第五章整流電路2

1、3 3、平衡電抗器、平衡電抗器工作原理：工作原理： 由于平衡電抗器由于平衡電抗器 的接入，瞬時(shí)電壓差的接入，瞬時(shí)電壓差 加在電抗加在電抗器兩端，器兩端， ，當(dāng)，當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ， ，使，使 降低降低 后接入負(fù)載，后接入負(fù)載， ，使使 升高升高 后接入負(fù)載，電感使兩組整流橋輸出到負(fù)載后接入負(fù)載，電感使兩組整流橋輸出到負(fù)載的電壓達(dá)到平衡，正、負(fù)兩組同時(shí)導(dǎo)電，故稱之為平衡電的電壓達(dá)到平衡，正、負(fù)兩組同時(shí)導(dǎo)電，故稱之為平衡電抗器?？蛊?。 pu2pdBAduUU 21dduu 021 ddpuuu021 pAduU1du2pu02 pdBuU2du2pupL2. 帶平衡電抗器的雙反星形相控整流電路數(shù)量關(guān)系

2、帶平衡電抗器的雙反星形相控整流電路數(shù)量關(guān)系 由式由式 由于每組三相半波整流電流是負(fù)載電流的由于每組三相半波整流電流是負(fù)載電流的1/2，故晶閘，故晶閘管的選擇和變壓器二次繞組額定容量的確定只要按管的選擇和變壓器二次繞組額定容量的確定只要按Id/2計(jì)計(jì)算即可。流過晶閘管和變壓器二次繞組的電流相同，在電算即可。流過晶閘管和變壓器二次繞組的電流相同，在電感性負(fù)載時(shí)都是方波，其等效值為感性負(fù)載時(shí)都是方波，其等效值為 dddTIIIII289. 0323222122 晶閘管承受的最大正反向電壓的計(jì)算，與三相半波時(shí)相同。關(guān)于變壓器所晶閘管承受的最大正反向電壓的計(jì)算，與三相半波時(shí)相同。關(guān)于變壓器所流過的電流其

3、二次繞組與三相半波時(shí)相同，一次繞組則與三相橋式相同。流過的電流其二次繞組與三相半波時(shí)相同，一次繞組則與三相橋式相同。（5.4.9） 可知，輸出電壓中的諧波階次可知，輸出電壓中的諧波階次n為為6k，k=1,2,3.，n=6,12,18.，最低諧波為，最低諧波為6次諧波，其值僅為直流平均值次諧波，其值僅為直流平均值的的235。 ttUumd 12cos131126cos75212332（5.4.6）3、結(jié)論結(jié)論 （4）兩種電路中晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系）兩種電路中晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系一樣，一樣，ud和和id的波形形狀一樣。的波形形狀一樣。將雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較：將

4、雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較： （1）三相橋?yàn)閮山M三相半波串聯(lián)，而雙反星形為兩）三相橋?yàn)閮山M三相半波串聯(lián)，而雙反星形為兩組三相半波并聯(lián)，且后者需用平衡電抗器，同時(shí)有兩相組三相半波并聯(lián)，且后者需用平衡電抗器，同時(shí)有兩相導(dǎo)電，變壓器磁路平衡，不存在直流磁化問題；導(dǎo)電，變壓器磁路平衡，不存在直流磁化問題； （2）當(dāng)）當(dāng)U2相等時(shí)，雙反星形的相等時(shí)，雙反星形的Ud是三相橋的是三相橋的1/2，而，而Id是單相橋的是單相橋的2倍；倍； （3）每一整流器件承擔(dān)負(fù)載電流）每一整流器件承擔(dān)負(fù)載電流Id的一半，整流器件的一半，整流器件流過電流的有效值在電感性負(fù)載時(shí)為流過電流的有效值在電感性負(fù)載時(shí)為0.289

5、 Id ，所以與，所以與其他整流電路相比，提高了整流器件承受負(fù)載的能力；其他整流電路相比，提高了整流器件承受負(fù)載的能力；l5.1 整流器的性能指標(biāo)整流器的性能指標(biāo) 5.2 單相相控整流電路單相相控整流電路 5.3 三相相控整流電路三相相控整流電路 5.4 大容量相控整流電路大容量相控整流電路 5.5 相控整流電路的換相壓降相控整流電路的換相壓降 5.6 整流電路的諧波分析整流電路的諧波分析 5.7 有源逆變電路有源逆變電路 5.8 晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 5.9 PWM整流電路整流電路 l圖圖5.5.1 考慮變壓器的漏抗后相控整流電路考慮變壓器的漏抗后相控整流電路l

6、的等效電路及輸出電壓電流的波形的等效電路及輸出電壓電流的波形 實(shí)際工作中，整流變實(shí)際工作中，整流變壓器存在漏抗，晶閘管之壓器存在漏抗，晶閘管之間的換流不能瞬時(shí)完成，間的換流不能瞬時(shí)完成，會(huì)出現(xiàn)參與換流的兩個(gè)晶會(huì)出現(xiàn)參與換流的兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象，同閘管同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象，同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)間對(duì)應(yīng)的電角時(shí)導(dǎo)通的時(shí)間對(duì)應(yīng)的電角度稱為換相重疊角度稱為換相重疊角。1 1、換相重疊角、換相重疊角L Ll l為變壓器的每相繞組為變壓器的每相繞組 折合到二次側(cè)的漏抗折合到二次側(cè)的漏抗 l圖圖5.5.1 考慮變壓器的漏抗后相控整流電路考慮變壓器的漏抗后相控整流電路l 的等效電路及輸出電壓電流的波形的等效電路及輸出電

7、壓電流的波形 當(dāng)當(dāng)tt時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)時(shí)，相電流不能瞬時(shí)上時(shí)，相電流不能瞬時(shí)上升到升到d d值，相電流不能值，相電流不能瞬時(shí)下降到零，電流換相瞬時(shí)下降到零，電流換相需要時(shí)間需要時(shí)間t t，換流重疊角，換流重疊角所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t t=/=/。在重疊角期間，在重疊角期間，、同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)虛擬同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)虛擬電流電流I Ik k ， 2 2、工作過程、工作過程L Ll l為變壓器的每相繞組為變壓器的每相繞組 折合到二次側(cè)的漏抗折合到二次側(cè)的漏抗 l圖圖5.5.1 考慮變壓器的漏抗后相控整流電路考慮變壓器的漏抗后相控整流電路l 的等效電路及輸出電壓電流的波形的等效電路及輸出電壓

8、電流的波形 dtdiLuukAB12 而整流輸出電壓為而整流輸出電壓為dtdiLudtdiLuukAkBd11 )(21BAuu 由圖可知由圖可知)(21ABBuuu( 5.5.1 )( 5.5.2 )2 2、工作過程、工作過程l圖圖5.5.1 考慮變壓器的漏抗后相控整流電路考慮變壓器的漏抗后相控整流電路l 的等效電路及輸出電壓電流的波形的等效電路及輸出電壓電流的波形 在在期間，直流輸出電壓比期間，直流輸出電壓比uA或或uB都小，使輸出電壓波形減少了一塊都小，使輸出電壓波形減少了一塊陰影面積陰影面積, 降低的電壓值為降低的電壓值為 。 ABuu 21)(21BAuu 式式 ud表明：表明：)(

