電力電子技術(shù)基礎(chǔ)-第5章 整流

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整流電路——概述電力電子與電力傳動點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座整流電路（Rectifier）：出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟?。整流電路的分類：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種。按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路。按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路。按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，可分為單拍電路和雙拍電路。注意與可控、不可控器件的區(qū)別！不可控器件組成可控器件組成不可控器件+可控器件組成點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本相位控制角（觸發(fā)角）控制交流電可調(diào)直流電可控整流電路：相控整流電路PWM整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本器件通、斷狀態(tài)輸出直流電壓、電路中各元器件的電壓和電流波形學(xué)習(xí)要點(diǎn)：交流電源電壓波形負(fù)載性質(zhì)掌握各種整流電路中波形分析方法得到整流輸出電壓與移相控制角之間的關(guān)系點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本學(xué)習(xí)整流電路的現(xiàn)實(shí)意義：中國的能源利用效率仍然不高節(jié)能減排已成為一種國際趨勢整流電路耗電比例高點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

5.1整流電路概述

5.2單相可控整流電路

5.2.1單相半波可控整流電路

5.2.2單相橋式可控整流電路

5.2.3單相全波可控整流電路

5.3三相可控整流電路

5.3.1三相半波可控整流電路

5.3.2三相橋式可控整流電路

5.3.3變壓器漏感對整流電路影響

5.3.4大功率可控整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

5.4整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

5.4.1諧波的概念

5.4.2三相橋式整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

5.4.3逆變失敗和最小逆變角的限制

5.5整流電路相位控制的實(shí)現(xiàn)

5.6整流器的典型應(yīng)用本章小結(jié)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

單相半波可控整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本學(xué)習(xí)要點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)、工作原理、工作特性、電壓、電流波形和定量計(jì)算。學(xué)習(xí)內(nèi)容：帶電阻負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況負(fù)載有續(xù)流二極管的工作情況點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本電力電子電路分析的一種基本思路通過器件的理想化，將電路簡化為分段線性電路。

器件的每種狀態(tài)對應(yīng)于一種線性電路拓?fù)洹Ｆ骷睦硐牖?/p>

忽略器件開通和關(guān)斷的過程；器件導(dǎo)通時其管壓降等于零；關(guān)斷時其漏電流等于零。圖1單相半波可控整流電路的分段線性等效電路a)VT處于關(guān)斷狀態(tài)，相當(dāng)于VT開路b)VT處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于VT短路單相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載的工作情況變壓器T的作用：變換電壓和電氣隔離電阻負(fù)載的特點(diǎn)：

電壓與電流成正比

兩者波形相同wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00圖2帶電阻負(fù)載的單相半波可控整流電路及其波形第5章

整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本晶閘管的導(dǎo)通特性：當(dāng)晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。當(dāng)晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本晶閘管關(guān)斷時電路中電流=0；負(fù)載兩端電壓Ud=0；UVT=U2。wwttuduVTaqa)b)00工作原理：工作原理：晶閘管開通忽略管壓降，則負(fù)載兩端電壓Ud=U2；

時Ud=Id=0wwttuduVTaqa)b)00第5章

整流電路相關(guān)概念：觸發(fā)角：從晶閘管開始承受正向陽極電壓時起，到施加觸發(fā)脈沖時止的電角度，用

表示。導(dǎo)通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度，用

表示

。易知一個周期內(nèi)只輸出半波，因此成為“半波”整流單相半波可控整流電路第5章

整流電路定量計(jì)算：該電路直流輸出電壓平均值為

=0時，Ud最大，為0.45U2隨著

增大，Ud減小，該電路中VT的

移相范圍為180

。

=π時，Ud=0令Ud從最大值到零之間變化，對應(yīng)的

的范圍，稱為移相范圍通過控制觸發(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。wtudaq0第5章

整流電路帶阻感負(fù)載的工作情況阻感負(fù)載的特點(diǎn)：

電感對電流變化有抗拒

作用，使得流過電感的

電流不發(fā)生突變。wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++

圖1帶阻感負(fù)載的單相半波電路及其波形第5章

整流電路工作原理晶閘管關(guān)斷電路中電流id=0；負(fù)載兩端電壓Ud=0；UVT=U2。wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++

