第3章 整流電路2015

1、13.1 單相可控整流電路單相可控整流電路3.2 三相可控整流電路三相可控整流電路3.3 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3.4 電容濾波的不可控整流電路電容濾波的不可控整流電路3.5 整流電路的諧波和功率因數(shù)整流電路的諧波和功率因數(shù)3.6 大功率可控整流電路大功率可控整流電路3.7 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)3.8 相控電路的驅(qū)動(dòng)控制相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 本章小結(jié)本章小結(jié)第第3章章 整流電路整流電路2引言整流電路（整流電路（Rectifier）是電力電子電路中出現(xiàn)）是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷髯钤绲囊环N，它的作用是將

2、交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。電能供給直流用電設(shè)備。 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、全控全控三三種。種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式橋式電路和電路和零式零式電路。電路。 按交流輸入相數(shù)分為按交流輸入相數(shù)分為單相單相電路和電路和多相多相電路電路。 按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，分為分為單拍單拍電路和電路和雙拍雙拍電路。電路。33.1 單相可控整流電路3.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路3.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路3.1.3 單相全波可

3、控整流電路單相全波可控整流電路3.1.4 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路43.1.1 單相半波可控整流電路wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00圖圖3-1 單相半波可控整流電路及波形單相半波可控整流電路及波形變壓器變壓器T作用作用 變換電壓和隔離的作用，變換電壓和隔離的作用，其一次側(cè)和二次側(cè)電壓瞬時(shí)其一次側(cè)和二次側(cè)電壓瞬時(shí)值分別用值分別用u1和和u2表示，有效表示，有效值分別用值分別用U1和和U2表示，其中表示，其中U2的大小根據(jù)需要的直流輸?shù)拇笮「鶕?jù)需要的直流輸出電壓出電壓ud的平均值的平均值Ud確定。確定。

4、帶電阻負(fù)載的工作情況帶電阻負(fù)載的工作情況53.1.1 單相半波可控整流電路假設(shè)條件假設(shè)條件晶閘管晶閘管-理想器件。理想器件。導(dǎo)通導(dǎo)通-管壓降管壓降=0阻斷阻斷-漏電流漏電流=0開通與關(guān)斷過程瞬時(shí)完成。開通與關(guān)斷過程瞬時(shí)完成。wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電電壓與電流成正比，兩者壓與電流成正比，兩者波形相同波形相同。 63.1.1 單相半波可控整流電路改變觸發(fā)時(shí)刻，改變觸發(fā)時(shí)刻，ud和和id波形隨之改變，波形隨之改變，直流輸出電壓直流輸出電壓ud為極為極性不變性不變wwwwtTVTR0

5、a)u1u2uVTudidwt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00“半波半波”整流。整流。單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路單脈波整流電路單脈波整流電路73.1.1 單相半波可控整流電路paaapwwp2cos145. 0)cos1 (22)(sin221222UUttdUUd基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 a a：觸發(fā)延遲角，也稱觸發(fā)角或控制角。：觸發(fā)延遲角，也稱觸發(fā)角或控制角。 q q：處于通態(tài)的電角度稱為導(dǎo)通角。處于通態(tài)的電角度稱為導(dǎo)通角。 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值相控方式相控方式-通過控制觸發(fā)脈沖的通過控制觸發(fā)脈沖的相位相位來控制直來控制直流輸出電壓

6、大小的方式稱為相位控制方式。流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式。 a a移相范圍移相范圍為為180 。83.1.1 單相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況阻感負(fù)載的特點(diǎn)阻感負(fù)載的特點(diǎn)-電感對(duì)電流變化有抗拒作用，電感對(duì)電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不能發(fā)生突變。使得流過電感的電流不能發(fā)生突變。93.1.1 單相半波可控整流電路uwttwwtwtw20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)+ + +圖圖3-2 帶阻感負(fù)載的單相半波帶阻感負(fù)載的單相半波可控整流電路及其波形可控整流電路及其波形電路分析電路分析 晶閘管晶閘管VT處于斷態(tài)處于斷態(tài),

7、id=0,ud=0,uVT=u2。 在在w wt1時(shí)刻，即觸發(fā)角時(shí)刻，即觸發(fā)角a a處處 ud=u2。 L的存在使的存在使id不能突變不能突變，id從從0開始增加。開始增加。 u2由正變負(fù)的過零點(diǎn)處，由正變負(fù)的過零點(diǎn)處，id已經(jīng)處于減已經(jīng)處于減小的過程中，但尚未降到零，因此小的過程中，但尚未降到零，因此VT仍處仍處于通態(tài)于通態(tài)。 w wt2時(shí)刻，電感能量釋放完畢，時(shí)刻，電感能量釋放完畢，id降至降至零，零，VT關(guān)斷并立即承受反壓關(guān)斷并立即承受反壓。 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，的關(guān)斷時(shí)刻，使使ud波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時(shí)相波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載時(shí)相比

8、其平均值比其平均值Ud下降。下降。 103.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路電路分析電路分析 u2正半周時(shí)。正半周時(shí)。 u2過零變負(fù)時(shí)過零變負(fù)時(shí)-VDR導(dǎo)通導(dǎo)通； ud =0；電流電流id在在L-R-VDR回路回路中流通中流通(續(xù)流續(xù)流)。 若若L足夠大，足夠大，id連續(xù)連續(xù)，且，且id波形接近一條水平線波形接近一條水平線 。u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp -ap +ab)c)d)e)f)g)iVDRa)圖圖3-4 單相半波帶阻感負(fù)載單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路及波形有續(xù)流二極管的電路及波形 有續(xù)流二極管的電路有續(xù)流二極管的