9、dBuu dtdiLk1 ( 5.5.3 )圖中的陰影面積大小為：圖中的陰影面積大小為： dIkkdiLtddtdiLs0101)( ( 5.5.4 )dIL1 2 2、工作過程、工作過程l圖圖5.5.1 考慮變壓器的漏抗后考慮變壓器的漏抗后l 相控整流電路的等效電路相控整流電路的等效電路1 1）換相壓降）換相壓降U U 3 3、參數(shù)計(jì)算、參數(shù)計(jì)算上式中上式中 是變壓器每相漏感折合到二次則的漏電抗。是變壓器每相漏感折合到二次則的漏電抗。23232311ddIXILSU11LX在圖在圖5.5.1(a)所示的三相半波可控整流電所示的三相半波可控整流電路中，整流輸出電壓為路中，整流輸出電壓為3相波形

10、組合相波形組合（即一周期內(nèi)換相（即一周期內(nèi)換相3次），每個(gè)周期次），每個(gè)周期內(nèi)有內(nèi)有3個(gè)陰影面積，這些陰影面積之和個(gè)陰影面積，這些陰影面積之和3S除以周期除以周期2，即為換相重疊角期間輸，即為換相重疊角期間輸出平均電壓的減少量，稱為換相壓降出平均電壓的減少量，稱為換相壓降U。 (5.5 .4) 換相壓降換相壓降U正比于負(fù)載電流正比于負(fù)載電流d d，它相當(dāng)于整流電源增加了一項(xiàng)等，它相當(dāng)于整流電源增加了一項(xiàng)等 效電阻效電阻 ，但這個(gè)等效內(nèi)阻并不消耗有功功率。，但這個(gè)等效內(nèi)阻并不消耗有功功率。 231Xl上式表明，當(dāng)上式表明，當(dāng)L Ll l或或I Id d增大時(shí)，增大時(shí)，將增大；當(dāng)將增大；當(dāng)增大時(shí)，

11、增大時(shí)，減小。必減小。必須指出，如果在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，將不會(huì)出現(xiàn)換流重疊的須指出，如果在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，將不會(huì)出現(xiàn)換流重疊的現(xiàn)象，因?yàn)閾Q流過程被續(xù)流二極管的存在所改變?，F(xiàn)象，因?yàn)閾Q流過程被續(xù)流二極管的存在所改變。 2 2、換相重疊角、換相重疊角 )62(coscos211UId(5.5.7)圖圖5.5.1 考慮變壓器的漏抗后相控整流電路的等效電路及輸出電壓電流的波形考慮變壓器的漏抗后相控整流電路的等效電路及輸出電壓電流的波形2 2、換相重疊角、換相重疊角計(jì)算過程計(jì)算過程l在圖在圖5.5.1(b)中為便于計(jì)算，將坐標(biāo)原移到、相的自然換流點(diǎn)，設(shè)中為便于計(jì)算，將坐標(biāo)原移到、相的自然換

12、流點(diǎn)，設(shè))3cos(22 tUuA)3cos(22 tUuBtUttUdtdiLk sin6)3cos()3cos(22221 ttdUdiLk sin6221 dIkttdUdi021sin62 )cos(cos6221 UId )62(coscos211UIdl由式由式(5.5.1)可得可得將上式兩邊同乘以將上式兩邊同乘以得得從電路工作原理可知，當(dāng)電感從電路工作原理可知，當(dāng)電感Ll中電流從變到中電流從變到Id時(shí)，正好對(duì)應(yīng)時(shí)，正好對(duì)應(yīng)t從從變到變到+，將此條件代入式，將此條件代入式(5.5.5)得得即即l則換相重疊角為則換相重疊角為 (5.5.5)(5.5.7)(5.5.6)2 2、換相重疊

13、角、換相重疊角的計(jì)算過程的計(jì)算過程表表5.5.1 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l5.1 整流器的性能指標(biāo)整流器的性能指標(biāo) 5.2 單相相控整流電路單相相控整流電路 5.3 三相相控整流電路三相相控整流電路 5.4 大容量相控整流電路大容量相控整流電路 5.5 相控整流電路的換相壓降相控整流電路的換相壓降 5.6 整流電路的諧波分析整流電路的諧波分析 5.7 有源逆變電路有源逆變電路 5.8 晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 5.9 PWM整流電路整流電路 如圖：在一個(gè)交流電源周期如圖：在一個(gè)交流電源周期2中，有中，有m個(gè)形狀相個(gè)形

14、狀相同的脈波，但它們相差同的脈波，但它們相差 ，脈波的周期為，脈波的周期為 。 若將縱坐標(biāo)選在整流電壓的峰值處，則在若將縱坐標(biāo)選在整流電壓的峰值處，則在 期間，整流輸出電壓的表達(dá)式為：期間，整流輸出電壓的表達(dá)式為： m 2 mTp2 m m tcocUud 22 圖圖5.6.1 m脈波整流輸出直流脈動(dòng)電壓波形脈波整流輸出直流脈動(dòng)電壓波形 , 2, 1sincosnnnddtnbtnaUu cossin22220220mmUtdutdumtdumUmmmBAmdd 1)1cos(1)1cos(cossin22 KmKmKmKmKmmUan 1)1sin(1)1sin(cossin22 KmKmK

15、mKmKmmUbn m脈波相控整流輸出電壓平均值為：脈波相控整流輸出電壓平均值為：的傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式為：的傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式為：諧波的系數(shù)諧波的系數(shù)tcocUud 22 整流輸出電壓的表達(dá)式整流輸出電壓的表達(dá)式(5.6.7)(5.6.1)(5.6.10)(5.6.11) 令令m=2,3,6，即可得到，即可得到相控整流時(shí)相控整流時(shí)單相橋、三相半波以及三相全橋單相橋、三相半波以及三相全橋相控整流電壓的各次諧波及相控整流電壓的各次諧波及整流直流電壓平均值。整流直流電壓平均值。 令令=0=0，則可得到則可得到不控整流時(shí)不控整流時(shí)單相橋、三相半波以及三相全橋等單相橋、三相半波以及三相全橋等不控整流電壓的各

16、次諧波及不控整流電壓的各次諧波及整流直流電壓平均值。整流直流電壓平均值。 1、單相橋相控整流電壓的諧波分析單相橋相控整流電壓的諧波分析 1）平波電抗器的選擇）平波電抗器的選擇次諧波（次諧波（n=2,4,6n=2,4,6；K=1,2,3K=1,2,3）Kmn 22nnnmbaU 222222UbaUUnnnm 22Unnnabarctan n n次諧波（次諧波（K=1,2,3K=1,2,3；n=2,4,6n=2,4,6）電壓幅值）電壓幅值與交流電壓幅值與交流電壓幅值 的比值為的比值為 n n次諧波（次諧波（K=1,2,3K=1,2,3；n=2,4,6n=2,4,6）的相位角為）的相位角為 由圖可