圖1帶阻感負(fù)載的單相半波電路及其波形第5章

整流電路脈沖觸發(fā)時由于電感L的存在,id從0開始增加；U2由正變負(fù)的過零點(diǎn)處id處于減小過程卻未至0ɑ+θ時Id降至0VT關(guān)斷立即承受反壓wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++

圖1帶阻感負(fù)載的單相半波電路及其波形第5章

整流電路工作原理由于電感L的存在延遲了VT的關(guān)斷時刻，使ud的波形出現(xiàn)負(fù)的部分，與帶電阻負(fù)載相比其平均值Ud下降。wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++

圖1帶阻感負(fù)載的單相半波電路及其波形工作原理第5章

整流電路負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管的工作情況圖2單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路第5章

整流電路u2正半周時與沒有續(xù)流二極管時的情況一樣圖2單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDR圖3單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的波形第5章

整流電路工作原理u2過零變負(fù)時出現(xiàn)續(xù)流期間ud為0，與電阻負(fù)載時基本相同若L足夠大，在VT關(guān)斷期間，VDR持續(xù)導(dǎo)通，使id連續(xù)，波形近似一條水平線u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDR圖3單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的波形工作原理第5章

整流電路流過晶閘管的電流平均值IdT和有效值IT分別為定量計(jì)算：(1)(2)(3)續(xù)流二極管的電流平均值IdDR和有效值IDR分別為(4)其移相范圍為180

，其承受的最大正反向電壓均為u2的峰值即。第5章

整流電路u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDR圖3單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的波形

第5章

整流電路流過晶閘管的電流平均值IdT和有效值IT分別為定量計(jì)算：(1)(2)(3)續(xù)流二極管的電流平均值IdDR和有效值IDR分別為(4)其移相范圍為180

，晶閘管承受的最大正反向電壓均為u2的峰值即。第5章

整流電路單相半波可控整流電路的特點(diǎn)：VT的a移相范圍為180

。簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵心直流磁化。為使變壓器鐵心不飽和，需增大鐵心截面積，增大了設(shè)備的容量。簡單易學(xué)的特點(diǎn)成為分析整流電路的基礎(chǔ)。第5章

整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載1電路狀態(tài)VT1、VT2、VT3、VT4均不導(dǎo)通u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4VT1、VT4導(dǎo)通波形狀態(tài)晶閘管狀態(tài)VT1、VT4關(guān)斷VT2、VT3導(dǎo)通

晶閘管承受的最大正向電壓和反向電壓分別為和。

1帶電阻負(fù)載（基本數(shù)量關(guān)系）整流電壓平均值為：α角的移相范圍為180

。向負(fù)載輸出的直流電流平均值為：流過晶閘管電流平均值只有輸出電流平均值一半：(1)(2)(3)1帶電阻負(fù)載（基本數(shù)量關(guān)系）流過晶閘管的電流有效值為：變壓器二次側(cè)電流有效值I2與輸出直流電流有效值Id相等，為：由上兩個式子可見：不考慮變壓器的損耗時，變壓器的容量為：(4)(5)(6)帶阻感負(fù)載2電路狀態(tài)波形狀態(tài)晶閘管狀態(tài)a)在

處給VT1和VT4加觸發(fā)脈沖使其開通

L作用，u2過零的一段時間內(nèi)，VT1和VT4仍不關(guān)斷

+

π+α處，VT2和VT3導(dǎo)通（VT1和VT4關(guān)斷）流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上（換相）換相（換流）2帶阻感負(fù)載（基本數(shù)量關(guān)系）整流電壓平均值為：α角的移相范圍為90

。晶閘管承受的最大正反向電壓均為：流過晶閘管電流的平均值和有效值分別為：變壓器二次側(cè)電流有效值為：3帶反電動勢負(fù)載

反電動勢負(fù)載：當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動機(jī)的電樞（忽略其中的電感）等時，負(fù)載可以看成一個直流電壓源，對于整流電路，它們就是反電動勢負(fù)載。b)idOEudwtIdOwtaqd電路圖波形狀態(tài)晶閘管狀態(tài)|u2|>E

