No-5電力電子技術(shù)-ch2可控整流電路-單相橋式2

1、1 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù) Power Electronics任課教師：謝少軍課程組網(wǎng)站：http:/ 電力電子技術(shù) Power Electronics第二章第二章 可控整流電路可控整流電路3單相全橋整流電路 單相全橋整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況 反電勢(shì)負(fù)載工作情況4第一節(jié) 單相橋式可控整流電路2cos19 . 02UUd2cos19 . 02RURUIddddVTII212sin2122RUIIII21VT復(fù)習(xí)5 *帶帶RL負(fù)載后負(fù)載后ud出現(xiàn)負(fù)面積部分出現(xiàn)負(fù)面積部分 * id變化滯后于變化滯后于ud *導(dǎo)通角導(dǎo)通角大于阻性負(fù)載大于阻性負(fù)載 * 電流與電流與L 、R、有關(guān)有

2、關(guān) 斷續(xù)、連續(xù)斷續(xù)、連續(xù))cos(cos2)(sin2122UttdUUd第一節(jié) 單相橋式可控整流電路復(fù)習(xí)6cos9 . 02dUU 變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180的矩形波，其相位由a角決定，有效值I2=Id。 ddT21IIddT707. 021III22U第一節(jié) 單相橋式可控整流電路 LR 大電感負(fù)載晶閘管移相范圍 90 晶閘管承受的最大正反向電壓 晶閘管導(dǎo)通角 與與a無(wú)關(guān)，均為無(wú)關(guān)，均為180復(fù)習(xí)7單相全橋整流電路 單相全橋整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況 反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載8分析（分析（1）：當(dāng)）：當(dāng)U2E ）T2和和T3會(huì)承受正向電會(huì)承受正向電壓而換流導(dǎo)通壓而換流導(dǎo)通

3、T2和和T3加觸發(fā)加觸發(fā)13第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反電勢(shì)負(fù)載 工作特點(diǎn)工作特點(diǎn) 角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大載時(shí)大當(dāng)當(dāng)時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)觸發(fā)脈沖有足夠的寬度脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)，保證當(dāng)wt= 時(shí)時(shí)刻有晶閘管開(kāi)始承受正電壓時(shí)，觸刻有晶閘管開(kāi)始承受正電壓時(shí)，觸發(fā)脈沖仍然存在發(fā)脈沖仍然存在14第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反電勢(shì)負(fù)載 定量分析定量分析 1 直流電壓直流電壓15第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反

4、電勢(shì)負(fù)載 定量分析定量分析 2 直流電流直流電流輸出電流平均值Id16第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反電勢(shì)負(fù)載 實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用 負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將很軟電源電流有效值大，功率因數(shù)低？在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間-平波電抗器17第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反電勢(shì)負(fù)載 實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用 負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將很軟電源電流有效值大，功率因數(shù)低在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間-平波電抗器ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感負(fù)載電流

5、連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式亦一樣Oud0Eidtt=？18第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反電勢(shì)負(fù)載角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大負(fù)載時(shí)大當(dāng)當(dāng)時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通Id小結(jié)19第一節(jié) 單相橋式可控整流電路(三)反電勢(shì)負(fù)載實(shí)際應(yīng)用中加入電抗器減小電實(shí)際應(yīng)用中加入電抗器減小電流脈動(dòng)流脈動(dòng) 加入平波電抗器后ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式亦一樣Oud0Eidtt=小結(jié)20單相橋式可控整流電路 單相橋式全控整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工

6、作情況反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載 單相橋式半控整流電路21單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路單相全控橋中，每個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管為了對(duì)每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，只需1個(gè)晶閘管就可以了，另1個(gè)晶閘管可以用二極管代替如此即成為單相橋式半單相橋式半控整流電路控整流電路，簡(jiǎn)化整個(gè)電路第一節(jié) 單相橋式可控整流電路22單相橋式可控整流電路 單相全橋整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載 單相橋式半控整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況23阻性負(fù)載半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時(shí)的工作情況相同2cos19 . 0)( dsin2122UttUUd2cos19 . 02RURUIdd第一節(jié) 單

7、相橋式可控整流電路有沒(méi)有區(qū)別？?jī)H有的區(qū)別在VT正向阻斷時(shí)承受的電壓24單相橋式可控整流電路 單相全橋整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載 單相橋式半控整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況25半控整流感性負(fù)載工作模態(tài)1第一節(jié) 單相橋式可控整流電路26半控整流感性負(fù)載工作模態(tài)2第一節(jié) 單相橋式可控整流電路D3導(dǎo)通后，也就意味著導(dǎo)通后，也就意味著D4承受反壓關(guān)斷承受反壓關(guān)斷27半控整流感性負(fù)載工作模態(tài)3第一節(jié) 單相橋式可控整流電路28半控整流感性負(fù)載工作模態(tài)4第一節(jié) 單相橋式可控整流電路29第一節(jié) 單相橋式可控整流電路半控電路感性負(fù)載時(shí)與電阻負(fù)載的輸出電壓波形相同2cos

