稱觸發(fā)角或控制角。也稱觸發(fā)角或控制角。 導(dǎo)通角導(dǎo)通角 ：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度 的的移相范圍移相范圍：指觸發(fā)角：指觸發(fā)角可以變化的角度范圍?？梢宰兓慕嵌确秶?。 相控方式相控方式：這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電 壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值Ud 說明：使用萬用表直流檔測量說明：使用萬用表直流檔測量Ud即為該數(shù)值；

5、即為該數(shù)值； U2為電源電壓有效值（為電源電壓有效值（220V）；）； 時(shí)，時(shí)，U Ud d=0=0，可見可以通過調(diào)整，可見可以通過調(diào)整調(diào)整調(diào)整Ud。 直流輸出電壓有效值直流輸出電壓有效值U 2 cos1 45. 0)cos1 ( 2 2 )(sin2 2 1 2 2 2 U U ttdUU d 2 2sin 4 1 sin2 2 1 2 2 2 UtdtUU SCR的若干參數(shù)關(guān)系：的若干參數(shù)關(guān)系： (1) I IdT dT （流過 （流過SCR電流的平均值）電流的平均值） (2) I IT T （流過（流過SCR電流的有效值）電流的有效值） (3) U VT T （ （SCR承受的正反向峰值

6、電壓）為承受的正反向峰值電壓）為 2 cos1 45. 0 2 R U R U I d dT 2 2sin 4 1 )sin 2 ( 2 1 2 2 2 R U tdt R U IT 2 2U 2. 單相半波電路帶電感性負(fù)載的工作情況單相半波電路帶電感性負(fù)載的工作情況 電感的特點(diǎn)電感的特點(diǎn): (1)抗拒電流變化，使得流抗拒電流變化，使得流 過電感的電流不能發(fā)生突變。過電感的電流不能發(fā)生突變。(2)在電感在電感 兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢Ldi/dt。它的極。它的極 性是阻止電流的變化。性是阻止電流的變化。(3)電感在電路的電感在電路的 工作過程中，不消耗能量。工作過程中，不消耗能

7、量。 負(fù)載阻抗角負(fù)載阻抗角arctg(L/R) ，反映出負(fù)，反映出負(fù) 載中電感所占的比重，該角度越大載中電感所占的比重，該角度越大 （0900之間），則電感量越大。當(dāng)負(fù)載之間），則電感量越大。當(dāng)負(fù)載 中的感抗中的感抗L和和R相比不可忽略時(shí)，稱為相比不可忽略時(shí)，稱為 電感性負(fù)載。常見的電感性負(fù)載如電機(jī)電感性負(fù)載。常見的電感性負(fù)載如電機(jī) 的勵(lì)磁繞組。的勵(lì)磁繞組。 電感在電力電子線路中大量使用，大容電感在電力電子線路中大量使用，大容 量、大功率電感常常又稱為量、大功率電感常常又稱為電抗器電抗器。 a)u1 T VT R L u2 uVT ud id u2 0t12t t t t t ug 0 ud

8、0 id 0 uVT 0 b) c) d) e) f) + + + 帶電感性負(fù)載的 單相半波電路及其波形 （1）在）在U2的正半周，的正半周，VT承受承受 正向電壓，正向電壓，0t1期間，無觸期間，無觸 發(fā)脈沖，發(fā)脈沖，VT處于正向阻斷狀態(tài)處于正向阻斷狀態(tài) ，UVTU2，Ud=0; （2） t1以后，以后，VT由于觸發(fā)由于觸發(fā) 脈沖脈沖UG的作用而導(dǎo)通，則的作用而導(dǎo)通，則 Ud=U2, UVT=0，一直到，一直到時(shí)刻時(shí)刻 。但由于。但由于L的作用，在的作用，在時(shí)刻，時(shí)刻， Ud=0，而，而L中仍蓄有磁場能，中仍蓄有磁場能， i id 0； （3） t2期間，期間，L釋放釋放 磁場能，使磁場能，

9、使id逐漸減為逐漸減為0，此時(shí)，此時(shí) 負(fù)載反給電源充電，電感負(fù)載反給電源充電，電感L感應(yīng)感應(yīng) 電勢極性是上負(fù)下正，使電流電勢極性是上負(fù)下正，使電流 方向不變，只要該感應(yīng)電動(dòng)勢方向不變，只要該感應(yīng)電動(dòng)勢 比比U2大，大，VT仍承受正向電壓而仍承受正向電壓而 繼續(xù)維持導(dǎo)通，直至繼續(xù)維持導(dǎo)通，直至L中磁場能中磁場能 量釋放完畢，量釋放完畢， VT承受反向電壓承受反向電壓 而關(guān)斷；而關(guān)斷； a)u 1 T VT R L u 2 u VT u d id u 2 0t12 t t t t t u g 0 u d 0 id 0 u VT 0 b) c) d) e) f) + + + （4） t2 2期間，期

10、間，VT承承 受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)， UVTU2，Ud=0。 以后不斷重復(fù)以上過程。以后不斷重復(fù)以上過程。 a)u 1 T VT R L u 2 u VT u d id u 2 0t12 t t t t t u g 0 u d 0 id 0 u VT 0 b) c) d) e) f) + + + 由于電感的存在延遲了由于電感的存在延遲了VT 的關(guān)斷時(shí)刻，使的關(guān)斷時(shí)刻，使ud波形出現(xiàn)波形出現(xiàn) 負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時(shí)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時(shí) 相比其平均值相比其平均值Ud下降。下降。 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值Ud 輸出的平均電壓輸出的平均電壓Ud和電阻負(fù)載