時,晶閘管承受正電壓導(dǎo)通停止導(dǎo)電角δ

3帶反電動勢負(fù)載b)idOEudwtIdOwtaqd電流斷續(xù)電流連續(xù)

觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)

t=

時刻有晶閘管開始承受正電壓時，觸發(fā)脈沖仍然存在。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為

。3帶反電動勢負(fù)載

負(fù)載為直流電動機(jī)時，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)，則電動機(jī)的機(jī)械特性將很軟。為克服這個問題，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個平波電抗器。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出：串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況這時整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與阻感負(fù)載電流連續(xù)時的波形相同，ud

的計(jì)算公式也一樣。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

單相全波可控整流電路二次繞組中電流直流分量為零,變壓器不存在直流磁化問題。1帶電阻負(fù)載時在u2正半周，VT1工作，變壓器二次繞組上半部分流過電流。在u2負(fù)半周，VT2工作，變壓器二次繞組下半部分流過反方向的電流。

u2正半周u2負(fù)半周（a）（b）2單相全波與單相全控橋的區(qū)別（a）單相全波（b）單相全控橋

1、單相全波可控整流電路中變壓器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，繞組及鐵心對銅鐵等材料的消耗比單相全控橋多。

2、單相全波中只用2個晶閘管，比單相全控少2個，相應(yīng)的，晶閘管的門極驅(qū)動電路也少2個；單相全波中晶閘管承受最大電壓是單相全控橋的2倍。單相全波中導(dǎo)電回路只含1個晶閘管，比單相橋少1個，因而也少一次管壓降。

有利于在低輸出電壓的場合應(yīng)用

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三相半波可控整流電路電路特點(diǎn)一實(shí)現(xiàn)功能適用范圍當(dāng)整流負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、易濾波時，應(yīng)采用三相整流電路，其交流側(cè)由三相電源供電。三相可控整流電路中，最基本的是三相半波整流電路。輸入為三相交流電，通過整流輸出直流電。主要缺點(diǎn)其變壓器二次電流中含有直流分量，因此其應(yīng)用較少。二電阻負(fù)載為了得到零線變壓器二次側(cè)必須接成星型，而一次側(cè)接成三角形，避免三次諧波流進(jìn)電網(wǎng)三個晶閘管分別接入a、b、c、三相電源他們的陰極連接在一起，稱為共陰極接法圖1三相半波可控整流電路接電阻負(fù)載二電阻負(fù)載將晶閘管換作二極管，三個二極管對應(yīng)的相電壓中哪一個的值最大，則該相所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管承受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓。自然換相點(diǎn)在相電壓的交點(diǎn)

t1、

t2、

t3處，均出現(xiàn)了二極管換相，稱這些交點(diǎn)為自然換相點(diǎn)。將其作為

的起點(diǎn)，即

=0。

圖3三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時的電路及二極管替代晶閘管時的波形

圖2三相半波不可控整流電路電阻負(fù)載二觸發(fā)角α=0圖5三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時的電路及

=0

時的波形

三個晶閘管輪流導(dǎo)通120

，ud波形為三個相電壓在正半周期的包絡(luò)線；變壓器二次繞組電流有直流分量；晶閘管電壓由一段管壓降和兩段線電壓組成。圖4三相半波可控整流電路電阻負(fù)載二觸發(fā)角α=30

圖6三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時的電路及

=30

時的波形

負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)，各相仍導(dǎo)電120

隨著

增大，晶閘管承受的電壓中正的部分逐漸增多電阻負(fù)載二觸發(fā)角α=60

圖7三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時的電路及

=60

時的波形

當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過零變負(fù)時，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，此時輸出電壓電流為零。負(fù)載電流斷續(xù)，各晶閘管導(dǎo)通角小于120

。電阻負(fù)載二基本數(shù)量關(guān)系電阻負(fù)載時

角的移相范圍為150

。

整流電壓平均值

≤30

時，負(fù)載電流連續(xù)，有

當(dāng)

=0時，Ud最大，為Ud=Ud0=1.17U2。

>30

時，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有移相范圍為0-30°移相范圍為30-150°三阻感負(fù)載觸發(fā)角α≤30時，整流電路的波形與電阻負(fù)載相同，因?yàn)樵趦煞N負(fù)載下，負(fù)載電流均連續(xù)L值很大，負(fù)載電流連續(xù)，流過晶閘管的電流接近矩形波udiaabcibiciduacOwtOwtOOwtOOwtawtwt