17、知，由圖可知，=90=90時(shí)與諧波幅值最大。時(shí)與諧波幅值最大。因此，實(shí)際應(yīng)用中按因此，實(shí)際應(yīng)用中按=90=90選用平波電抗器。選用平波電抗器。 圖圖5.6.2 單相橋相控整流單相橋相控整流 電壓的諧波電壓特性電壓的諧波電壓特性 電壓幅值為電壓幅值為(5.6.15)(5.6.16)(5.6.17)1、單相橋相控整流電壓的諧波分析單相橋相控整流電壓的諧波分析 2）諧波參數(shù)分析：）諧波參數(shù)分析：當(dāng)當(dāng)=0=0時(shí)（二極管不控整流電路）時(shí)（二極管不控整流電路） (5.6.18)(5.6.19)m=2m=2時(shí)（即單相橋）相控整流負(fù)載電壓的有效值時(shí)（即單相橋）相控整流負(fù)載電壓的有效值U=UU=U2 2 , ,

18、諧波電壓的有效值為諧波電壓的有效值為22222cos81 UUUUdH1)cos22(2 dHuUU因此，電壓的紋波系數(shù)是因此，電壓的紋波系數(shù)是 482. 0 u 2. 三相橋相控整流電壓的諧波分析三相橋相控整流電壓的諧波分析 圖圖5.6.3 三相橋相控整流三相橋相控整流 電壓的諧波電壓特性電壓的諧波電壓特性 1）諧波參數(shù)計(jì)算）諧波參數(shù)計(jì)算 m=6m=6時(shí)（三相全時(shí)（三相全橋）相控整流諧波電橋）相控整流諧波電壓的有效值的計(jì)算及壓的有效值的計(jì)算及平波濾波電抗器的參平波濾波電抗器的參數(shù)選擇數(shù)選擇相同；相同；0418. 0 u 當(dāng)當(dāng)=0=0時(shí)（二極管時(shí)（二極管不控整流電路）電壓的不控整流電路）電壓的

19、紋波系數(shù)紋波系數(shù)3、結(jié)論：、結(jié)論：整流電路輸出電壓中的諧波有如下規(guī)律：整流電路輸出電壓中的諧波有如下規(guī)律： （3 3） 當(dāng)當(dāng)m一定時(shí)，隨諧波次數(shù)增大，諧波幅值迅速減小，因一定時(shí)，隨諧波次數(shù)增大，諧波幅值迅速減小，因此，最低次（此，最低次（m次）諧波是最主要的，其它次數(shù)的諧波相對(duì)較次）諧波是最主要的，其它次數(shù)的諧波相對(duì)較少；少； 1）=0時(shí)時(shí)（5） m增加時(shí)，最低次諧波次數(shù)增大，且幅值迅速減小，增加時(shí)，最低次諧波次數(shù)增大，且幅值迅速減小，電壓紋波系數(shù)迅速下降。電壓紋波系數(shù)迅速下降。（4） 當(dāng)負(fù)載中有電感時(shí)，負(fù)載電流諧波幅值的減小更為迅速；當(dāng)負(fù)載中有電感時(shí)，負(fù)載電流諧波幅值的減小更為迅速；（2 2

20、） 整流電流的諧波由整流電壓的諧波決定，也為整流電流的諧波由整流電壓的諧波決定，也為mk次；次；（1 1） m脈波整流電壓脈波整流電壓ud的諧波次數(shù)為的諧波次數(shù)為mK（k=1，2，3.）次，）次，即即m的倍數(shù)次；的倍數(shù)次； （2）從從90180之間電路工作于有源逆變工作狀態(tài)，之間電路工作于有源逆變工作狀態(tài)，ud的諧波幅值隨增大而減小的諧波幅值隨增大而減小3、結(jié)論：、結(jié)論：整流電路輸出電壓中的諧波有如下規(guī)律：整流電路輸出電壓中的諧波有如下規(guī)律： 2）不為零不為零0時(shí)時(shí) （1 1）從從0 9090變化時(shí)，變化時(shí)，ud的諧波幅值隨增大而增大，的諧波幅值隨增大而增大，=90時(shí)諧波幅值最大；時(shí)諧波幅值最

21、大；l5.1 整流器的性能指標(biāo)整流器的性能指標(biāo) 5.2 單相相控整流電路單相相控整流電路 5.3 三相相控整流電路三相相控整流電路 5.4 大容量相控整流電路大容量相控整流電路 5.5 相控整流電路的換相壓降相控整流電路的換相壓降 5.6 整流電路的諧波分析整流電路的諧波分析 5.7 有源逆變電路有源逆變電路 5.8 晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 5.9 PWM整流電路整流電路 l3、有源逆變器：完成有源逆變的裝置、有源逆變器：完成有源逆變的裝置l 稱為有源逆變器。稱為有源逆變器。l1、無源逆變電路：將直流電能變?yōu)?、無源逆變電路：將直流電能變?yōu)榻涣髂茌敵鲋霖?fù)載。交流能輸出至

22、負(fù)載。l2、有源逆變電路：將直流電能變?yōu)榻涣?、有源逆變電路：將直流電能變?yōu)榻涣鱨 電能輸出給交流電網(wǎng)。電能輸出給交流電網(wǎng)。圖圖5.7.2單相全波整流電路的逆變工作狀態(tài)單相全波整流電路的逆變工作狀態(tài) l圖圖5.7.1單相全波整流電路的整流工作狀態(tài)單相全波整流電路的整流工作狀態(tài) （1）一定要有直流電動(dòng)勢(shì)源，其極性必須與晶閘）一定要有直流電動(dòng)勢(shì)源，其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓。均電壓。21、有源逆變的條件：、有源逆變的條件：（2）變流器必須工作在）變流器必須工作在 的區(qū)域內(nèi)，使的區(qū)域內(nèi)，使Ud0。l 因?yàn)橐驗(yàn)镽a阻

23、值很小阻值很小,其兩端電壓也很小，因此，其兩端電壓也很小，因此，UdE，此時(shí)電流，此時(shí)電流Id從電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)從電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)E的正端注入，直流電機(jī)吸收功率。的正端注入，直流電機(jī)吸收功率。l 如果在電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中使控制角如果在電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中使控制角減小，則減小，則Ud增大，增大，Id瞬時(shí)值瞬時(shí)值也隨之增大，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增大，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高。也隨之增大，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增大，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高。l 隨著轉(zhuǎn)速升高，隨著轉(zhuǎn)速升高，E增大，增大，Id隨之減小，最后恢復(fù)到原來的數(shù)值，隨之減小，最后恢復(fù)到原來的數(shù)值，此時(shí)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)。反之，如果使角增大，電動(dòng)機(jī)此時(shí)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在較高轉(zhuǎn)速狀態(tài)。

24、反之，如果使角增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小。所以，改變晶閘管的控制角，可以很方便地對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)轉(zhuǎn)速減小。所以，改變晶閘管的控制角，可以很方便地對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。行無級(jí)調(diào)速。 2、全波整流電路工作在整流狀態(tài)、全波整流電路工作在整流狀態(tài) 當(dāng)移相控制角當(dāng)移相控制角在在0范圍內(nèi)變化時(shí)，單相全波整流電路直流范圍內(nèi)變化時(shí)，單相全波整流電路直流側(cè)輸出電壓側(cè)輸出電壓Ud 0，如圖，如圖5.7.1所示，電動(dòng)機(jī)所示，電動(dòng)機(jī)M作電機(jī)運(yùn)行。整流器作電機(jī)運(yùn)行。整流器輸出功率，電機(jī)吸收功率，電流值為輸出功率，電機(jī)吸收功率，電流值為：addREUI 式中式中E為電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，為電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，Ra為電機(jī)繞組電阻。為電機(jī)繞組電阻