11、相比，有所和電阻負(fù)載相比，有所下降下降。 如果為大電感負(fù)載，則如果為大電感負(fù)載，則ud中的負(fù)面積接近正面積，輸出中的負(fù)面積接近正面積，輸出的直流平的直流平 均電壓均電壓Ud0，id也很小，這樣的電路無實(shí)際用途。所以，實(shí)際的也很小，這樣的電路無實(shí)際用途。所以，實(shí)際的 大感電路中，常常在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)大感電路中，常常在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管續(xù)流二極管。 2 1 2 )(sin2 2 1 ttdUUd 2. 單相半波電路帶電感性負(fù)載單相半波電路帶電感性負(fù)載 （1 1）在）在U U2 2的正半周，的正半周，VDVDR R 承受反向電壓，不導(dǎo)通，承受反向電壓，不導(dǎo)通， 不影響電路的正常工作不影響電

12、路的正常工作; ; （2 2） 2 2 期間，電感期間，電感 L L的感應(yīng)電勢（下正上負(fù)）的感應(yīng)電勢（下正上負(fù)） 使使VDVDR R導(dǎo)通，此時(shí)，導(dǎo)通，此時(shí)，L L釋放釋放 能量，維持負(fù)載電流通過能量，維持負(fù)載電流通過 VDVDR R構(gòu)成回路，而不通過構(gòu)成回路，而不通過 變壓器。稱為變壓器。稱為續(xù)流續(xù)流。在續(xù)在續(xù) 流期間，流期間，VTVT承受承受u u2 2的負(fù)壓的負(fù)壓 而關(guān)斷，此時(shí)而關(guān)斷，此時(shí)U Ud d=0=0。 （3) 3) 當(dāng)當(dāng)LLR R時(shí)，時(shí)，iid d不但連不但連 續(xù)而且基本上維持不變，電續(xù)而且基本上維持不變，電 流波形接近一條直線。流波形接近一條直線。 a) L T VT R u

13、1 u 2 u VT u d VD R i d u 2 u d i d u VT i VT I d I d t 1 t t t t t tO O O O O O - + b) c) d) e) f) g) i VD R i VD R 單相半波帶電感性負(fù)載有續(xù)流二極管的電路及波形單相半波帶電感性負(fù)載有續(xù)流二極管的電路及波形 帶續(xù)流二極管的單相半波電路基本數(shù)量關(guān)系：帶續(xù)流二極管的單相半波電路基本數(shù)量關(guān)系： 輸出直流電壓的平均值輸出直流電壓的平均值 Ud（和純阻性負(fù)載相同）（和純阻性負(fù)載相同） 輸出直流電流的平均值輸出直流電流的平均值Id. （和純阻性負(fù)載相同）（和純阻性負(fù)載相同） 若近似認(rèn)為若近似

14、認(rèn)為id為一條水平線，恒為為一條水平線，恒為Id，則流過，則流過SCR的電流平均值的電流平均值 和有效值分別為：和有效值分別為： ddT II 2 ddT ItdII 2 )( 2 1 2 2 cos1 45. 0 2 UU d 2 cos1 45. 0 2 R U R U I d d 2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 VT的的 移相范圍為移相范圍為180 。 簡單，但輸出脈動(dòng)大，變壓器二次側(cè)電流中含直流簡單，但輸出脈動(dòng)大，變壓器二次側(cè)電流中含直流 分量，造成變壓器鐵芯分量，造成變壓器鐵芯直流磁化直流磁化。 實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路。實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路。 分析該電路的主要

15、目的建立起整流電路的基本概念。分析該電路的主要目的建立起整流電路的基本概念。 單相半波可控整流電路的特點(diǎn)單相半波可控整流電路的特點(diǎn) 15 2.1.2 單相橋式全控整流電路 u (i ) t t t0 0 0 i2 ud id b) c) d) dd uVT 1,4 圖圖2-5 單相全控橋式單相全控橋式 帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 a) 帶電阻負(fù)載的工作情況帶電阻負(fù)載的工作情況 電路分析電路分析 閘管閘管VT1和和VT4組成一對(duì)橋臂，組成一對(duì)橋臂，VT2 和和VT3組成另一對(duì)橋臂。組成另一對(duì)橋臂。 在在u2正半周（即正半周（即a點(diǎn)電位高于點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電點(diǎn)電 位）位） 若若

16、4個(gè)晶閘管均不導(dǎo)通，個(gè)晶閘管均不導(dǎo)通，id=0,ud=0, VT1、VT4串聯(lián)承受電壓串聯(lián)承受電壓u2。 在觸發(fā)角在觸發(fā)角 處給處給VT1和和VT4加觸發(fā)加觸發(fā) 脈脈 沖，沖，VT1和和VT4即導(dǎo)通，電流從電源即導(dǎo)通，電流從電源a端經(jīng)端經(jīng) VT1、R、VT4流回電源流回電源b端。端。 當(dāng)當(dāng)u2過零時(shí)，流經(jīng)晶閘管的電流也降過零時(shí)，流經(jīng)晶閘管的電流也降 到零，到零，VT1和和VT4關(guān)斷。關(guān)斷。 在在u2負(fù)半周，仍在觸發(fā)角負(fù)半周，仍在觸發(fā)角 處觸發(fā)處觸發(fā) VT2和和VT3，VT2和和VT3導(dǎo)通，電流從電源導(dǎo)通，電流從電源b 端流出，經(jīng)端流出，經(jīng)VT3、R、VT2流回電源流回電源a端。端。 到到u2過