9、電路113.1.2 單相橋式全控整流電路u (i )pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4圖圖3-5 單相全控橋式帶電阻單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形負(fù)載時(shí)的電路及波形帶電阻負(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正半周正半周觸發(fā)觸發(fā)VT1和和VT4(a a角角)當(dāng)當(dāng)u2過零時(shí)過零時(shí)在在u2負(fù)半周觸發(fā)負(fù)半周觸發(fā)VT2和和VT3(a a角角)12u( i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4圖圖3-5 單相全控橋式帶電阻負(fù)

10、載時(shí)的電路單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形及波形133.1.2 單相橋式全控整流電路paaapwwp2cos19 . 02cos122)( dsin21222UUttUUd基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系整流電壓平均值為：整流電壓平均值為：向負(fù)載輸出的直流電流平均值為：向負(fù)載輸出的直流電流平均值為：2cos19 . 02cos12222aapRURURUIdd角的移相范圍為角的移相范圍為0-180 。晶閘管承受的最大晶閘管承受的最大正向電壓正向電壓和和反向電壓反向電壓？思考？思考？143.1.2 單相橋式全控整流電路2cos145. 0212aRUIIddTpapapwwppa2sin212)(d

11、)sin2(21222RUttRUITpapapwwppa2sin21)()sin2(12222RUtdtRUII流過晶閘管的電流平均值流過晶閘管的電流平均值 ：流過晶閘管的電流有效值為：流過晶閘管的電流有效值為：變壓器二次側(cè)電流有效值變壓器二次側(cè)電流有效值I2與輸出直流電流有效值與輸出直流電流有效值I 相等相等變壓器的容量為變壓器的容量為S=U2I2IIT21153.1.2 單相橋式全控整流電路2OwtOwtOwtudidi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4u圖圖3-6 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

12、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w wt=p p+a a時(shí)刻時(shí)刻觸發(fā)觸發(fā)VT1和和VT4u2過零變負(fù)時(shí)過零變負(fù)時(shí)a a時(shí)刻，觸發(fā)時(shí)刻，觸發(fā)VT2和和VT3，換相換相；換流換流162OwtOwtOwtudidi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4u圖圖3-6 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173.1.2 單相橋式全控整流電路apaaapwwpcos9 . 0cos22)(dsin21222dUUttUUddT21IIddT707.

13、 021III基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系整流電壓平均值整流電壓平均值移相范圍移相范圍0-90 晶閘管承受的最大晶閘管承受的最大正反向電壓正反向電壓22U晶閘管電流平均值晶閘管電流平均值變壓器二次側(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 的的矩形波，其相位由矩形波，其相位由a a角決定，有效值角決定，有效值I2=Id。晶閘管電流有效值分別晶閘管電流有效值分別晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角q q與與a a無關(guān)，均為無關(guān)，均為180 183.1.2 單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況b)idOEudwtIdOwtaqd圖圖3-7 單相橋式全控整流電路

14、接反電動(dòng)勢(shì)單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動(dòng)機(jī)的電樞（忽略其中的當(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(shì)負(fù)載。電路，它們就是反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載。193.1.2 單相橋式全控整流電路電路分析電路分析|u2|E 時(shí)時(shí)晶閘管有導(dǎo)通的可能晶閘管有導(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使得晶閘管關(guān)斷，此后使得晶閘管關(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

15、時(shí)相比，晶閘管提前了電角度電角度d d 停止導(dǎo)電，停止導(dǎo)電，d d稱為稱為停止導(dǎo)電角停止導(dǎo)電角。212sinUEd當(dāng)當(dāng)a a30 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。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 。 313.2.1 三相半波可控整流電路aapwwpapapcos17.1cos263)(sin2321226562UUttdUUd)6cos(1675.0)6cos(1223)(sin23212

16、62apappwwppapUttdUUd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)a a角的角的移相范圍移相范圍為為150 。Ud0=1.17U2整流電壓平均值整流電壓平均值a a30 時(shí)時(shí) (連續(xù)連續(xù))a a30 時(shí)時(shí)(斷續(xù)斷續(xù))，晶閘管導(dǎo)通角減小，晶閘管導(dǎo)通角減小323.2.1 三相半波可控整流電路Ud/U2隨隨a a變化的規(guī)律變化的規(guī)律 03060901201501.17321a/( )Ud/U2圖圖3-16 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路Ud/U2與與a a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333.2.1 三相半波可控整流

17、電路RUIdd2262.45UU22UUFM負(fù)載電流平均值負(fù)載電流平均值晶閘管承受的最大正向電壓晶閘管承受的最大正向電壓晶閘管承受最大反向電壓晶閘管承受最大反向電壓原因？343.2.1 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 L值很大值很大整流電流整流電流id的波形基的波形基本是平直的，流過晶本是平直的，流過晶閘管的電流接近閘管的電流接近矩形矩形波波。a a30 時(shí)，整流電壓波時(shí)，整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。形與電阻負(fù)載時(shí)相同。35a a30 時(shí)，當(dāng)時(shí)，當(dāng)u2過過零時(shí)，由于電感的存在，零時(shí)，由于電感的存在，阻止電流下降，因而阻止電流下降，因而VT1繼續(xù)導(dǎo)通，直到下繼續(xù)導(dǎo)通，直