8、19 . 0)(dsin2122UttUUd30第一節(jié) 單相橋式可控整流電路 在u2正半周，觸發(fā)角a處給晶閘管T1加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)T1和D4向負(fù)載供電 u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，T1繼續(xù)導(dǎo)通。電流從D4換流至D3，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由T1和D3續(xù)流 在u2負(fù)半周觸發(fā)角a 時(shí)刻觸發(fā)T3，T1換流到T3，u2經(jīng)T3和D3向負(fù)載供電u2過(guò)零變正時(shí)，D4導(dǎo)通，D3關(guān)斷。T3和D4續(xù)流，ud又為零阻感負(fù)載原理小結(jié)31第一節(jié) 單相橋式可控整流電路阻感負(fù)載時(shí)的失控現(xiàn)象 假設(shè)電感足夠大，電流不斷續(xù) VT1、VT2均不再加觸發(fā)，準(zhǔn)備關(guān)閉系統(tǒng) 假設(shè)此時(shí)為電源正半周，VT1,VD4流過(guò)電

9、流 負(fù)半周VT1,VD3續(xù)流，一直持續(xù)到下一個(gè)正半周 由于電流的持續(xù)性，T1會(huì)一直導(dǎo)通！如何避免？如何避免？失控現(xiàn)象失控現(xiàn)象32第一節(jié) 單相橋式可控整流電路有續(xù)流D時(shí)的工作模態(tài)133第一節(jié) 單相橋式可控整流電路有續(xù)流D時(shí)的工作模態(tài)2為什么電流流過(guò)為什么電流流過(guò)D而不是而不是T1、D3?34第一節(jié) 單相橋式可控整流電路有續(xù)流D時(shí)的工作模態(tài)335 有續(xù)流二極管有續(xù)流二極管VD時(shí)，續(xù)流過(guò)程由時(shí)，續(xù)流過(guò)程由VD完成，晶閘管完成，晶閘管關(guān)斷，避免了某一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控關(guān)斷，避免了某一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的現(xiàn)象的現(xiàn)象 續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個(gè)管壓降，有利于降低續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一

10、個(gè)管壓降，有利于降低損耗損耗續(xù)流二極管的作用續(xù)流二極管的作用第一節(jié) 單相橋式可控整流電路36基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系第一節(jié) 單相橋式可控整流電路IdId37基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系第一節(jié) 單相橋式可控整流電路381.可假設(shè)第一個(gè)觸發(fā)脈沖前均關(guān)斷2.確定觸發(fā)脈沖時(shí)相應(yīng)的SCR A-K兩端電壓是否正偏，若是則導(dǎo)通3.電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)注意負(fù)載性質(zhì)（阻性則電流同時(shí)過(guò)零SCR關(guān)斷；大電感性則電流量連續(xù)可繼續(xù)導(dǎo)通到另一組SCR觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)換相）4.負(fù)載端帶續(xù)流二極管情況：輸出電壓不可能小于零。SCR導(dǎo)通至電壓過(guò)零即換流單相可控整流電路的分析方法第一節(jié) 單相橋式可控整流電路39作業(yè) 作業(yè)：2-6、2-840 例例

11、1（題（題2-3）：如圖所示具有變壓器中心抽頭）：如圖所示具有變壓器中心抽頭的單相雙半波可控整流電路，請(qǐng)畫(huà)出的單相雙半波可控整流電路，請(qǐng)畫(huà)出=45時(shí)時(shí)電阻性負(fù)載及大電感負(fù)載下，輸出電壓電阻性負(fù)載及大電感負(fù)載下，輸出電壓ud和和SCR承受的電壓承受的電壓uT波形波形4142如圖所示為帶續(xù)流二極管的單相雙半波可控整流電路，如圖所示為帶續(xù)流二極管的單相雙半波可控整流電路，大電感性負(fù)載，已知：大電感性負(fù)載，已知：U2=220V,R=20,=60. （1）畫(huà)出）畫(huà)出ud, id, Id,iT1,uT1波形波形; （2）試計(jì)算晶閘管電流電壓定額，考慮安全裕量為）試計(jì)算晶閘管電流電壓定額，考慮安全裕量為2，選擇型號(hào)選擇型號(hào); （3）計(jì)算續(xù)流二極管電流平均值和有效值）計(jì)算續(xù)流二極管電流平均值和有效值; （4）電感電壓平均值）電感電壓平均值=？ 例例2（題（題2-4）43單相橋式半控整流電路接電阻性負(fù)載，要求輸出單相橋式半控整流電路接電阻性負(fù)載，要求輸出整流電壓整流電壓0100V連續(xù)可調(diào)，連續(xù)可調(diào)，30V以上時(shí)要求負(fù)以上時(shí)要求負(fù)載電流達(dá)到載電流達(dá)到20A. （1）采用）采用220V交流電網(wǎng)直接供電；交流電網(wǎng)直接供電；（2）采用變壓器降壓供電，最小控制角為）采用變壓器降壓供電，最小控制角為30；試分析比較這兩種供電方式