17、零時(shí)，電流又降為零，過零時(shí)，電流又降為零，VT2和和 VT3關(guān)斷。關(guān)斷。 VT2和和VT3 的的 =0處為處為 t= 2.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路 數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系 2 cos1 9 . 0 2 cos122 )( dsin2 1 2 2 2d U U ttUU a 角的移相范圍為角的移相范圍為180 。 向負(fù)載輸出的平均電流值為：向負(fù)載輸出的平均電流值為： 流過晶閘管的電流平均值只有流過晶閘管的電流平均值只有 輸出直流平均值的輸出直流平均值的一半一半，即：，即： 2 cos1 45.0 2 1 2 ddVT R U II 2 cos1 9 . 0 2 cos122 2

18、2d d R U R U R U I t t t0 0 0 i2 ud id b) c) d) dd uVT 1,4 2.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路 流過晶閘管的電流有效值：流過晶閘管的電流有效值： 變壓器二次測電流有效值變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流與輸出直流電流I有效值相等：有效值相等： 由上面兩式可得：由上面兩式可得： 不考慮變壓器的損耗時(shí)，要不考慮變壓器的損耗時(shí)，要 求變壓器的容量求變壓器的容量 S=U2I2。 2sin 2 1 2 )(d)sin 2 ( 2 1 2 2 2 VT R U tt R U I 2sin 2 1 )()sin 2 ( 1 2

19、 2 2 2 R U tdt R U II II 2 1 VT t t t0 0 0 i2 ud id b) c) d) dd uVT 1,4 18 2 O t O t O t u d id i2 O t O t u VT 1,4 Ot Ot Id Id Id Id Id iVT 2,3 iVT 1,4 u 圖圖2-6 單相橋式全控整流電流帶單相橋式全控整流電流帶 阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 帶阻感負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況 電路分析電路分析 在在u2正半周期正半周期 觸發(fā)角觸發(fā)角 處給晶閘管處給晶閘管VT1和和VT4加加 觸發(fā)脈沖使其開通，觸發(fā)脈沖使其開通，ud=u

20、2。 負(fù)載電感很大，負(fù)載電感很大，id不能突變且波不能突變且波 形近似為一條水平線。形近似為一條水平線。 u2過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用 晶閘管晶閘管VT1和和VT4中仍流過電流中仍流過電流id，并不，并不 關(guān)斷。關(guān)斷。 t= + 時(shí)刻，觸發(fā)時(shí)刻，觸發(fā)VT2和和VT3， VT2和和VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，u2通過通過VT2和和VT3分別分別 向向VT1和和VT4施加反壓使施加反壓使VT1和和VT4關(guān)斷，關(guān)斷， 流過流過VT1和和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和和 VT3上，此過程稱為上，此過程稱為換相換相，亦稱，亦稱換流換流。 假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，假設(shè)電路已

21、工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。的平均值不變。 假設(shè)負(fù)載假設(shè)負(fù)載電感很大電感很大，負(fù)載電流，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。連續(xù)且波形近似為一水平線。 2.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路 2.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路 數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系 cos9 . 0cos 22 )(dsin2 1 222d UUttUU 晶閘管移相范圍為晶閘管移相范圍為90 。 晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角與與a無關(guān)，均為無關(guān)，均為180 。 電流的平均值和有效值：電流的平均值和有效值： 變壓器二次側(cè)電流變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各的波形為正負(fù)各180 的矩形波，其相的矩形波

22、，其相 位由位由a角決定，有效值角決定，有效值I2=Id。 ddT 2 1 II ddT 707. 0 2 1 III 晶閘管承受的最大正反向電壓均為晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。 2 2U 2 O t O t O t ud id i2 b) O t O t uVT 1,4 O t O t Id Id Id Id Id iVT 2,3 iVT 1,4 20 帶反電動(dòng)勢負(fù)載時(shí)的工作情況帶反電動(dòng)勢負(fù)載時(shí)的工作情況 當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動(dòng)機(jī)的電樞（忽略其中的電感）等時(shí)，負(fù)載可看當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動(dòng)機(jī)的電樞（忽略其中的電感）等時(shí)，負(fù)載可看 成一個(gè)直流電壓源，對(duì)于整流電路，它們就是反電動(dòng)勢負(fù)載

23、。成一個(gè)直流電壓源，對(duì)于整流電路，它們就是反電動(dòng)勢負(fù)載。 電路分析電路分析 |u2|E時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。 晶閘管導(dǎo)通之后，晶閘管導(dǎo)通之后，ud=u2， ，直至，直至|u2|=E，id即降至即降至0使得晶閘管使得晶閘管 關(guān)斷，此后關(guān)斷，此后ud=E。 與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度電角度 停止導(dǎo)電，停止導(dǎo)電， 稱為稱為停止導(dǎo)電角停止導(dǎo)電角。 當(dāng)當(dāng) 30 當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過零變負(fù)時(shí)，該相晶閘管關(guān)斷，但當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過零變負(fù)時(shí)，該相晶閘管關(guān)斷，但 下一相晶閘管因未觸發(fā)而不導(dǎo)通，此時(shí)輸出電壓電流為零