18、到下一相晶閘管一相晶閘管VT2的觸發(fā)的觸發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流，脈沖到來，才發(fā)生換流，由由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，導(dǎo)通向負(fù)載供電，同時(shí)向同時(shí)向VT1施加反壓使施加反壓使其關(guān)斷。其關(guān)斷。 udiaabcibiciduacOwtOwtOOwtOOwtawtwt圖圖3-17 三相半波可控整流電路，阻感負(fù)三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載時(shí)的電路及載時(shí)的電路及a a=60 時(shí)的波形時(shí)的波形3.2.1 三相半波可控整流電路363.2.1 三相半波可控整流電路整流電壓平均值整流電壓平均值ddTIIII577. 0312acos17.12dUU基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系a a的的移相范圍移相范圍為為90 。變壓器二

19、次電流即晶閘管電流的有效值變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值晶閘管的額定電流晶閘管的額定電流dTAVTIII368. 057. 1)(373.2.1 三相半波可控整流電路主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有直流分量直流分量，為，為此其應(yīng)用較少。此其應(yīng)用較少。245. 2UUURMFM晶閘管最大正反向電壓峰值晶閘管最大正反向電壓峰值 均為變壓器二次線電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值383.2.2 三相橋式全控整流電路排列順序排列順序圖圖3-18 三相橋式全控整流電路原理圖三相橋式全控整流電路原理圖原理圖原理圖 共陰極組共陰極組；共陽極組共陽極組晶閘管的導(dǎo)通順序晶閘

20、管的導(dǎo)通順序 為為VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6393.2.2 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況 電路分析電路分析各自然換相點(diǎn)既是各自然換相點(diǎn)既是相電壓相電壓的交點(diǎn)，的交點(diǎn)，同時(shí)也是同時(shí)也是線電壓線電壓的交點(diǎn)。的交點(diǎn)。當(dāng)當(dāng)a a60 時(shí)時(shí)ud波形均波形均連續(xù)連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，對(duì)于電阻負(fù)載，id波形與波形與ud波形的形狀是一樣的，也波形的形狀是一樣的，也連續(xù)連續(xù)。40a a=0 時(shí)，時(shí)，ud為線電壓在正半周的包絡(luò)線。為線電壓在正半周的包絡(luò)線。wwwwu2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuac

21、ubcubaucaucbuabuacuaucubwt1OtOtOtOta = 0iVT1uVT1圖圖3-19 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a a=0 時(shí)的波形時(shí)的波形41時(shí)段時(shí)段共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb表表3-1 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載a a=0 時(shí)晶閘管工作情

22、況時(shí)晶閘管工作情況42a a=30 時(shí)，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了時(shí)，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30 ,ud平均值降低平均值降低wwwwud1ud2a = 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1圖圖3-20 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a a=30 時(shí)的波形時(shí)的波形43a a=60 時(shí)，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了時(shí)，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了60 ,ud平均值進(jìn)一步降低平均值進(jìn)一步降低圖圖3-21 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載三相橋式全控整流電路

23、帶電阻負(fù)載a a=60 時(shí)的波形時(shí)的波形wwwa = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtwt1OtOtuVT144a a=90 時(shí)的波形時(shí)的波形ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOwtOwtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1圖圖3-22 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a a=90 時(shí)的波形時(shí)的波形 帶電阻負(fù)載移相范圍是帶電阻負(fù)載移相范圍是120 ，453.2.2 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路的一些特點(diǎn)三相橋式全控整流電路的一

24、些特點(diǎn)2個(gè)個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，共陰極組的和共陽極組晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，共陰極組的和共陽極組各各1個(gè)個(gè)對(duì)觸發(fā)脈沖的要求對(duì)觸發(fā)脈沖的要求按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，的順序， 位依次差位依次差60 。共陰極組脈沖依次差共陰極組脈沖依次差120 ，共陽極，共陽極 組也依次差組也依次差120 。上下兩個(gè)橋臂，脈沖相差上下兩個(gè)橋臂，脈沖相差180 463.2.2 三相橋式全控整流電路輸出電壓輸出電壓ud一周期一周期脈動(dòng)脈動(dòng)6次次-6脈波整流電路脈波整流電路為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖個(gè)晶閘管均有脈沖寬脈沖寬脈沖觸發(fā)觸

25、發(fā) ：使脈沖寬度大于：使脈沖寬度大于60 （一般?。ㄒ话闳?0 100 ）雙脈沖雙脈沖觸發(fā)觸發(fā) ：用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈：用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60 ，脈寬，脈寬一般為一般為20 30 。常用473.2.2 三相橋式全控整流電路區(qū)別在于區(qū)別在于電流電流，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，id、iVT、ia的波形在導(dǎo)通段都可近似為一條水平線。的波形在導(dǎo)通段都可近似為一條水平線。阻感負(fù)載時(shí)的工作情況阻感負(fù)載時(shí)的工作情況 電路分析電路分析當(dāng)當(dāng)a a60 時(shí)時(shí)ud 波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各

26、晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。48a a=0 時(shí)的波形（阻感負(fù)載）時(shí)的波形（阻感負(fù)載）ud1u2ud2u2LudidwtOwtOwtOwtOuaa = 0ubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1圖圖3-23 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a a=0 時(shí)的波形時(shí)的波形49a a=30 時(shí)的波形（阻感負(fù)載）時(shí)的波形（阻感負(fù)載）ud1a = 30ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacwtOwtOwtOwt

27、Oidiawt1uaubuc圖圖3-24 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a a=30 時(shí)的波形時(shí)的波形50a a=90 時(shí)的波形時(shí)的波形（阻感負(fù)載）（阻感負(fù)載）a = 90ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabuduacuabuacwtOwtOwtOubucuawt1uVT1圖圖3-25 三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，a a=90 時(shí)的波形時(shí)的波形513.2.2 三相橋式全控整流電路awwpapapcos34.2)(sin63123232UttdUUd)3cos(134. 2)(sin63232apwwppapUtt

28、dUUd基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系RL-a a角移相范圍為角移相范圍為90 R-a a角的移相范圍是角的移相范圍是120 整流輸出電壓平均值整流輸出電壓平均值RL負(fù)載時(shí)負(fù)載時(shí),R負(fù)載負(fù)載a a60 帶電阻負(fù)載且?guī)щ娮柝?fù)載且a a60 時(shí)時(shí)523.2.2 三相橋式全控整流電路2221222()0.8162333ddddIIIIIppp 輸出電流平均值輸出電流平均值-Id=Ud/R。帶阻感負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形為正負(fù)帶阻感負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形為正負(fù)半周各寬半周各寬120 、前沿相差、前沿相差180 的矩形波，其有的矩形波，其有效值為：效值為：晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致

29、。晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。三相橋式全控整流電路接三相橋式全控整流電路接反電反電勢(shì)阻感負(fù)載勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)的時(shí)的Id為：為：REUIdd533.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感變壓器漏感 實(shí)際上變壓器繞組總有實(shí)際上變壓器繞組總有漏感漏感，該漏感可用一個(gè)集中的，該漏感可用一個(gè)集中的電感電感LB表示，并將其折算到表示，并將其折算到變壓器二次側(cè)變壓器二次側(cè)。 由于電感對(duì)電流的變化起阻礙作用，電感電流不能突由于電感對(duì)電流的變化起阻礙作用，電感電流不能突變，因此變，因此換相換相過程不能瞬間完成，而是會(huì)過程不能瞬間完成，而是會(huì)持續(xù)一段時(shí)間持續(xù)一段時(shí)間。 以三相半波為例來分析，然后將

30、其結(jié)論推廣以三相半波為例來分析，然后將其結(jié)論推廣 假設(shè)負(fù)載中電感很大，假設(shè)負(fù)載中電感很大，負(fù)載電流為水平線負(fù)載電流為水平線。 54udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca圖圖3-26 考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形 w wt1時(shí)刻時(shí)刻553.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相過程持續(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-換相重疊角換相重疊角。 分析從分析從VTVT1 1換相至換相至VT2VT2的過程的過程w wt1時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)VT2，因，因a、b兩相均有漏感兩相均有漏感-ia、ib均均不能突變不

31、能突變-VT1和和VT2同時(shí)導(dǎo)通同時(shí)導(dǎo)通-a、b兩相短路兩相短路(兩相兩相間電壓差為間電壓差為ub-ua)，-產(chǎn)生產(chǎn)生環(huán)流環(huán)流ik。ik=ib ，而，而 ia=Id-ik 。 ik=Id時(shí)，時(shí)，ia=0，VT1關(guān)斷，換流過程結(jié)束。關(guān)斷，換流過程結(jié)束。 563.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響2ddddbabaduutiLutiLuukBkB556655dbdbbB66565BBB d06d13()d()()d()2 /32dd333d()d2d22dkIkkiUuutuuLttiLtL iX Itppa ga gppaapa gpawwppwwppp 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系換相過程中，整流輸出

32、電壓瞬時(shí)值為換相過程中，整流輸出電壓瞬時(shí)值為換相壓降：與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，換相壓降：與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，ud平平均值降低的多少，即均值降低的多少，即573.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響B(tài)2Bab2)65(sin62)(ddLtULuutikpw2ddddbabaduutiLutiLuukBkB2Bd65sin()d26kiUttXpww換相重疊角換相重疊角g g2256BB6655sin()d()coscos()2626tkUUitttXXwpappwwawgawtdIik)cos(cos26B2dgaaXUI2dB62)cos(cosUIXgaaBXLw583.3 變壓器漏感對(duì)

33、整流電路的影響其它整流電路的分析結(jié)果其它整流電路的分析結(jié)果 電路形式電路形式單相全波單相全波單相全控橋單相全控橋三相半波三相半波三相全控橋三相全控橋m脈波整流電路脈波整流電路 dU)cos(cosgaadBIXpdB2IXpdB23IXpdB3IXpdB2ImXp2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62UIXmUXIpsin22Bd注：注：?jiǎn)蜗嗳貥螂娐分?，單相全控橋電路中，XB在一在一 周期的兩次換相中都起作用，等效為周期的兩次換相中都起作用，等效為m=4； 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，故其脈波整流電路，故其m=6，相電壓按，相電壓按 代

34、入。代入。23U23U表表3-2 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 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： Id越大則越大則g g越大；越大； XB越大越大g g越大；越大； 當(dāng)當(dāng)a a90 時(shí)，時(shí)，a a越小越小g g越大。越大。593.3 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)換相重疊角出現(xiàn)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。 整流電路的工作狀態(tài)增多。整流電路的工作狀態(tài)增多。 晶閘管的晶閘管的di/dt 減小，有利于晶閘管的安全開通，