25、。(5.7.1)l 3、全波整流電路工作在逆變狀態(tài)、全波整流電路工作在逆變狀態(tài) l整流電路的控制角整流電路的控制角必須在必須在 范圍內(nèi)變化。此時(shí)，電流范圍內(nèi)變化。此時(shí)，電流I Id d為：為： 2addRUEI| (5.7.2) 由于晶閘管單向?qū)щ娦?，由于晶閘管單向?qū)щ娦?，Id方向仍然保持不變。如果方向仍然保持不變。如果|E|Ud|，則，則Id0。電動(dòng)勢(shì)的極性改變了，而電流的方。電動(dòng)勢(shì)的極性改變了，而電流的方向未變，因此，功率的傳遞關(guān)系便發(fā)生了變化，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)向未變，因此，功率的傳遞關(guān)系便發(fā)生了變化，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，發(fā)出直流功率，整流電路將直流功率逆變?yōu)闋顟B(tài)，發(fā)出直流功率，整流電路

26、將直流功率逆變?yōu)?0Hz的交流電返的交流電返送到電網(wǎng)，這就是有源逆變工作狀態(tài)。送到電網(wǎng)，這就是有源逆變工作狀態(tài)。 逆變時(shí)，電流逆變時(shí)，電流Id的大小取決于的大小取決于E與與Ud ，而，而E由電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，由電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，Ud可以調(diào)節(jié)控制角改變其大小。為了防止過電流，同樣應(yīng)滿足可以調(diào)節(jié)控制角改變其大小。為了防止過電流，同樣應(yīng)滿足E Ud的條件。的條件。 在逆變工作狀態(tài)下，雖然控制角在逆變工作狀態(tài)下，雖然控制角在在 間變化，晶閘管的陽間變化，晶閘管的陽極電位大部分處于交流電壓的負(fù)半周期，但由于有外接直流電動(dòng)勢(shì)極電位大部分處于交流電壓的負(fù)半周期，但由于有外接直流電動(dòng)勢(shì)E的存在，使晶閘管仍能承受正

27、向電壓導(dǎo)通。的存在，使晶閘管仍能承受正向電壓導(dǎo)通。2圖圖5.7.3 三相半波有源逆變電路及其波形三相半波有源逆變電路及其波形 圖圖5.7.3（a）為三相半波整流）為三相半波整流器帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的電路器帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的電路,并假設(shè)并假設(shè)負(fù)載電流連續(xù)。負(fù)載電流連續(xù)。 當(dāng)當(dāng)在在 范圍內(nèi)變化時(shí)，范圍內(nèi)變化時(shí)，變流器輸出電壓的瞬時(shí)值在整個(gè)變流器輸出電壓的瞬時(shí)值在整個(gè)周期內(nèi)雖然有正有負(fù)或者全部為周期內(nèi)雖然有正有負(fù)或者全部為負(fù)，但負(fù)的面積總是大于正的面負(fù)，但負(fù)的面積總是大于正的面積，故輸出電壓的平均值積，故輸出電壓的平均值Ud為負(fù)為負(fù)值。電機(jī)值。電機(jī)E的極性具備有源逆變的的極性具備有源逆變的條件。條件。 當(dāng)

28、當(dāng)在范圍在范圍 內(nèi)變化且內(nèi)變化且 EUd時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有源逆變。時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有源逆變。1 1、工作原理、工作原理 2 2圖圖5.7.2單相全波整流電路的逆變工作狀態(tài)單相全波整流電路的逆變工作狀態(tài) 2 2、參數(shù)計(jì)算、參數(shù)計(jì)算 變流器逆變時(shí)，直流測(cè)電壓計(jì)算變流器逆變時(shí)，直流測(cè)電壓計(jì)算公式與整流時(shí)一樣。當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，公式與整流時(shí)一樣。當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，cos17. 12UUdcos17. 12UUd cos17. 12UUd 有：有：(5.7.3)(5.7.4)式中式中U2為相電壓的有效值。為相電壓的有效值。 由于逆變時(shí)由于逆變時(shí)90，故，故cos計(jì)計(jì)算不大方便，于是引入逆變角算不大方便，于是引入逆變角，

29、令令=-，則（，則（5.7.3）改寫成：）改寫成： 逆變角為逆變角為的觸發(fā)脈沖位置從的觸發(fā)脈沖位置從=的時(shí)刻左移的時(shí)刻左移角來確定。角來確定。1 1、工作原理、工作原理 式中：式中：U2為逆變電路輸入相電壓，為逆變電路輸入相電壓， U2L為逆變電路輸入線電壓。為逆變電路輸入線電壓。cos34. 22UUdcos35. 12ldUU 三相全控橋式整流電路用作有源逆變時(shí)，就成了三三相全控橋式整流電路用作有源逆變時(shí)，就成了三相橋式逆變電路。相橋式逆變電路。 三相橋式逆變電路的工作與三相橋式整流電路一樣，三相橋式逆變電路的工作與三相橋式整流電路一樣，要求每隔要求每隔60依次觸發(fā)晶閘管，電流連續(xù)時(shí)，每個(gè)

30、管子依次觸發(fā)晶閘管，電流連續(xù)時(shí)，每個(gè)管子導(dǎo)通導(dǎo)通120，觸發(fā)脈沖必須是雙窄脈沖或者是寬脈沖。，觸發(fā)脈沖必須是雙窄脈沖或者是寬脈沖。直流側(cè)電壓計(jì)算公式為：直流側(cè)電壓計(jì)算公式為：或或（5.7.5 ）（5.7.6 ） 如果逆變角如果逆變角小于換流重疊角小于換流重疊角，即，即時(shí)，從圖時(shí)，從圖5.7.4所所示的波形中可清楚看到，換流還未結(jié)束，電路的工作狀態(tài)到達(dá)示的波形中可清楚看到，換流還未結(jié)束，電路的工作狀態(tài)到達(dá)uA與與uB交點(diǎn)交點(diǎn)P，從，從P點(diǎn)之后，點(diǎn)之后，uA將高于將高于uB ，晶閘管，晶閘管T2承受反壓而重新承受反壓而重新關(guān)斷，而應(yīng)該關(guān)斷的關(guān)斷，而應(yīng)該關(guān)斷的T1卻承受正壓而繼續(xù)導(dǎo)通，從而造成逆變失

31、卻承受正壓而繼續(xù)導(dǎo)通，從而造成逆變失敗。敗。 因此，為了防止逆變失敗，不僅逆變角因此，為了防止逆變失敗，不僅逆變角不能等于零，而且不不能等于零，而且不能太小，必須限制在某一允許的最小角度內(nèi)。能太小，必須限制在某一允許的最小角度內(nèi)。1 1、逆變失敗、逆變失敗圖圖5.7.4 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 2 2、最小逆變角、最小逆變角minmin的選取的選?。?）換相重疊角）換相重疊角隨電路形式、工作電流的大小不隨電路形式、工作電流的大小不同而不同，一般選取為同而不同，一般選取為15o25o電角度。電角度。（2）晶閘管關(guān)斷時(shí)間）晶閘管關(guān)斷時(shí)間tq所對(duì)應(yīng)的電角度所對(duì)應(yīng)