24、。下一相晶閘管因未觸發(fā)而不導(dǎo)通，此時(shí)輸出電壓電流為零。 負(fù)載電流負(fù)載電流斷續(xù)斷續(xù)，各晶閘管導(dǎo)通角，各晶閘管導(dǎo)通角小于小于120 。 33 2.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 電阻負(fù)載時(shí)電阻負(fù)載時(shí) 角的角的移相范圍移相范圍為為150 。 整流電壓平均值整流電壓平均值 30 時(shí)，負(fù)載電流時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)連續(xù)，有，有 當(dāng)當(dāng) =0時(shí)，時(shí)，Ud最大，為最大，為Ud=Ud0=1.17U2。 30 時(shí)，負(fù)載電流時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有 cos17.1cos 2 63 )(sin2 3 2 1 22 6 5 6 2 U

25、UttdUU d ) 6 cos(1675.0) 6 cos(1 2 23 )(sin2 3 2 1 2 6 2 UttdUU d (2-18) (2-19) 34 2.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 Ud/U2隨隨 變化的規(guī)律變化的規(guī)律 0306090120150 0.4 0.8 1.2 1.17 3 2 1 /( ) Ud/U2 圖圖2-16 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路Ud/U2與與 的關(guān)系的關(guān)系 電阻電阻 負(fù)載負(fù)載 電感電感 負(fù)載負(fù)載 電阻電電阻電 感負(fù)載感負(fù)載 35 2.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 負(fù)載電流平均值為負(fù)載電流平均值為

26、晶閘管承受的最大反向電壓為變壓器二次線電壓峰值晶閘管承受的最大反向電壓為變壓器二次線電壓峰值,即即 晶閘管陽極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電晶閘管陽極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電 壓的峰值，即壓的峰值，即 R U I d d 222 45. 2632UUUU RM 2 2UUFM (2-20) (2-21) (2-22) 36 2.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 阻感負(fù)載阻感負(fù)載 電路分析電路分析 特點(diǎn)：特點(diǎn)：L值很大，整流電值很大，整流電 流流id的波形基本是平直的，的波形基本是平直的， 流過晶閘管的電流接近流過晶閘管的電流接近矩形矩形 波波。 30

27、時(shí)，整流電壓波形時(shí)，整流電壓波形 與電阻負(fù)載時(shí)相同。與電阻負(fù)載時(shí)相同。 30 時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)u2過零時(shí)，過零時(shí)， 由于電感的存在，阻止電流由于電感的存在，阻止電流 下降，因而下降，因而VT1繼續(xù)導(dǎo)通，繼續(xù)導(dǎo)通， 直到下一相晶閘管直到下一相晶閘管VT2的觸的觸 發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流，發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流， 由由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，同導(dǎo)通向負(fù)載供電，同 時(shí)向時(shí)向VT1施加反壓使其關(guān)斷。施加反壓使其關(guān)斷。 u uu ud ia abc ib ic id u ac O t O t O O t O Ot t t u 圖圖2-17 三相半波可控整流電路，阻三相半波可控整流電路，阻 感負(fù)載時(shí)的電路及感負(fù)

28、載時(shí)的電路及 =60 時(shí)的波形時(shí)的波形 37 2.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 的的移相范圍移相范圍為為90 。 整流電壓平均值整流電壓平均值 Ud/U2與與 的關(guān)系的關(guān)系 L很大，如曲線很大，如曲線2所示。所示。 L不是很大，則當(dāng)不是很大，則當(dāng) 30 后，后，ud中負(fù)的部分中負(fù)的部分 可能減少，整流電壓平均可能減少，整流電壓平均 值值Ud略為增加，如曲線略為增加，如曲線3 所示。所示。 cos17.1 2d UU 0306090120150 0.4 0.8 1.2 1.17 3 2 1 /( ) Ud/U2 圖圖2-16 三相半波可控整三相半波可

29、控整 流電路流電路Ud/U2與與 的關(guān)系的關(guān)系 38 2.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 變壓器二次電流即晶閘管電流的變壓器二次電流即晶閘管電流的 有效值為有效值為 晶閘管的額定電流為晶閘管的額定電流為 晶閘管最大正反向電壓峰值均為晶閘管最大正反向電壓峰值均為 變壓器二次線電壓峰值，即變壓器二次線電壓峰值，即 三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電 流中含有流中含有直流分量直流分量，為此其應(yīng)用較少。，為此其應(yīng)用較少。 ddT IIII577. 0 3 1 2 d d AVT I I I368. 0 57. 1 )( 2

30、 45. 2UUU RMFM (2-23) (2-24) (2-25) ud ia abc ib ic id uac O t O t O O t O Ot 2.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路 共陰極組共陰極組陰 極連接在一起的 3個(gè)晶閘管（VT1， VT3，VT5） 共陽極組共陽極組 陽極連接在一 起的3個(gè)晶閘管 （VT4，VT6， VT2） 圖2-17 三相橋式 全控整流電路原理圖 導(dǎo)通順序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6 2.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 1）帶電阻負(fù)載時(shí)的工作

31、情況）帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況 當(dāng)當(dāng)a60 時(shí)，時(shí)，ud波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，id波形波形 與與ud波形形狀一樣，也連續(xù)波形形狀一樣，也連續(xù) 波形圖：波形圖： a =0 （圖（圖218） a =30 （圖（圖219） a =60 （圖（圖220） 當(dāng)當(dāng)a60 時(shí)，時(shí)，ud波形每波形每60 中有一段為零，中有一段為零，ud波形不波形不 能出現(xiàn)負(fù)值能出現(xiàn)負(fù)值 波形圖：波形圖： a =90 （圖（圖221） 帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a角的移相范角的移相范 圍是圍是120 2.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 晶閘管及