＞30

時，當(dāng)u2過零時，由于電感的存在，阻止電流下降，因而VT1繼續(xù)導(dǎo)通，直到下一相晶閘管VT2的觸發(fā)脈沖到來，才發(fā)生換流，由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，同時向VT1施加反壓使其關(guān)斷圖8三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載時的電路及

=60

時的波形阻感負(fù)載三基本的數(shù)量關(guān)系晶閘管的額定電流為變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為

晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值，即整流電壓的平均值

觸發(fā)角α的移相范圍為90

二Ud/U2隨

變化的規(guī)律

圖9三相半波可控整流電路Ud/U2與

的關(guān)系電感負(fù)載電阻負(fù)載電阻電感負(fù)載點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

三相橋式全控整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

目前在各種整流電路中，應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式全控型整流電路。圖1三相橋式全控整流電路原理圖任意時刻共陽極組和共陰極組都各有且僅有一個晶閘管導(dǎo)通點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本wwwwu2ud1ud2u2LuduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥuaucubwt1OtOtOtOta=0°iVT1uVT1360°60°點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

目前在各種整流電路中，應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式全控型整流電路。圖1三相橋式全控整流電路原理圖電力電子技術(shù)哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電力電子技術(shù)課程講座任意時刻共陽極組和共陰極組都各有且僅有一個晶閘管導(dǎo)通點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本wwwwu2ud1ud2u2LuduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥuaucubwt1OtOtOtOta=0°iVT1uVT1表1

=0°時晶閘管工作情況VT1圖2三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

=0°時的波形時段IIIIIIIVVVI共陰極組導(dǎo)通VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組導(dǎo)通VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ubua-ucub-ucub-uauc-uauc-ubVT2VT3VT4VT5VT6點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本圖1三相橋式全控整流電路原理圖表1

=0°時晶閘管工作情況圖2三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

=0°時Ud的波形ua-ubVT6VT1I輸出ud共陽導(dǎo)通共陰導(dǎo)通時段udua-ucVT2VT1IIub-uaVT4VT3IVub-ucVT2VT3IIIuc-uaVT4VT5Vuc-ubVT6VT5VIud=ua-ub點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本wwwwu2ud1ud2u2LuduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥuaucubwt1OtOtOtOta=0°iVT1uVT1圖2三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

=0°時的波形時段IIIIIIIVVVI共陰極組導(dǎo)通VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組導(dǎo)通VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ubua-ucub-ucub-uauc-uauc-ub表1三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載

=0°時晶閘管工作情況udiVT1uVT1VT1導(dǎo)通（120°）VT1關(guān)斷（240°）（id）點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本三相橋式全控型整流電路的特點(diǎn)：1、兩個管子同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1個管子，且不能為同一相器件。2、對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60°。3、ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為六脈波整流電路。4、需保證同時導(dǎo)通的2個晶閘管均有脈沖可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)、一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）。5、晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。時段IIIIIIIVVVI共陰極組導(dǎo)通VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組導(dǎo)通VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ubua-ucub-ucub-uauc-uauc-ub表1三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載

=0°時晶閘管工作情況60°180°120°120°共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120°（共陽極組VT4、VT6、VT2亦是如此）同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4脈沖相差180°（VT3與VT6，VT5與VT2，亦是如此）。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本wwwwud1ud2a=30°iaOtOtOtOtuduabuacuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1圖3三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

=30°時的波形VT1通的120°VT4通的120°uduVT1ia點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本wwwa=60°ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaⅠⅡⅢⅣⅤⅥubucOtwt1OtOtuVT1圖4三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

=60°時的波形uduVT1（id）點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本圖5三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

=90°時的波形udiVT1ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOwtOwtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1idia帶電阻負(fù)載時

角的移相范圍是

0°—120°

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本ud1u2ud2u2LudidwtOwtOwtOwtOuaa=0°ubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥiVT1圖6三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載

=0°時的波形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本ud1a=30°ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥwtOwtOwtOwtOidiawt1uaubuc圖7三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載