32、的電角度。一般。一般tq 大大的可達(dá)的可達(dá)200300s，折算電角度，折算電角度為為4o5o 。（3）安全裕量角）安全裕量角?？紤]到脈沖調(diào)整時(shí)不對(duì)稱、電?？紤]到脈沖調(diào)整時(shí)不對(duì)稱、電網(wǎng)波動(dòng)等因素影響，還必須留有一個(gè)安全裕量角，一網(wǎng)波動(dòng)等因素影響，還必須留有一個(gè)安全裕量角，一般選取般選取為為10o 。 綜上所述，最小逆變角綜上所述，最小逆變角min 為：為： 設(shè)計(jì)有源逆變電路時(shí)，必須保證設(shè)計(jì)有源逆變電路時(shí)，必須保證大于大于min，因此，因此，常在觸發(fā)電路中附加一保護(hù)環(huán)節(jié)，保證控制脈沖不，常在觸發(fā)電路中附加一保護(hù)環(huán)節(jié)，保證控制脈沖不進(jìn)入進(jìn)入min區(qū)域內(nèi)。區(qū)域內(nèi)。 3530min (5.7.7)l5.

33、1 整流器的性能指標(biāo)整流器的性能指標(biāo) 5.2 單相相控整流電路單相相控整流電路 5.3 三相相控整流電路三相相控整流電路 5.4 大容量相控整流電路大容量相控整流電路 5.5 相控整流電路的換相壓降相控整流電路的換相壓降 5.6 整流電路的諧波分析整流電路的諧波分析 5.7 有源逆變電路有源逆變電路 5.8 晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 5.9 PWM整流電路整流電路 l 晶閘管觸發(fā)主要有移相觸發(fā)、過零觸發(fā)和脈沖列調(diào)制晶閘管觸發(fā)主要有移相觸發(fā)、過零觸發(fā)和脈沖列調(diào)制觸發(fā)等。觸發(fā)電路對(duì)其產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖要求：觸發(fā)等。觸發(fā)電路對(duì)其產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖要求： 、觸發(fā)信號(hào)可為直流、交流或脈沖

34、電壓。、觸發(fā)信號(hào)可為直流、交流或脈沖電壓。l、觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率（觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流）。、觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率（觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流）。 l、觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖的前沿盡可能陡，以使、觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖的前沿盡可能陡，以使l元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超過掣住電流而維l持導(dǎo)通。持導(dǎo)通。 l、觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范、觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范l圍必須滿足電路要求。圍必須滿足電路要求。圖圖5.8.1 5.8.1 強(qiáng)觸發(fā)電流波形強(qiáng)觸發(fā)電流波形、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管觸

35、發(fā)電路 圖圖5.8.2 5.8.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形 由單結(jié)晶體管構(gòu)成的由單結(jié)晶體管構(gòu)成的觸發(fā)電路具有簡(jiǎn)單、可靠、觸發(fā)電路具有簡(jiǎn)單、可靠、抗干擾能力強(qiáng)、溫度補(bǔ)償抗干擾能力強(qiáng)、溫度補(bǔ)償性能好，脈沖前沿陡等優(yōu)性能好，脈沖前沿陡等優(yōu)點(diǎn)，在小容量的晶閘管裝點(diǎn)，在小容量的晶閘管裝置中得到了廣泛應(yīng)用。置中得到了廣泛應(yīng)用。 由自激振蕩、同步電由自激振蕩、同步電源、移相、脈沖形成等源、移相、脈沖形成等部分組成。部分組成。 組成：組成：特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）單結(jié)晶體管自激振蕩電路）單結(jié)晶體管自激振蕩電路 圖圖5.8.2 5.8.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形 經(jīng)

36、經(jīng)D1D4整流后的直流電源整流后的直流電源UW，一路經(jīng)一路經(jīng)R2、R1加在單結(jié)晶體管兩個(gè)加在單結(jié)晶體管兩個(gè)基極基極b1、b2之間；另一路通過之間；另一路通過e對(duì)對(duì)電容電容C充電、通過單結(jié)晶體管放電。充電、通過單結(jié)晶體管放電?？刂瓶刂艬TBT的導(dǎo)通、截止；的導(dǎo)通、截止； 在電容上形成鋸齒波振蕩電壓，在電容上形成鋸齒波振蕩電壓，在在R R1 1上得到一系列前沿很陡的觸發(fā)上得到一系列前沿很陡的觸發(fā)尖脈沖尖脈沖u ug g，如圖，如圖5.8.2(b)5.8.2(b)所示，其所示，其振蕩頻率為振蕩頻率為 工作原理：工作原理：特點(diǎn)：特點(diǎn)：利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性與利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性與RCRC電路的充

37、放電可組成自激振電路的充放電可組成自激振蕩電路，產(chǎn)生頻率可變的脈沖。蕩電路，產(chǎn)生頻率可變的脈沖。)11ln(11 CRTfe上式中上式中 是單結(jié)晶體管的分壓比，即調(diào)節(jié)是單結(jié)晶體管的分壓比，即調(diào)節(jié)e，可調(diào)節(jié)振蕩頻率。，可調(diào)節(jié)振蕩頻率。 9 . 03 . 0 (5.8.1)（2 2）同步電源）同步電源 圖圖5.8.2 5.8.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形 工作原理：工作原理： 當(dāng)當(dāng)uDW過零時(shí)，電容過零時(shí)，電容C經(jīng)經(jīng)e-b1、R1迅速放電到零電壓。這就是說，迅速放電到零電壓。這就是說，每半周開始，電容每半周開始，電容C都從零開始都從零開始充電。進(jìn)而保證每周期觸發(fā)電路充電。進(jìn)

38、而保證每周期觸發(fā)電路送出第一個(gè)脈沖距離過零的時(shí)刻送出第一個(gè)脈沖距離過零的時(shí)刻（即控制角（即控制角）一致，實(shí)現(xiàn)了同）一致，實(shí)現(xiàn)了同步。步。 同步電壓由變壓器同步電壓由變壓器TB獲得，而同步變壓器與主電路接至同一獲得，而同步變壓器與主電路接至同一電源，故同步電壓與主電壓同相位、同頻率。電源，故同步電壓與主電壓同相位、同頻率。 同步電壓經(jīng)橋式整流、穩(wěn)壓同步電壓經(jīng)橋式整流、穩(wěn)壓管管Dw削波為梯形波削波為梯形波uDW，而削波，而削波后的最大值后的最大值Uw既是同步信號(hào)，既是同步信號(hào)，又是觸發(fā)電路電源。又是觸發(fā)電路電源。、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 圖圖5.8.2 5.8.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電