32、輸出整流電壓的情況如下表所示晶閘管及輸出整流電壓的情況如下表所示 時(shí)時(shí) 段段IIIIIIIVVVI 共陰極組中導(dǎo)通共陰極組中導(dǎo)通 的晶閘管的晶閘管 VT1VT1VT3VT3VT5VT5 共陽極組中導(dǎo)通共陽極組中導(dǎo)通 的晶閘管的晶閘管 VT6VT2VT2VT4VT4VT6 整流輸出電壓整流輸出電壓udua-ub =uab ua-uc =uac ub-uc =ubc ub-ua =uba uc-ua =uca uc-ub =ucb 請(qǐng)參照?qǐng)D請(qǐng)參照?qǐng)D218 a60 時(shí)（時(shí)（a =0 圖圖222；a =30 圖圖223） ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似。波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十

33、分相似。 各晶閘管的通斷情況各晶閘管的通斷情況 輸出整流電壓輸出整流電壓ud波形波形 晶閘管承受的電壓波形晶閘管承受的電壓波形 2.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 2) 阻感負(fù)載時(shí)的工作情況阻感負(fù)載時(shí)的工作情況 主要主要 包括包括 a 60 時(shí)（時(shí)（ a =90 圖圖224） 阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同。阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同。 電阻負(fù)載時(shí)，電阻負(fù)載時(shí)，ud波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。 阻感負(fù)載時(shí)，阻感負(fù)載時(shí)，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。 帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的a角移相角

34、移相 范圍為范圍為90 。 區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流id波形不同。波形不同。 當(dāng)電感足夠大的時(shí)候當(dāng)電感足夠大的時(shí)候， id的波形可近似為一條水平線的波形可近似為一條水平線。 2.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 3) 定量分析定量分析 當(dāng)整流輸出電壓當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻 負(fù)載負(fù)載a60 時(shí)）的平均值為：時(shí)）的平均值為： 帶電阻負(fù)載且?guī)щ娮柝?fù)載且a 60 時(shí)，整流電壓平均值為：時(shí)，整流電壓平均值為： 輸出電流平均值為輸出電流平均值為 ：Id=Ud /R cos34.2)(sin6 3 1 2 3 2

35、 3 2 UttdUU d ) 3 cos(134.2)(sin6 3 2 3 2d UttdUU 最大正反向電壓：最大正反向電壓：URM=UFM=2.45U2（ 各種負(fù)載）各種負(fù)載） 2.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路 當(dāng)整流變壓器為圖當(dāng)整流變壓器為圖2-17中所示采用星形接法，帶阻感負(fù)中所示采用星形接法，帶阻感負(fù) 載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形如圖載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形如圖2-23中所示，其有效中所示，其有效 值為：值為： dddd IIIII816. 0 3 2 3 2 )( 3 2 2 1 22 2 晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。晶閘管電壓、電流等的定

36、量分析與三相半波時(shí)一致。 接反電勢阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路接反電勢阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路 工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓電壓、電流電流 波形均相同。波形均相同。 僅在僅在計(jì)算計(jì)算Id時(shí)有所不同時(shí)有所不同，接反電勢阻感負(fù)載時(shí)的，接反電勢阻感負(fù)載時(shí)的Id為：為： R EU I d d 式中式中R和和E分別分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢的值。為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢的值。 ik=ib是逐漸增大的，是逐漸增大的， 而而ia=Id-ik是逐漸減小的。是逐漸減小的。 當(dāng)當(dāng)ik增大到等于增大到等于Id時(shí)，時(shí)，ia=0，VT

37、1 關(guān)斷關(guān)斷,換流過程結(jié)束。換流過程結(jié)束。 2.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響，考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響， 該漏感可用一個(gè)集中的電感該漏感可用一個(gè)集中的電感LB表示。表示。 現(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣?，F(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。 VT1換相至換相至VT2的過程：的過程： 因因a、b兩相均有漏感，故兩相均有漏感，故ia、 ib均不能突變。于是均不能突變。于是VT1和和VT2 同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于將，相當(dāng)于將a、b兩相兩相 短路，在兩相組成的回路中產(chǎn)短路，在兩相組成的回路中產(chǎn) 生環(huán)流生環(huán)流ik

38、。 ud id tO tO g g iciaibiciaId uaubuc u1 u2 dt di dt di kb dt di dt di dt di bka 21 uu dt di Luuuu k Bab 2 21 02 2 2 dt id L dt du k B ba 凹升凸降， ba ii 2.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 換相重疊角換相重疊角換相過程持續(xù)的時(shí)間，用電角度換相過程持續(xù)的時(shí)間，用電角度g g表示。表示。 換相過程中，整流電壓換相過程中，整流電壓ud為同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管所對(duì)為同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管所對(duì) 應(yīng)的兩個(gè)相電壓的平均值。應(yīng)的兩個(gè)相電壓的平均