35、有減小，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，為此必須加能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路吸收電路。 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源干擾源。603.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響例：三相橋式不可控整流電路，阻感負(fù)載，例：三相橋式不可控整流電路，阻感負(fù)載，R=5，L=，U2=220V，XB=0.3，求，求Ud、Id、IVD、I2和和g g 的值并作出的值并作出ud、iVD和和i2的波形。的波

36、形。dB d3UX Ip解：三相橋式不可控整流電路相當(dāng)于三相橋式可控整流電解：三相橋式不可控整流電路相當(dāng)于三相橋式可控整流電路路a a0時(shí)的情況。時(shí)的情況。dd/IURd2d2.34cosUUUad487VU d97.4AI 61vdd/333.46AIIcos0.892g2d279.51A3aIIBd22coscos()6X IUaag換流重疊角換流重疊角g g26.93二極管電流的有效值二極管電流的有效值變壓器二次測(cè)電流的有效值變壓器二次測(cè)電流的有效值62ud、iVD1和和i2a的波形的波形u2udiVD1wtOwtOwtOwtOuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuab

37、uaci2aIdId633.4 電容濾波的不可控整流電路3.4.1 電容濾波的單相不可控整流電路電容濾波的單相不可控整流電路3.4.2 電容濾波的三相不可控整流電路電容濾波的三相不可控整流電路 643.4 電容濾波的不可控整流電路引言交交直直交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場(chǎng)合大都采用應(yīng)用場(chǎng)合大都采用不可控整流電路不可控整流電路。最常用的是最常用的是單相橋式單相橋式和和三相橋式三相橋式兩種接法。兩種接法。 由于電路中的電力電子器件采用由于電路中的電力電子器件采用整流二極管整流二極管，故也稱這類電路為故也稱這類電路為二極管整流電路二極管整流電路。653.4.1

38、 電容濾波的單相不可控整流電路圖圖3-28 電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a) 電路電路 b) 波形波形66工作原理及波形分析工作原理及波形分析 基本工作過程基本工作過程 u2正半周（零點(diǎn)正半周（零點(diǎn)-w wt=0），），u2ua，VT6導(dǎo)通，導(dǎo)通，此電流在流經(jīng)此電流在流經(jīng)LP時(shí)，時(shí)，LP上要上要感應(yīng)一電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)一電動(dòng)勢(shì)up，其方向是要，其方向是要阻止電流增大阻止電流增大?？蓪?dǎo)出?？蓪?dǎo)出Lp兩端兩端電壓、整流輸出電壓的數(shù)學(xué)電壓、整流輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：表達(dá)式如下：12ddpuuu2112111()222ddpdpdduuuuuuu

39、(3-97)(3-98)w wt1時(shí)刻時(shí)刻平衡電抗器的工作原理分析平衡電抗器的工作原理分析1033.6.1 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路圖圖3-39 平衡電抗器作用下輸出電壓的平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形波形和平衡電抗器上電壓的波形圖圖3-40 平衡電抗器作用下兩平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況雖然雖然ud1ud2，但由于，但由于Lp的平衡作用，的平衡作用，使得晶閘管使得晶閘管VT6和和VT1同時(shí)導(dǎo)通。同時(shí)導(dǎo)通。時(shí)間推遲至?xí)r間推遲至ub與與ua的交點(diǎn)時(shí)，的交點(diǎn)時(shí)，ub =ua，up=0。之后之后ub ub，電流才從，電流才從VT6換

40、至換至VT2，此時(shí)此時(shí)VT1、VT2同時(shí)導(dǎo)電。同時(shí)導(dǎo)電。每一組中的每一個(gè)晶閘管仍按每一組中的每一個(gè)晶閘管仍按三相三相半波的導(dǎo)電規(guī)律半波的導(dǎo)電規(guī)律而各輪流導(dǎo)電。而各輪流導(dǎo)電。平衡電抗器中點(diǎn)作為整流電壓輸出平衡電抗器中點(diǎn)作為整流電壓輸出的負(fù)端，其輸出的整流電壓瞬時(shí)值為的負(fù)端，其輸出的整流電壓瞬時(shí)值為兩組三相半波整流電壓瞬時(shí)值的平均兩組三相半波整流電壓瞬時(shí)值的平均值。值。w wtupud1,ud2OO60360w wt1 w wtb)a)uaubucucuaubub104將將ud1和和ud2的波形用傅氏級(jí)數(shù)展開，可得當(dāng)?shù)牟ㄐ斡酶凳霞?jí)數(shù)展開，可得當(dāng)a a=0 時(shí)的時(shí)的ud1、ud2，即，即9cos40

41、16cos3523cos411 26321 tttUudwwwp9cos4016cos3523cos411 263)60(9cos401)60(6cos352)60( 3cos411 263222 tttUtttUudwwwpwwwp由式（由式（3-97）和（）和（3-98）可得）可得 9cos2013cos212632 ttUupwwp6cos3521 2632 tUudwp 負(fù)載電壓負(fù)載電壓ud中的中的諧波分量諧波分量比比直流分量直流分量要小得多，而且要小得多，而且最低次諧波最低次諧波為為六次六次諧諧波。波。 直流平均電壓為直流平均電壓為 22017. 1)2(63UUUdp(3-99)(