39、路及波形單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形 當(dāng)當(dāng)R Re e增大時(shí)，單結(jié)晶增大時(shí)，單結(jié)晶體管發(fā)射極充電到峰點(diǎn)電體管發(fā)射極充電到峰點(diǎn)電壓壓U Up p的時(shí)間增大，第一個(gè)的時(shí)間增大，第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻推遲，即脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻推遲，即控制角控制角增大，實(shí)現(xiàn)了移增大，實(shí)現(xiàn)了移相。相。工作原理：工作原理：（3 3）移相控制）移相控制、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 圖圖5.8.2 5.8.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形 觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖ug由由1直接直接取出，這種方法簡(jiǎn)單、取出，這種方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但觸發(fā)電路與主經(jīng)濟(jì)，但觸發(fā)電路與主電路有直接的電聯(lián)系，電路有直接的電聯(lián)系，不安全。對(duì)于

40、晶閘管串不安全。對(duì)于晶閘管串聯(lián)接法的全控橋電路無聯(lián)接法的全控橋電路無法工作。所以一般采用法工作。所以一般采用脈沖變壓器輸出。脈沖變壓器輸出。工作原理：工作原理：（4 4）脈沖輸出）脈沖輸出2、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 2、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路及工作波形圖同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路及工作波形圖（1) 1) 鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié)鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié) 鋸齒波形成電路由鋸齒波形成電路由Tl、T2

41、、T3和和C2等元等元件組成，其中件組成，其中Tl、DW、RW2和和R3為一恒流源為一恒流源電路。電路。T2截止時(shí)，恒流源電流截止時(shí)，恒流源電流I1c對(duì)電容對(duì)電容C2充充電，所以電，所以C2兩端電壓兩端電壓uc為為tCIdtICuccc 111（5.8.2） 當(dāng)當(dāng)T2導(dǎo)通時(shí)，由于導(dǎo)通時(shí)，由于R4阻值很小，所以阻值很小，所以C2迅速放電，使迅速放電，使ub3電位迅速降到零。當(dāng)電位迅速降到零。當(dāng)T2周期周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，性地導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，ub3便形成一鋸齒波，同便形成一鋸齒波，同樣樣ue3也是一個(gè)鋸齒波電壓，也是一個(gè)鋸齒波電壓， 射極跟隨器射極跟隨器T3的作用是減小控制回路的電流的作用是減小控

42、制回路的電流對(duì)鋸齒波電壓的影響。調(diào)節(jié)電位器對(duì)鋸齒波電壓的影響。調(diào)節(jié)電位器RW2，即改，即改變變C2的恒定充電電流的恒定充電電流I1c，可調(diào)節(jié)鋸齒波斜率。，可調(diào)節(jié)鋸齒波斜率。圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路及工作波形圖波的觸發(fā)電路及工作波形圖1) 1) 鋸齒波形成鋸齒波形成（1) 1) 鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié)鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié) T4基極電位由鋸齒波電壓基極電位由鋸齒波電壓uh、控制電、控制電壓壓uco、直流偏移電壓、直流偏移電壓up三者共同決定。三者共同決定。 如果如果uco=0，up為負(fù)值時(shí)，為負(fù)值時(shí)，ub4點(diǎn)的波形點(diǎn)的波形由由uh+up確定。確定。

43、 當(dāng)當(dāng)uco為正值時(shí)，為正值時(shí)，ub4點(diǎn)的波形由點(diǎn)的波形由uh+ up+uco確定。確定。 ub4電壓等于電壓等于0.7V后，后，T4導(dǎo)通，導(dǎo)通，T4經(jīng)過經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)使電路輸出脈沖。之后點(diǎn)時(shí)使電路輸出脈沖。之后ub4一直被鉗一直被鉗位在位在0.7V。M點(diǎn)是點(diǎn)是T4由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)折由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也就是脈沖的前沿。點(diǎn)，也就是脈沖的前沿。 因此當(dāng)因此當(dāng)up為某固定值時(shí)，改變?yōu)槟彻潭ㄖ禃r(shí)，改變uco便可便可改變改變M點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，即改變了脈沖產(chǎn)生點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，即改變了脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，脈沖被移相?？梢?，加的時(shí)刻，脈沖被移相?？梢?，加up的目的的目的是為了確定控制電壓是為了確定控制電壓uco=0時(shí)

44、脈沖的初始相時(shí)脈沖的初始相位。位。圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路及工作波形圖波的觸發(fā)電路及工作波形圖 2) 2) 同步移相環(huán)節(jié)初始位同步移相環(huán)節(jié)初始位（1) 1) 鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié)鋸齒波形成、同步移相環(huán)節(jié) 對(duì)于三相全控橋接感性負(fù)載且電流連對(duì)于三相全控橋接感性負(fù)載且電流連續(xù)時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在續(xù)時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在=90o。 如果是可逆系統(tǒng)，需要在整流和逆變?nèi)绻强赡嫦到y(tǒng)，需要在整流和逆變狀態(tài)下工作，要求脈沖的移相范圍理論上狀態(tài)下工作，要求脈沖的移相范圍理論上為為180o（由于考慮（由于考慮min和和min，實(shí)際一，實(shí)際一般為般為120o），由于

45、鋸齒波波形兩端的非線），由于鋸齒波波形兩端的非線性，因而要求鋸齒波的寬度大于性，因而要求鋸齒波的寬度大于180o（例（例如如240o）。此時(shí)令）。此時(shí)令uco=0，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)up的大小的大小使產(chǎn)生脈沖的使產(chǎn)生脈沖的M點(diǎn)移至鋸齒波點(diǎn)移至鋸齒波240o的中央的中央（120o處），對(duì)應(yīng)于處），對(duì)應(yīng)于=90o的位置。的位置。 如如uco為正值，為正值，M點(diǎn)就向前移，控制角點(diǎn)就向前移，控制角90o，晶閘管電路處于逆變狀態(tài)。，晶閘管電路處于逆變狀態(tài)。圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路及工作波形圖波的觸發(fā)電路及工作波形圖 2) 2) 同步移相環(huán)節(jié)初始位同步移相環(huán)節(jié)初始位（2

46、 2）同步環(huán)節(jié)）同步環(huán)節(jié) 當(dāng)當(dāng)Q點(diǎn)電位達(dá)點(diǎn)電位達(dá)1.4V時(shí)，時(shí)，T2導(dǎo)通，導(dǎo)通，Q點(diǎn)電位被鉗位在點(diǎn)電位被鉗位在1.4V。直到。直到 TB二二次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來時(shí)，次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來時(shí)，D1重新導(dǎo)通，重新導(dǎo)通，C1迅速放電后又被充電，迅速放電后又被充電， T2截止。如此周而復(fù)始。在一個(gè)正弦波周期內(nèi)，截止。如此周而復(fù)始。在一個(gè)正弦波周期內(nèi)，T2包括截止與導(dǎo)通兩個(gè)包括截止與導(dǎo)通兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)鋸齒波波形恰好是一個(gè)周期，與主電路電源頻率和相位完全狀態(tài)，對(duì)應(yīng)鋸齒波波形恰好是一個(gè)周期，與主電路電源頻率和相位完全同步，達(dá)到同步的目的。同步，達(dá)到同步的目的。 可以看出，可以看出，Q點(diǎn)電位從同步電壓負(fù)

