第七章：脉冲整流.ppt

第 7 章 脉冲整流电路 本章内容 7.1 概述 7.2 电压型脉冲整流器 7.3 电流型脉冲整流器 7.4 电流型脉冲整流器与电压型脉冲整流 器的性能特点比较 7.5 脉冲整流器的应用 7 . 1 概述 一、脉冲整流器的发展背景 相控整流器的不足☆ 功率因数低 谐波含量大 提高相控整流器功率因数的措施☆ 多段桥（多重化）； 全控桥工作于半控状态； 斩控整流（强迫换相）。 二、脉冲整流器的特点 脉冲整流器是一种以脉宽控制（PWM）方式工作的整流器，又称为四象限变流器 与相控整流器相比具有下列优点☆： 功率因数高，交流侧cosψ=±1； 谐波含量低，交流侧电流接近于正弦； 体积小、重量轻、动态响应快。 三、脉冲整流器的基本思想 根据PWM逆变器的工作原理，当采用PWM控制时，直—交变流器的交流侧可以产生频率、幅值、相位都可调的波形，如us1； 四、分类：按直流侧的电压和电流情况分类 7 . 2 电压型脉冲整流器 电压型脉冲整流器 电压型脉冲整流器 控制方法 被控量 Ud：要求Ud基本保持恒定 iN1：要求iN1与uN保持同相或反相 控制方法 间接电流控制 直接电流控制 电压型脉冲整流器 （2）相量图☆（功率因数=±1时） (a) 整流 (b) 逆变 (c) 整流、考虑线路电阻 电压型脉冲整流器 （3）基本电量关系： 设uN(t)=UNmsinωNt，且忽略线路电阻 整流工况： IN1m=UNmtanφ/ ωNLN——得φ US1m=UNm/cosφ ——得US1m uS1(t)=US1msin(ωNt-φ) ——得uS1(t) 电压型脉冲整流器 （4）uS、uN 和 iN 波形☆ 整流（牵引） 电压型脉冲整流器 逆变工况： IN1m=UNmtanφ/ ωNLN US1m=UNm/cos φ uS1(t)=US1msin(ωNt+φ) 电压型脉冲整流器 uS、uN 和 iN 波形☆ 逆变（再生） 电压型脉冲整流器 uS、uN 和 iN 波形☆ 理想空载 电压型脉冲整流器 电压型脉冲整流器 三、整流器工作模式及能流（能量传递）关系 电压型脉冲整流器 整流器工作模式及能流关系 （网压 uN (t) 为正半波时） 电压型脉冲整流器 整流器工作模式及能流关系 （网压 uN (t) 为正半波时） 电压型脉冲整流器 四、三相电压型脉冲整流器 主电路结构 工作原理与单相脉冲整流器相同 7 . 3 电流型脉冲整流器 （2）相量图（功率因数=±1时） (a) 整流（牵引） (b) 逆变（再生） （3）基本电量关系： 设uN(t)=UNmsinωNt，且忽略LN 整流工况： iN1(t)=IN1msinωNt iP1(t)=IP1msin(ωNt-φ) IN1m=UNm ωNCN /tan φ IP1m=IN1m/cos φ 逆变工况： iN1(t)=IN1msin(ωNt+π) iP1(t)=IP1msin(ωNt+π-φ) IN1m=UNm ωNCN /tan φ IP1m=IN1m/cos φ 定义调制比（调制深度）：α=IP1m/Id 电压型脉冲整流器 4、整流器工作模式及能流（能量传递）关系 5、三相电流型脉冲整流器（GTO） 5、三相电流型脉冲整流器（续）（IGBT模块） 7 . 4　电流型脉冲整流器与电压型脉冲整流器的性能特点比较☆ 相同之处： 两者的交流侧特性基本相同（电网电压与电网电流同相位）; 都能实现四象限运行； 与晶闸管相控整流电路相比都能提高功率因数，都能减小谐波，减少对电网的污染 。 不同之处： 不同之处： 7 . 5　脉冲整流器的应用 在电力机车上的应用 E120型交流传动电力机车 晶闸管T1 ~ T4是主管，TF1~TF4为辅管，它们与电容电感LC一起构成主管的强迫换流电路。 在电力机车上的应用 用作有源电子负载 用于直流电源试验，可以将待试设备的输出能量反馈到电网，节约能源。 可再生能源和储能系统与电网间的互联 可再生能源（风能、太阳能、潮汐发电、水力发电等）不能直接并入电网 。 太阳能发电