39、值。 換相壓降換相壓降與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，ud平均值平均值 降低的多少。降低的多少。 2d d d d bak Bb k Bad uu t i Lu t i Luu （2-30） dB 0 B 6 5 6 5B 6 5 6 5Bbb 6 5 6 5dbd 2 3 d 2 3 )(d d d 2 3 )(d) d d ( 2 3 )(d)( 3/2 1 IXiLt t i L t t i LuutuuU I g g g d k k k （2-31） u1 u2 ud id tO tO g g iciaibiciaId uaubuc 2.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影

40、響變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 換相重疊角換相重疊角g g的計(jì)算的計(jì)算 B 2 Bab 2 ) 6 5 sin(6 2)( d d L tU Luu t i k 由上式得：由上式得： ) 6 5 sin( 2 6 d d B 2 t X U t i k 進(jìn)而得出：進(jìn)而得出： ) 6 5 cos(cos 2 6 )(d) 6 5 sin( 2 6 B 2 6 5 B 2 t X U tt X U i t k （2-32） （2-33） （2-34） 2.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 由上述推導(dǎo)過程，已經(jīng)求得：由上述推導(dǎo)過程，已經(jīng)求得： ) 6 5 cos(cos 2 6

41、 )(d) 6 5 sin( 2 6 B 2 6 5 B 2 t X U tt X U i t k 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ，于是，于是 6 5 gt dk Ii g g 隨其它參數(shù)變化的規(guī)律隨其它參數(shù)變化的規(guī)律： （1） Id越大則越大則g g 越大；越大； （2） XB越大越大g g 越大；越大； （3） 當(dāng)當(dāng) 90 時(shí)，時(shí)， 越小越小g g 越大。越大。 )cos(cos 2 6 B 2 d g X U I （2-35） 2 dB 6 2 )cos(cos U IX g（2-36） ud id tO tO g g iciaibiciaId ua ubuc 2.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器

42、漏感對(duì)整流電路的影響 變壓器漏抗對(duì)各種整流電路的影響變壓器漏抗對(duì)各種整流電路的影響 d U d B I X d B 2 I X d B 2 3 I X d B 3 I X d B 2 I mX )cos(cosg 2 Bd 2U XI 2 Bd 2 2 U XI 2 dB 6 2 U IX 2 dB 6 2 U IX m U XI sin2 2 Bd 電路形式電路形式 單相單相 全波全波 單相全單相全 控橋控橋 三相三相 半波半波 三相全三相全 控橋控橋 m脈波脈波 整流電路整流電路 表表2-2 各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算 2 3U 2 3U

43、注：注：單相全控橋電路中，環(huán)流單相全控橋電路中，環(huán)流ik是從是從-Id變?yōu)樽優(yōu)镮d。本表所本表所 列通用公式不適用列通用公式不適用； 三相橋等效為相電壓等于三相橋等效為相電壓等于 的的6脈波整流電路，脈波整流電路， 故其故其m=6，相電壓按，相電壓按 代入。代入。 2 3U 2 3U 2.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論: 出現(xiàn)出現(xiàn)換相重疊角換相重疊角g g ，整流輸出電壓平均值，整流輸出電壓平均值Ud降低降低。 整流電路的整流電路的工作狀態(tài)增多工作狀態(tài)增多。 晶閘管晶閘管的的di/dt 減小，有利于

44、晶閘管的安全開通。減小，有利于晶閘管的安全開通。 有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。 換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可，可 能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路加吸收電路。 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口缺口，成為干擾源。，成為干擾源。 2.5.1 諧波和無功功率分析基礎(chǔ)諧波和無功功率分析基礎(chǔ) 非正弦電路中的情況非正弦電路中的情況 有功功率、視在功率、功率因數(shù)的定義均和正弦電路相同，功有功功率、視在功率、功率因數(shù)的定義均和正弦電路相同，功 率因數(shù)仍由式率因數(shù)仍

45、由式 定義。定義。 不考慮電壓畸變，研究電壓為正弦波、電流為非正弦波的情況不考慮電壓畸變，研究電壓為正弦波、電流為非正弦波的情況 有很大的實(shí)際意義。有很大的實(shí)際意義。 S P v非正弦電路的有功功率非正弦電路的有功功率 ：P=U I1 cosj j1 （2-65） v功率因數(shù)為功率因數(shù)為： 11 111 coscos cos jj j I I UI UI S P （2-66） 基波因數(shù)基波因數(shù)n =I1 / I，即基波電流有效值和總電流有效值之比，即基波電流有效值和總電流有效值之比 位移因數(shù)（基波功率因數(shù)）位移因數(shù)（基波功率因數(shù)）cosj j 1 v功率因數(shù)由功率因數(shù)由基波電流相移基波電流相移

46、和和電流波形畸變電流波形畸變這兩個(gè)因素共這兩個(gè)因素共 同決定的。同決定的。 2.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 2.7.1 逆變的概念逆變的概念 1) 什么是逆變？為什么要逆變？什么是逆變？為什么要逆變？ 逆變（逆變（Invertion）把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整整 流的逆過程流的逆過程。 逆變電路逆變電路把直流電逆變成交流電的電路。把直流電逆變成交流電的電路。 v有源逆變電路有源逆變電路整流器交流側(cè)與電網(wǎng)相連接，把直流側(cè)吸整流器交流側(cè)與電網(wǎng)相連接，把直流側(cè)吸 收的能量，反送回交流電網(wǎng)。收的能量，反送回交流電網(wǎng)。 應(yīng)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)