47、半周上升段開始時(shí)刻到達(dá)點(diǎn)電位從同步電壓負(fù)半周上升段開始時(shí)刻到達(dá) 1.4V的的時(shí)間越長(zhǎng)，時(shí)間越長(zhǎng)，T2截止時(shí)間就越長(zhǎng)，鋸齒波就越寬。鋸齒波的寬度是由充電截止時(shí)間就越長(zhǎng)，鋸齒波就越寬。鋸齒波的寬度是由充電時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)R1C1決定的決定的,可達(dá)可達(dá)240o 。圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路及工作波形圖波的觸發(fā)電路及工作波形圖 同步環(huán)節(jié)是由同步變壓器同步環(huán)節(jié)是由同步變壓器TB和作同步開關(guān)用的和作同步開關(guān)用的晶體管晶體管T2組成。組成。 同步變壓器同步變壓器TB二次電壓經(jīng)二極管二次電壓經(jīng)二極管D1間接加在間接加在T2的基極上。當(dāng)二次電壓波形在負(fù)半周的下降段時(shí)，的

48、基極上。當(dāng)二次電壓波形在負(fù)半周的下降段時(shí)，D1導(dǎo)通，電容導(dǎo)通，電容C1被迅速充電。因被迅速充電。因O點(diǎn)接地為零電點(diǎn)接地為零電位，位，R點(diǎn)為負(fù)電位，點(diǎn)為負(fù)電位，Q點(diǎn)電位與點(diǎn)電位與R點(diǎn)相近，故在這點(diǎn)相近，故在這一階段一階段T2基極為反向偏置而截止。在負(fù)半周的上升基極為反向偏置而截止。在負(fù)半周的上升段，段，15V電源通過電源通過R1給電容給電容C1反向充電，為電容反反向充電，為電容反向充電波形，其上升速度比向充電波形，其上升速度比 波形慢，故波形慢，故D1截止。截止。（3 3）脈沖形成環(huán)節(jié)）脈沖形成環(huán)節(jié) 脈沖形成環(huán)節(jié)脈沖形成環(huán)節(jié)T4、T5 組成，組成，T7、T8組成組成 控制電壓控制電壓uco加在加

49、在T4基極上。基極上。uco=0時(shí)，時(shí)，T4截截止，止，T5飽和導(dǎo)通。飽和導(dǎo)通。T7、T8處于截止?fàn)顟B(tài)，脈處于截止?fàn)顟B(tài)，脈沖變壓器沖變壓器TP二次側(cè)無脈沖輸出。電容二次側(cè)無脈沖輸出。電容C3充電，充電，充滿后電容兩端電壓接近充滿后電容兩端電壓接近2EC(30V)。當(dāng)。當(dāng) 時(shí)，時(shí)，T4導(dǎo)通，導(dǎo)通，A點(diǎn)電位由點(diǎn)電位由+EC(+15V)下下降到降到1.0V左右，由于左右，由于C3兩端的電壓不能突變，兩端的電壓不能突變，T5基極電位迅速降致基極電位迅速降致-2EC(-30V)， T5立即截立即截止。止。T5集電極電壓由集電極電壓由-EC(-15V)上升到鉗位電上升到鉗位電壓壓+2.1V(D6、T7、T

50、8三個(gè)三個(gè)PN結(jié)正向壓降之和結(jié)正向壓降之和)，T7、T8導(dǎo)通，脈沖變壓器導(dǎo)通，脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出觸發(fā)二次側(cè)輸出觸發(fā)脈沖。與此同時(shí)，電容脈沖。與此同時(shí)，電容C3經(jīng)經(jīng)+15V、R11、D4、T4放電和反向充電，使放電和反向充電，使T5基極電位上升，直基極電位上升，直到到ub5-EC(-15V)，T5又重新導(dǎo)通。使又重新導(dǎo)通。使T7、T8截止，輸出脈沖終止。截止，輸出脈沖終止。 輸出脈沖前沿由輸出脈沖前沿由T4導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3有關(guān)有關(guān)圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒波同步信號(hào)為鋸齒波 的觸發(fā)電路及工作波

51、形圖的觸發(fā)電路及工作波形圖脈沖放大電路。脈沖放大電路。VuOC7 . 0 （4 4）雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)）雙窄脈沖形成環(huán)節(jié) 圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒波同步信號(hào)為鋸齒波 的觸發(fā)電路及工作波形圖的觸發(fā)電路及工作波形圖 T5、T6構(gòu)成構(gòu)成“或或”門。門。T T5 5、T T6 6的導(dǎo)通使的導(dǎo)通使T T7 7、T T8 8都導(dǎo)通輸出脈沖。都導(dǎo)通輸出脈沖。 第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的ucoco對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)的控制角的控制角所產(chǎn)生，使所產(chǎn)生，使T4由截止變?yōu)閷?dǎo)通，由截止變?yōu)閷?dǎo)通，造成造成T5瞬時(shí)截止，于是瞬時(shí)截止，于是T8輸出脈沖。輸出脈沖。 第二個(gè)脈沖是由滯后第二個(gè)脈沖

52、是由滯后60o相位的后一相觸相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過發(fā)單元產(chǎn)生（通過T6），在其生成第一個(gè)），在其生成第一個(gè)脈沖時(shí)刻將其信號(hào)引致本相觸發(fā)單元的基脈沖時(shí)刻將其信號(hào)引致本相觸發(fā)單元的基極，使極，使T6瞬時(shí)截止，于是本相觸發(fā)單元的瞬時(shí)截止，于是本相觸發(fā)單元的T8管又導(dǎo)通，第二次輸出一個(gè)脈沖，因而管又導(dǎo)通，第二次輸出一個(gè)脈沖，因而得到間隔得到間隔60o的雙脈沖。的雙脈沖。 其中其中D4和和R17的作用主要是防止雙脈沖的作用主要是防止雙脈沖信號(hào)互相干擾。信號(hào)互相干擾。 單相橋式整流獲得近似單相橋式整流獲得近似50V直流電壓作電直流電壓作電源。源。 在在T8導(dǎo)通前，導(dǎo)通前，50V直流電源經(jīng)直流電源經(jīng)

53、R15對(duì)對(duì)C6 充電，充電，B點(diǎn)電位為點(diǎn)電位為 50V。 當(dāng)當(dāng)T8導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)，C6經(jīng)脈沖變壓器經(jīng)脈沖變壓器TP一次側(cè)、一次側(cè)、R16、T8迅速放電，由于放電回路電阻很小，迅速放電，由于放電回路電阻很小，B點(diǎn)電位迅速下降，當(dāng)點(diǎn)電位迅速下降，當(dāng)B點(diǎn)電位下跳到點(diǎn)電位下跳到14.3V時(shí)時(shí) D15導(dǎo)通脈沖變壓器導(dǎo)通脈沖變壓器 TP改由改由+15V穩(wěn)壓電穩(wěn)壓電源供電。這時(shí)雖然源供電。這時(shí)雖然 50V電源也在向電源也在向C6再充電再充電使它電壓回升，但由于充電回路時(shí)間常數(shù)較使它電壓回升，但由于充電回路時(shí)間常數(shù)較大，大，B點(diǎn)電位只能被點(diǎn)電位只能被15 V電源鉗位在電源鉗位在14.3V。電容電容C5的作用是

