《电力电子演示文稿2－2》.ppt

2.3 变压器漏感对整流电路的影响 以前的讨论认为晶闸管的换相过程是瞬时完成的，即该关断的管子瞬时关断，该导通的管子瞬时导通。实际上由于电感对电流的变化有阻碍作用，换相过程是不能瞬时完成的。这就会对输出电压有影响。 下面讨论换相过程中各量的关系。 三相半波电路 VT1关断→ VT2导通的换相过程为例： VT1关断， ia由Id→0 ； VT2导通，ib的变化从0→Id 设用iK表示电流的变化分量方向如图，定义其变化为：由0→Id， 则：ib ＝iK = 0→Id ； ia = Id→0 = Id -（ 0→Id ） = Id－iK 由上式可见， iK为ia、ib 的变化分量。 在换相过程中，LB上感应电势为下式：极性如图。 对iK 回路，在换相期间电压平衡方程式为： 则换相期间 ud 应满足上述公式，在波形上表现如图。ud波形出现缺口。 缺口的存在使Ud减小。 设缺口面积为ΔUd，换相过程所需时间为换相重叠角γ； ΔUd 的计算： M――波头数 XB――变压器每相折算到负边的漏抗 则实际负载直流电压为： Ud ’＝ Ud－ΔUd ΔUd正比于I d，mXB/2π相当于引起压降ΔUd的阻抗值。对不同电路，对应的Δud计算见P61表2-2。 由此可知，由于存在换相重叠角γ，计算Ud和Id时，都应考虑γ的影响，这时应将Ud和I d的两方程联立求解，才可解出正确的Ud、I d。 计算重叠角γ ： 先将波形的纵轴向右移动，两式相减（ m为波头数）： 上式积分： 上式为γ的计算公式，各种电路对应的γ计算方法见上表。 对三相半波电路 m＝3 由上式分析可得出γ随其它参数变化的规律： 1）I d越大则γ越大； 2）XB越大则γ越大； 3）α越小则γ越大（当α＜＝90°时） 例题（习题15） 三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V， R=1 Ω ， L值极大，LB=1mH， E=50V时，求 当α=30 °时Ud Id 和γ的值。 解：Ud ’ ＝ Ud －ΔUd 联立方程： 并求解，得到Ud Id 值 2．5 整流电路的谐波和功率因数 随着电力电子技术装置在众多领域中的应用日益广泛，它带来的无功功率和谐波问题也日益严重，引起广泛关注。 无功功率对公用电网带来的不利影响有： 1）导致视在功率增加，使设备容量增大。 2）使总电流增大，从而使线路损耗增加；线路压降增大，电压剧烈波动。 谐波对公用电网产生的危害有： 1）使元件产生附加的谐波损耗，大量的谐波流过中线会使线路过热甚至发生火灾。 2）影响各种电气设备的正常工作，使电机发生震动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短以至损坏。 3）导致继电保护装置误动作，使电气仪表计量不准确。 4）对通讯系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。 由于它们所造成的严重危害，世界各国都发布了限制电网谐波的国家标准。把电网谐波电压控制在允许的范围内。使电网中的设备能正常工作。我国由技术监督局于1993年发布了国家标准《电能质量公用电网谐波》。 2.5.1 谐波和无功功率分析基础 1、谐波 在交流供电系统中，电压和电流总是呈正弦波，正弦电压表达式为： u(t)= U sin(wt+φu) 当正弦电压加在线性无源元件电阻、电容、电感上时，其电流和电压成正比关系，仍为同频率的正弦波。当正弦电压加在非线性线路上时，电流就变成非正弦波。（可控整流就是） （复习） 对于周期为T=2π的非正弦电压 u(wt) 当满足狄里赫利条件时，可分解为傅里叶级数： 或 在上式中，频率与工频（50赫）相同的分量称为基波，频率为基波整数倍的分量称为谐波。 2、? 功率因数（复习） 正弦电路中，电路的有功功率是： 式中：U、I为电压和电流的有效值，ф为电流滞后于电压的相位差。视在功率为： S = U I 无功功率定义为：