47、子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)應(yīng)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào) 速以及高壓直流輸電等。速以及高壓直流輸電等。 v無源逆變電路無源逆變電路交流側(cè)不是接電網(wǎng)，而是接負(fù)載，把直流電逆變交流側(cè)不是接電網(wǎng)，而是接負(fù)載，把直流電逆變 為某一頻率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，將在第為某一頻率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，將在第5章介紹。章介紹。 對(duì)于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆對(duì)于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆 變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工 作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電

48、路變流電路。 54 直流電機(jī)的直流電機(jī)的電動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)狀態(tài)：在外加直流電源的在外加直流電源的 作用下，電動(dòng)運(yùn)行，作用下，電動(dòng)運(yùn)行，EMn0，EMEG，電，電 機(jī)發(fā)出功率，能量的傳遞方向逆轉(zhuǎn)。直流電源吸機(jī)發(fā)出功率，能量的傳遞方向逆轉(zhuǎn)。直流電源吸 收功率。收功率。 0 n TL T n n 位能性負(fù)載使 nn0 n A B C T L T 電源電壓突減 R + M G E a I M E _ P 56 通常可調(diào)直流電源可通?？烧{(diào)直流電源可采用采用SCR可控整流來實(shí)可控整流來實(shí) 現(xiàn)現(xiàn)。 電動(dòng)狀態(tài)：電動(dòng)狀態(tài)：UdEM， 900，Id從從EM正端流正端流 入，入， 直流電機(jī)的發(fā)電反饋制動(dòng)狀態(tài)：直流電機(jī)的

49、發(fā)電反饋制動(dòng)狀態(tài)：由于由于SCR的的 單導(dǎo)性，單導(dǎo)性，Id方向不變，應(yīng)使方向不變，應(yīng)使EM反極性，反極性， Id從從 EM正端流出，正端流出， EM提供能量。提供能量。 R EU I Md d R + d I M E _ P + _ d U R + M G E a I M E _ P 57 R + d I M E _ + _ d U 順向串聯(lián) R + d I M E _ P + _ d U 58 順向串聯(lián)：順向串聯(lián)：若若EM反極性，而反極性，而Ud仍保持原極性仍保持原極性 不變，兩電源一起供能給不變，兩電源一起供能給R ，形成兩電源在回，形成兩電源在回 路中順向串聯(lián)。由于通常路中順向串聯(lián)。由于

50、通常R 很小，很小，Id將會(huì)很大將會(huì)很大 （環(huán)流）這種情況應(yīng)禁止。（環(huán)流）這種情況應(yīng)禁止。 應(yīng)使應(yīng)使Ud與與EM同時(shí)都反極性，同時(shí)都反極性， =9001800，并，并 且，且， | Ud|900時(shí)，負(fù)面積大，時(shí)，負(fù)面積大， 吞多吐少，平均而言吞多吐少，平均而言吸收能量吸收能量（回饋到電網(wǎng)）。（回饋到電網(wǎng)）。 R + d I M E _ + _ d U 順向串聯(lián) 59 R + d I M E _ P + _ d U 2.7.1 逆變的概念逆變的概念 從上述分析中，可以歸納出產(chǎn)生逆變的條件從上述分析中，可以歸納出產(chǎn)生逆變的條件 有二（兩條件同時(shí)具備）：有二（兩條件同時(shí)具備）： 半控橋或有續(xù)流二極管

51、的電路半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓，因其整流電壓ud 不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電 動(dòng)勢，故動(dòng)勢，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。 欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控全控電路。電路。 EM反接或反接或n反轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)； 900，使，使Ud反極性，并且反極性，并且|Ud|小于但近于小于但近于|EM| (不允不允 許許 | Ud| EM| ) 。 2.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗與最小逆變角的限制 逆變失敗（逆變顛覆）逆變失?。孀冾嵏玻?逆變運(yùn)行時(shí)若逆變運(yùn)行時(shí)若Ud平均負(fù)值過小或變?yōu)槠骄?fù)值過小或

52、變?yōu)?，外接的反電，外接的反電 勢電源就會(huì)通過勢電源就會(huì)通過SCR形成短路；若輸出平均值形成短路；若輸出平均值Ud變?yōu)檎?，變?yōu)檎担?則會(huì)造成順向串聯(lián)，同樣形成則會(huì)造成順向串聯(lián)，同樣形成很大的環(huán)流很大的環(huán)流。 v觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分 配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正 常換相，使常換相，使Ud變正，變正，順向串聯(lián)順向串聯(lián)。 v晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通，使晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通，使ud的正的正 弦片段延續(xù)到正半周，正面積增大

53、。弦片段延續(xù)到正半周，正面積增大。 v交流電源缺相或突然消失，交流電源缺相或突然消失，SCR仍可導(dǎo)通，交流側(cè)失去仍可導(dǎo)通，交流側(cè)失去 對(duì)直流電動(dòng)勢對(duì)直流電動(dòng)勢EM的平衡作用，的平衡作用， EM的上負(fù)下正，經(jīng)的上負(fù)下正，經(jīng)SCR形形 成短路成短路。 1) 逆變失敗的原因逆變失敗的原因 62 換相裕量角不足換相裕量角不足。應(yīng)考慮變壓器的漏抗引應(yīng)考慮變壓器的漏抗引 起的起的換流重疊角換流重疊角g g的影響：的影響： 由于換相重疊期間輸出電壓由于換相重疊期間輸出電壓ud波形為相波形為相 鄰兩電壓的算術(shù)平均值，鄰兩電壓的算術(shù)平均值，g g使使ud的正面積的正面積 減小而負(fù)面積增大，減小而負(fù)面積增大，因此