54、為了提高強(qiáng)觸發(fā)脈沖前沿。的作用是為了提高強(qiáng)觸發(fā)脈沖前沿。 加強(qiáng)觸發(fā)后，脈沖變壓器加強(qiáng)觸發(fā)后，脈沖變壓器TP一次側(cè)電壓一次側(cè)電壓uTP如圖如圖5.8.5所示。晶閘管采用強(qiáng)觸發(fā)可縮短所示。晶閘管采用強(qiáng)觸發(fā)可縮短開通時(shí)間，提高管子承受電流上升率的能力。開通時(shí)間，提高管子承受電流上升率的能力。圖圖5.8.3 5.8.3 同步信號(hào)為鋸齒波同步信號(hào)為鋸齒波 的觸發(fā)電路及工作波形圖的觸發(fā)電路及工作波形圖強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)（4 4）雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)）雙窄脈沖形成環(huán)節(jié) 圖圖5.8.6 KC045.8.6 KC04組成的移相式觸發(fā)電路組成的移相式觸發(fā)電路 3、KC04集成移相觸發(fā)器集成移相觸發(fā)器可分為同步、鋸齒

55、波形成、移相、脈沖形成，脈沖輸出等幾部分電路可分為同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成，脈沖輸出等幾部分電路 3、KC04集成移相觸發(fā)器集成移相觸發(fā)器圖圖5.8.6 KC045.8.6 KC04組成的移相式觸發(fā)電路及電壓波形圖組成的移相式觸發(fā)電路及電壓波形圖 圖圖5.8.6 KC045.8.6 KC04組成的移相式觸發(fā)電路組成的移相式觸發(fā)電路 3、KC04集成移相觸發(fā)器集成移相觸發(fā)器（1 1）同步電路）同步電路 同步電路由晶體管同步電路由晶體管T1T4等元件等元件組成。正弦波同步電壓組成。正弦波同步電壓uT經(jīng)限流電經(jīng)限流電阻加到阻加到T1、T2基極?；鶚O。 在在uT正半周，正半周，T2截止，截止，

56、T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T4得不到足夠的基極電壓得不到足夠的基極電壓而截止。而截止。 在在uT 的負(fù)半周，的負(fù)半周，截止，截止，、導(dǎo)通，導(dǎo)通，導(dǎo)通，導(dǎo)通，4同樣得不同樣得不到足夠的基極電壓而截止。到足夠的基極電壓而截止。 在上述在上述uT的正、負(fù)半周內(nèi)，當(dāng)?shù)恼?、?fù)半周內(nèi)，當(dāng)|us|0.7V時(shí)，時(shí)，T6導(dǎo)通，即導(dǎo)通，即uc5+Up+Uk控控制了制了的導(dǎo)通與截止時(shí)的導(dǎo)通與截止時(shí)刻，也就是控制了脈沖的刻，也就是控制了脈沖的移相。移相。圖圖5.8.6 KC045.8.6 KC04組成的移相式觸發(fā)電路組成的移相式觸發(fā)電路 3、KC04集成移相觸發(fā)器集成移相觸發(fā)器（4 4）脈沖形成電路）脈沖形成電路

57、 7與外圍元件組成脈沖形成與外圍元件組成脈沖形成電路。電路。 當(dāng)當(dāng)截止時(shí)，截止時(shí)，+15V電源通過電源通過7、7的的b-e對(duì)對(duì)充電（左充電（左正右負(fù)），同時(shí)正右負(fù)），同時(shí)7經(jīng)經(jīng)R26獲得獲得基極電流而導(dǎo)通?；鶚O電流而導(dǎo)通。 當(dāng)當(dāng)T6導(dǎo)通時(shí)，導(dǎo)通時(shí)，上的充電電上的充電電壓成為壓成為7的的b-e結(jié)的反偏電壓，結(jié)的反偏電壓，T7截止。此后截止。此后+15V經(jīng)經(jīng)R26、T6對(duì)對(duì)充電（左負(fù)右正），當(dāng)充電（左負(fù)右正），當(dāng)反向充電電壓大于反向充電電壓大于1.4V時(shí)，時(shí)，7又恢復(fù)導(dǎo)通。又恢復(fù)導(dǎo)通。 這樣在這樣在7的集電極得到了脈的集電極得到了脈沖沖uc7，其脈寬由時(shí)間常數(shù)，其脈寬由時(shí)間常數(shù)R26C2大小決定。

58、大小決定。 圖圖5.8.6 KC045.8.6 KC04組成的移相式觸發(fā)電路組成的移相式觸發(fā)電路 3、KC04集成移相觸發(fā)器集成移相觸發(fā)器（5 5）脈沖輸出電路）脈沖輸出電路 8 81515組成脈沖輸出電路。組成脈沖輸出電路。在同步電壓在同步電壓u uT T的一個(gè)周期內(nèi)，的一個(gè)周期內(nèi)，7 7的集電極輸出兩個(gè)相位差的集電極輸出兩個(gè)相位差180180的脈沖。的脈沖。 在在u uT T的正半周，的正半周，T T1 1導(dǎo)通，導(dǎo)通，點(diǎn)為低電位，點(diǎn)為高電位，點(diǎn)為低電位，點(diǎn)為高電位，使使8 8截止，截止，導(dǎo)通。導(dǎo)通。的導(dǎo)通使的導(dǎo)通使D Dw4w4截止，由截止，由T T1313、T T1414、T T1515

59、組成的放大電路無脈沖輸出。組成的放大電路無脈沖輸出。8 8的截止，使的截止，使w3w3導(dǎo)通，導(dǎo)通，7 7集集電極的脈沖經(jīng)電極的脈沖經(jīng)T T9 9、T T1010、T T1111組成組成的電路放大后由的電路放大后由腳輸出。腳輸出。 在在u uT T的負(fù)半周，的負(fù)半周， 同理可知，同理可知，8 8導(dǎo)通，導(dǎo)通，1212截止，截止，7 7的正脈的正脈沖經(jīng)沖經(jīng)、1414、組成電組成電路放大后由路放大后由(15)(15)腳輸出。腳輸出。(13)腳為脈沖列調(diào)制端腳為脈沖列調(diào)制端(14)腳為脈沖封鎖控制端腳為脈沖封鎖控制端圖圖5.8.9 5.8.9 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)

60、電路 4 4、六路雙脈沖發(fā)生器、六路雙脈沖發(fā)生器KC41CKC41C 圖圖5.8.8 KC41C5.8.8 KC41C原理圖及其外部接線圖原理圖及其外部接線圖 4 4、六路雙脈沖發(fā)生器、六路雙脈沖發(fā)生器KC41CKC41C 腳是六路脈沖輸入腳是六路脈沖輸入端端(如三片如三片KC04的六個(gè)輸出脈的六個(gè)輸出脈沖沖)，每路脈沖由輸入二極管，每路脈沖由輸入二極管送給本相和前相，再由送給本相和前相，再由T1T6組成的六路電流放大器，分六組成的六路電流放大器，分六路輸出。路輸出。T7組成電子開關(guān)，當(dāng)組成電子開關(guān)，當(dāng)控制端控制端腳接低電平時(shí)，腳接低電平時(shí)，T7截截止，止，腳有脈沖輸出。當(dāng)腳有脈沖輸出。當(dāng)腳接