42、3-100)(3-101)(3-102)諧波分析諧波分析1053.6.1 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路。90a。60a。30audududwtOwtOwtOuaubucucuaububucucuaububucucuauba a=30 、a a=60 和和a a=90 時(shí)輸出時(shí)輸出電壓的波形分析電壓的波形分析 當(dāng)需要分析各種控制角時(shí)的當(dāng)需要分析各種控制角時(shí)的輸出波形時(shí)，可根據(jù)式（輸出波形時(shí)，可根據(jù)式（3-98）先求出兩組三相半波電路的先求出兩組三相半波電路的ud1和和ud2波形，然后做出波形波形，然后做出波形(ud1+ud2)/2。 輸出電壓波形與三相半波電輸出電壓波形與三相半波電路比較，

43、路比較，脈動(dòng)程度減小了脈動(dòng)程度減小了，脈動(dòng)脈動(dòng)頻率加大一倍頻率加大一倍，f=300Hz。 在電感負(fù)載情況下，移相范在電感負(fù)載情況下，移相范圍是圍是90 。 在電阻負(fù)載情況下，移相范在電阻負(fù)載情況下，移相范圍為圍為120 。 整流電壓平均值為整流電壓平均值為Ud=1.17圖圖3-41 當(dāng)當(dāng)a a =30 、60 、90 時(shí)，雙時(shí)，雙反星形電路的輸出電壓波形反星形電路的輸出電壓波形U2cosa a1063.6.1 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路將雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較可得將雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較可得出以下結(jié)論出以下結(jié)論 三相橋?yàn)閮山M三相半波三相橋?yàn)閮山M三相半波串聯(lián)串聯(lián)，

44、而雙反星形為，而雙反星形為兩組三相半波兩組三相半波并聯(lián)并聯(lián)，且后者需用，且后者需用平衡電抗器平衡電抗器。 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。 兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系一樣，配關(guān)系一樣，ud和和id的波形形狀一樣。的波形形狀一樣。1073.6.2 多重化整流電路可采用多重化整流電路減輕可采用多重化整流電路減輕整流裝置所產(chǎn)生的諧波、無功整流裝置所產(chǎn)生的諧波、無功功率等對(duì)電網(wǎng)的功率等對(duì)電網(wǎng)的干擾干擾，將幾個(gè)，將幾個(gè)整流電路多重聯(lián)結(jié)可以減少交整流電路多重聯(lián)結(jié)可以減少

45、交流側(cè)輸入流側(cè)輸入電流諧波電流諧波，而對(duì)晶閘，而對(duì)晶閘管多重整流電路采用順序控制管多重整流電路采用順序控制的方法可提高的方法可提高功率因數(shù)功率因數(shù)。 圖圖3-42 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的的12脈波整流電路脈波整流電路1083.6.2 多重化整流電路圖圖3-42 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的的12脈波整流電路脈波整流電路移相多重聯(lián)結(jié)移相多重聯(lián)結(jié) 有有并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)和和串聯(lián)串聯(lián)多重聯(lián)結(jié)多重聯(lián)結(jié)。 可減少可減少輸入電流諧波輸入電流諧波，減小減小輸出電壓輸出電壓中的中的諧波諧波并提并提高高紋波頻率紋波頻率，因而可減小平，因而可減小平波電抗器。波電抗器。 使用使用平衡電抗器平衡電抗器來平衡來

46、平衡2組整流器的電流。組整流器的電流。 圖圖3-42的電路是的電路是2個(gè)三個(gè)三相橋并聯(lián)而成的相橋并聯(lián)而成的12脈波整脈波整流電路流電路。1093.6.2 多重化整流電路圖圖3-43 移相移相30 串聯(lián)串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路重聯(lián)結(jié)電路移相移相30 構(gòu)成的串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路重聯(lián)結(jié)電路 整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成相位相差相位相差30 、大小相等、大小相等的兩組電壓，接到相互的兩組電壓，接到相互串聯(lián)串聯(lián)的的2組整流橋。組整流橋。 因繞組接法不同，變壓器一次繞組和兩組二次繞組的匝比如圖因繞組接法不同，變壓器一次繞組和兩組二次繞組的匝比如

47、圖所示，為所示，為1:1: 。 該電路為該電路為12脈波脈波整流電路。整流電路。 3星形星形接法接法三角形三角形接法接法110其他特性如下：其他特性如下： 直流輸出電壓直流輸出電壓 3.6.2 多重化整流電路acoscos1對(duì)圖對(duì)圖3-44波形波形iA進(jìn)行傅里葉分析，可得其基波幅值進(jìn)行傅里葉分析，可得其基波幅值Im1和和n次諧波幅值次諧波幅值Imn分別如下：分別如下：)32(341ddmIIIpp單橋時(shí)為, 3 , 2 , 1, 112341kknInIdmnp即輸入電流即輸入電流諧波次數(shù)諧波次數(shù)為為12k1，其幅值與次數(shù)成反比而降低。，其幅值與次數(shù)成反比而降低。apcos662UUd功率因數(shù)

48、功率因數(shù)(3-103)(3-104)acos9886. 0cos1位移因數(shù)位移因數(shù)（單橋時(shí)相同）（單橋時(shí)相同）1113.6.2 多重化整流電路利用變壓器二次繞阻接法的不同，互相錯(cuò)開利用變壓器二次繞阻接法的不同，互相錯(cuò)開20 ，可將三組橋構(gòu)成，可將三組橋構(gòu)成串聯(lián)串聯(lián)3重聯(lián)重聯(lián)結(jié)電路結(jié)電路 整流變壓器采用星形三角形組合無法移相整流變壓器采用星形三角形組合無法移相20 ，需采用，需采用曲折接法曲折接法。 整流電壓整流電壓ud在每個(gè)電源周期內(nèi)脈動(dòng)在每個(gè)電源周期內(nèi)脈動(dòng)18次，故此電路為次，故此電路為18脈波整流電路脈波整流電路。 交流側(cè)輸入電流諧波更少，為交流側(cè)輸入電流諧波更少，為18k1次次（k=1,