54、在因此在 900（逆變）時(shí)（逆變）時(shí) g g使平均使平均 面積面積Ud增加增加Ud。 63 2.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制 ud O O id t t uaubucuaub p b g b g g時(shí)，經(jīng)過換相過程后，時(shí)，經(jīng)過換相過程后，a相電相電 壓壓ua仍高于仍高于c相電壓相電壓uc，所以換相結(jié)，所以換相結(jié) 束時(shí)，能使束時(shí)，能使VT3承受反壓而承受反壓而關(guān)斷關(guān)斷。 當(dāng)當(dāng)b bg g時(shí)，換相尚未結(jié)束，電路時(shí)，換相尚未結(jié)束，電路 的工作狀態(tài)到達(dá)自然換相點(diǎn)的工作狀態(tài)到達(dá)自然換相點(diǎn)p點(diǎn)之后，點(diǎn)之后， uc將高于將高于ua，晶閘管，晶閘管VT1承受反壓而承受反壓而 重新重新關(guān)斷關(guān)斷，使得應(yīng)該關(guān)

55、斷的，使得應(yīng)該關(guān)斷的VT3不能不能 關(guān)斷卻繼續(xù)關(guān)斷卻繼續(xù)導(dǎo)通導(dǎo)通，且，且c相電壓隨著時(shí)相電壓隨著時(shí) 間的推遲愈來愈高，電動(dòng)勢間的推遲愈來愈高，電動(dòng)勢順向串順向串 聯(lián)聯(lián)導(dǎo)致逆變失敗。導(dǎo)致逆變失敗。 為了防止逆變失敗，不僅逆變?yōu)榱朔乐鼓孀兪?，不僅逆變 角角b b不能等于零，而且不能太小，必不能等于零，而且不能太小，必 須限制在某一允許的須限制在某一允許的最小角度最小角度內(nèi)。內(nèi)。 圖圖3-49 交流側(cè)電抗對(duì)逆交流側(cè)電抗對(duì)逆 變換相過程的影響變換相過程的影響 換相重疊角的影響：換相重疊角的影響： 圖圖2-47 交流側(cè)電抗對(duì)逆變換相過程的影響交流側(cè)電抗對(duì)逆變換相過程的影響 如果如果b b g g 時(shí)（

56、時(shí)（從圖從圖2-47右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管 （VT1）會(huì)關(guān)斷，而應(yīng)關(guān)斷的晶閘管（）會(huì)關(guān)斷，而應(yīng)關(guān)斷的晶閘管（VT3)不能關(guān)斷，最終導(dǎo)致逆變不能關(guān)斷，最終導(dǎo)致逆變 失敗。失敗。 u d O O i d t t u a u b u c u a u b p b b g g b b g g 時(shí)，換相結(jié)束時(shí)，時(shí)，換相結(jié)束時(shí)， 晶閘管能承受反壓而晶閘管能承受反壓而 關(guān)斷。關(guān)斷。 65 v 若若角較大，則換相裕量角充足，能保證角較大，則換相裕量角充足，能保證 正常換流。正常換流。三相半波有源逆變電路中三相半波有源逆變電路中 g g 時(shí)，經(jīng)時(shí)，經(jīng)V

57、T1觸通換相過程后，仍有觸通換相過程后，仍有uauc， VT3因承受反壓而被迫關(guān)斷。因承受反壓而被迫關(guān)斷。 v 若若g g ，裕量角不足，會(huì)造成逆變失敗。，裕量角不足，會(huì)造成逆變失敗。 換相過程尚未結(jié)束，到達(dá)自然換相換相過程尚未結(jié)束，到達(dá)自然換相P點(diǎn)之點(diǎn)之 后，后，uauc，VT3仍正偏而不能關(guān)斷，仍正偏而不能關(guān)斷，VT1 因承受反壓而重新關(guān)斷。因承受反壓而重新關(guān)斷。ud因因VT3一直導(dǎo)一直導(dǎo) 通而進(jìn)入通而進(jìn)入uc正半周，順向串聯(lián)。正半周，順向串聯(lián)。 66 最小逆變角最小逆變角min的確定：的確定： b bmin= + g g + = 30 35 SCR的關(guān)斷時(shí)間的關(guān)斷時(shí)間tq折合的電角度，折

58、合的電角度， =4 5 ， ， (tq=200300 S) g g 換流重疊角，換流重疊角，g g =15 20， ，g g大小與大小與Id、Xd 有有 關(guān)。關(guān)。 安全裕量角，約取安全裕量角，約取10 。內(nèi)外部種種原因會(huì)影 。內(nèi)外部種種原因會(huì)影 響響角大小，比如角大小，比如6路觸發(fā)脈沖的路觸發(fā)脈沖的角不完全均勻相角不完全均勻相 等。等。 逆變角逆變角的安全取值范圍：的安全取值范圍： 通常通常=30 90 ( =150 90)。 。 轉(zhuǎn)波形 2.7.3 逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失敗與最小逆變角的限制 2) 確定確定最小逆變角最小逆變角b bmin的依據(jù)的依據(jù) 逆變時(shí)允許采用的最小逆變角逆變時(shí)允許采用的最小逆變角b b 應(yīng)等于應(yīng)等于 b bmin= +g g+ （2-109） 晶閘管的關(guān)斷時(shí)間晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq折合的電角度折合的電角度 g g 換相重疊角換相重