=30°時的波形點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本a=90°ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabⅠⅡⅢⅣⅤⅥuduacuabuacwtOwtOwtOubucuawt1uVT1圖8三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載

=90°時的波形帶阻感負(fù)載時

角的移相范圍是

0°—90°

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載a≤60

時）的平均值為：定量分析：帶電阻負(fù)載且a>60

時，整流電壓平均值為：輸出電流平均值為：Id=Ud/R點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本定量分析：

當(dāng)整流變壓器采用角星形接法，帶阻感負(fù)載時，變壓器二次側(cè)電流有效值為：三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負(fù)載時的Id為：上式中R和E分別表示負(fù)載中的電阻值和反電動勢的值。

點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

變壓器漏感對整流電路的影響5.3.3變壓器漏感對整流電路的影響

（1）有何影響？（2）影響的定性定量分析第5章

整流電路ia逐漸減小，ib逐漸增大。5.3.3

變壓器漏感對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，該漏感可用一個集中的電感LB表示?，F(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。VT1換相至VT2的過程：因a、b兩相均有漏感，故ia、ib均不能突變。于是VT1和VT2同時導(dǎo)通，因此此時a、b兩相同時向負(fù)載供電。圖1

考慮變壓器漏感時的三相半波可控整流電路及波形udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubucaa、b兩相同時向負(fù)載供電，在兩相組成的回路中產(chǎn)生環(huán)流ik。當(dāng)ik增大到等于Id時，ia=0，VT1關(guān)斷,換流過程結(jié)束。第5章

整流電路5.3.3

變壓器漏感對整流電路的影響換相壓降——與不考慮變壓器漏感時相比，ud平均值降低的多少。第5章

整流電路5.3.3

變壓器漏感對整流電路的影響換相重疊角——換相過程持續(xù)的時間，用電角度g表示。換相重疊角g的計(jì)算

當(dāng)

時，

，于是（9）第5章

整流電路5.3.3

變壓器漏感對整流電路的影響g隨其它參數(shù)變化的規(guī)律：（1）

Id越大則g越大；（2）

XB越大g越大；（3）

當(dāng)a≤90

時，

越小g越大。（10）第5章

整流電路5.3.3

變壓器漏感對整流電路的影響

變壓器漏抗對各種整流電路的影響②電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路①

各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算注：①單相全控橋電路中ik是從-Id變?yōu)镮d。通用公式最后要×2；

②三相全控橋電源電壓為線電壓，故其m=6，將通用公式中的

換成

。

第5章

整流電路5.3.3

變壓器漏感對整流電路的影響變壓器漏感對整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g

，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通。有時人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。第5章

整流電路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本整流電路的有源逆變工作狀態(tài)點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

逆變的概念三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變失敗與最小逆變角的限制點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

一、逆變的概念1)什么是逆變？為什么要逆變？逆變（Invertion）——把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過程。逆變電路——把直流電逆變成交流電的電路。無源逆變電路——變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載有源逆變電路——交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)

應(yīng)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串級調(diào)速以及高壓直流輸電等。對于可控整流電路，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。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

2)直流發(fā)電機(jī)—電動機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)圖1直流發(fā)電機(jī)—電動機(jī)之間電能的流轉(zhuǎn)a）兩電動勢同極性EG

>EM

b）兩電動勢同極性EM>EG

c）兩電動勢反極性，形成短路點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

3)逆變產(chǎn)生的條件單相全波電路代替上述發(fā)電機(jī)圖2

單相全波電路的整流和逆變電動機(jī)向交流電網(wǎng)供電a)b)u10udu20u10aOOwtwtIdidUd>EMu10udu20u10OOwtwtIdidUd<EMaiVT1iVT2iVT2id=iVT+iVT12id=iVT+iVT12iVT1iVT2iVT1交流電網(wǎng)向電機(jī)負(fù)載提供功率點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

從上述分析中，可以歸納出產(chǎn)生逆變的兩點(diǎn)必要條件：有直流電動勢，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓。晶閘管的控制角

>π/2，使Ud為負(fù)值。半控橋或有續(xù)流二極管的電路，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)極性的電動勢，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。因此，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路進(jìn)行控制。點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本

二、三相橋整流電路有源逆變工作狀態(tài)