49、 2, 3），），ud的脈動(dòng)也更小。的脈動(dòng)也更小。 輸入位移因數(shù)和功率因數(shù)分別為：輸入位移因數(shù)和功率因數(shù)分別為：cos 1=cosa a =0.9949cosa a將整流變壓器的二次繞組移相將整流變壓器的二次繞組移相15 ，可構(gòu)成，可構(gòu)成串聯(lián)串聯(lián)4重聯(lián)結(jié)電路重聯(lián)結(jié)電路 為為24脈波整流電路脈波整流電路。 其交流側(cè)輸入電流諧波次為其交流側(cè)輸入電流諧波次為24k1，k=1，2，3。 輸入位移因數(shù)功率因數(shù)分別為：輸入位移因數(shù)功率因數(shù)分別為：cos 1=cosa a =0.9971cosa a采用多重聯(lián)結(jié)的方法并不能提高采用多重聯(lián)結(jié)的方法并不能提高位移因數(shù)位移因數(shù)，但可使，但可使輸入電流諧波輸入電流諧

50、波大幅減小，大幅減小，從而也可以在一定程度上提高從而也可以在一定程度上提高功率因數(shù)功率因數(shù)。1123.6.2 多重化整流電路db)c)iId2 IduOap +aa)圖圖3-45 單相串聯(lián)單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路重聯(lián)結(jié)電路及順序控制時(shí)的波形及順序控制時(shí)的波形 多重聯(lián)結(jié)電路的順序控制多重聯(lián)結(jié)電路的順序控制 只對(duì)一個(gè)橋的只對(duì)一個(gè)橋的a a角進(jìn)行控制角進(jìn)行控制，其余各橋，其余各橋的工作狀態(tài)則根據(jù)需要輸出的整流電壓而定，的工作狀態(tài)則根據(jù)需要輸出的整流電壓而定，或者不工作而使該橋輸出直流電壓為零，或或者不工作而使該橋輸出直流電壓為零，或者者a a =0而使該橋輸出電壓最大。而使該橋輸出電壓最大。 根據(jù)所需總

51、直流輸出電壓根據(jù)所需總直流輸出電壓從低到高從低到高的變的變化，按順序依次對(duì)各橋進(jìn)行控制，因而被稱化，按順序依次對(duì)各橋進(jìn)行控制，因而被稱為為順序控制順序控制。 以用于電氣機(jī)車的以用于電氣機(jī)車的3重晶閘管整流橋順重晶閘管整流橋順序控制為例序控制為例 當(dāng)需要輸出的直流電壓低于三分之一當(dāng)需要輸出的直流電壓低于三分之一最高電壓時(shí)，只對(duì)最高電壓時(shí)，只對(duì)第第I組橋的組橋的a a角角進(jìn)行控制，進(jìn)行控制，同時(shí)同時(shí)VT23、VT24、VT33、VT34保持導(dǎo)通，這保持導(dǎo)通，這樣第樣第II、III組橋的直流輸出電壓就為零。組橋的直流輸出電壓就為零。 1133.6.2 多重化整流電路當(dāng)需要輸出的直流電壓達(dá)到三分之一最

52、高電壓時(shí)，當(dāng)需要輸出的直流電壓達(dá)到三分之一最高電壓時(shí)，第第I組橋的組橋的a a角角為為0 。 需要輸出電壓為三分之一到三分之二最高電壓時(shí)，需要輸出電壓為三分之一到三分之二最高電壓時(shí)，第第I組橋的組橋的a a角角固定為固定為0 ， VT33和和VT34維持導(dǎo)通，僅對(duì)維持導(dǎo)通，僅對(duì)第第II組橋的組橋的a a角角進(jìn)行控制。進(jìn)行控制。 需要輸出電壓為三分之二最高電壓以上時(shí)，需要輸出電壓為三分之二最高電壓以上時(shí)，第第I、II組橋的組橋的a a角固角固定為定為0 ，僅對(duì)，僅對(duì)第第III組橋的組橋的a a角角進(jìn)行控制。進(jìn)行控制。db)c)iId2 IduOap +a圖圖3-45 單相串聯(lián)單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路

53、及順序控制時(shí)的波形重聯(lián)結(jié)電路及順序控制時(shí)的波形 a）1143.6.2 多重化整流電路圖圖3-45 a)單相串聯(lián)單相串聯(lián)3重聯(lián)結(jié)電路重聯(lián)結(jié)電路 使直流輸出電壓波形不含負(fù)的部分，可采使直流輸出電壓波形不含負(fù)的部分，可采取如下控制方法取如下控制方法 以第以第I組橋?yàn)槔?，?dāng)電壓相位為組橋?yàn)槔?，?dāng)電壓相位為a a時(shí)，觸時(shí)，觸發(fā)發(fā)VT11、VT14使其導(dǎo)通并流過直流電流。使其導(dǎo)通并流過直流電流。 在電壓相位為在電壓相位為p p時(shí)，觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)VT13，則，則VT11關(guān)關(guān)斷，通過斷，通過VT13、VT14續(xù)流，橋的輸出電壓為續(xù)流，橋的輸出電壓為零而不出現(xiàn)負(fù)的部分。零而不出現(xiàn)負(fù)的部分。 電壓相位為電壓相位為p

54、 p+a a時(shí)，觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)VT12，則，則VT14關(guān)斷，由關(guān)斷，由VT12、VT13導(dǎo)通而輸出直流電壓。導(dǎo)通而輸出直流電壓。 電壓相位為電壓相位為2p p時(shí)，觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)VT11，則，則VT13關(guān)關(guān)斷，由斷，由VT11和和VT12續(xù)流，橋的輸出電壓為零。續(xù)流，橋的輸出電壓為零。順序控制的電流波形中，正（或負(fù)）半周順序控制的電流波形中，正（或負(fù)）半周期內(nèi)前后四分之一周期波形不對(duì)稱，因此含期內(nèi)前后四分之一周期波形不對(duì)稱，因此含有一定的有一定的偶次諧波偶次諧波，但其基波分量比電壓的，但其基波分量比電壓的滯后少，因而滯后少，因而位移因數(shù)位移因數(shù)高，從而提高了總的高，從而提高了總的功率因數(shù)功率因數(shù)。

55、1153.7 整流電路的有源逆變工作狀態(tài)3.7.1逆變的概念逆變的概念 3.7.2 三相橋整流電路有源逆變工作狀態(tài)三相橋整流電路有源逆變工作狀態(tài)3.7.3 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 1163.7.1 逆變的概念對(duì)于對(duì)于可控整流電路可控整流電路，滿足一定條件就可工作于，滿足一定條件就可工作于有源逆變有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工作在整其電路形式未變，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)，稱為流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路變流電路。什么是逆變？目的？什么是逆變？目的？逆變（逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過

56、程。：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過程。逆變電路：把直流電逆變成交流電的電路。逆變電路：把直流電逆變成交流電的電路。 當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，為當(dāng)交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)，為有源逆變有源逆變電路。電路。 變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，稱為電供給負(fù)載，稱為無源逆變無源逆變。 1173.7.1 逆變的概念圖圖3-46 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)之間電能的流轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)之間電能的流轉(zhuǎn)a）兩電動(dòng)勢(shì)同極性）兩電動(dòng)勢(shì)同極性EGEM b）兩電動(dòng)勢(shì)同極性）兩電動(dòng)勢(shì)同極性EME

57、G c）兩電動(dòng)勢(shì)反極性，形成短路）兩電動(dòng)勢(shì)反極性，形成短路直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn) M作作電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，EGEM，電流，電流Id從從G流向流向M，電能由，電能由G流向流向M，轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)闉镸軸上輸出的機(jī)械能軸上輸出的機(jī)械能。 回饋制動(dòng)回饋制動(dòng)狀態(tài)中，狀態(tài)中，M作發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)，作發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)，EMEG，電流反向，從，電流反向，從M流向流向G， M軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒o軸上輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊此徒oG。 兩電動(dòng)勢(shì)兩電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián)順向串聯(lián)，向電阻，向電阻R供電，供電，G和和M均輸出功率，由于均輸出功率，由于R一般都很一般都很小，實(shí)際上形成短路，在工作中必須

58、嚴(yán)防這類事故發(fā)生。小，實(shí)際上形成短路，在工作中必須嚴(yán)防這類事故發(fā)生。 兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)同極性相接同極性相接時(shí)，電流總是從電動(dòng)勢(shì)高的流向電動(dòng)勢(shì)低的，由時(shí)，電流總是從電動(dòng)勢(shì)高的流向電動(dòng)勢(shì)低的，由于回路電阻很小，即使很小的電動(dòng)勢(shì)差值也能產(chǎn)生大的電流，使兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)于回路電阻很小，即使很小的電動(dòng)勢(shì)差值也能產(chǎn)生大的電流，使兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)之間交換很大的功率，這對(duì)分析有源逆變電路是十分有用的。之間交換很大的功率，這對(duì)分析有源逆變電路是十分有用的。 1183.7.1 逆變的概念EM逆變產(chǎn)生的條件逆變產(chǎn)生的條件 單相全波電路供電單相全波電路供電 1. M作作電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；運(yùn)行；2. 電路工作在電路工作在整流狀

59、態(tài)整流狀態(tài)， a a的范圍？；的范圍？；3.直流側(cè)輸出直流側(cè)輸出Ud為正值，為正值， 并且并且UdEM；3.交流電網(wǎng)輸出電功率，交流電網(wǎng)輸出電功率， 電動(dòng)機(jī)則輸入電功率。電動(dòng)機(jī)則輸入電功率。 uuua)b)u10udu20u10aOOw wtIdidUdEM10ud2010OOIdidUd|Ud|。uuua)b)u10udu20u10aOOw wtIdidUdEM10ud2010OOIdidUdp p/2，使，使Ud為負(fù)值。為負(fù)值。兩者必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。兩者必須同時(shí)具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。半控橋或有續(xù)流二極管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不能出不能出

60、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(shì)，故不能實(shí)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(shì)，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用現(xiàn)有源逆變，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路全控電路。1213.7.2 三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)uabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcuaubucuaubucuaubucuaubu2udwtOwtOb =p4b =p3b =p6b =p4b =p3b =p6wt1wt3wt2圖圖3-48 三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)的電壓波形三相橋式整流電路工作于有源逆變狀