PE5-整流器.ppt

第 5 章交流－直流变换器（整流器） 5 交流－直流变换器（整流器） 5.0 概述 5.1 整流器的类型和性能指标 5.2 不控整流电路 5.3 单相桥式晶闸管相控整流电路 5.4 三相半波相控整流电路 5.5 三相桥式相控整流电路 5.6 交流电路电感对整流特性的影响 5 交流－直流变换器（整流器） *5.7 相控整流电压的谐波分析 *5.8 带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路 5.9 相控有源逆变电路工作原理 5.10 相控整流及有源逆变晶闸管触发控制 5.11 含有源功率因数校正环节（PFC）的单相 高频整流 *5.12 三相高频PWM整流 本章小结 5.0 概述 利用半导体电力开关器件的通、断控制，将交流电能变为直流电能称为整流。 实现整流的电力半导体开关电路连同其辅助元器件和系统称为整流器。 5.0 概述 整流器的类型很多，归纳分类如下： 1.按交流电源电流的波形可分为： （1） 半波整流。（2）全波整流。 2.按交流电源的相数的不同可分为： （1） 单相整流。（2）三相整流。 3.按整流电路中所使用的开关器件及控制能力的不同可分为： (1） 不控整流。（2）半控整流。（3）全控整流。 4.按控制原理的不同可分为： （1） 相控整流。（2）高频PWM整流。 5.0 概述 对交流－直流变换最基本的性能要求： 直流输出电压可以调控（交流输入电压变化时或负载变化时输出的直流电压可保持为任意指令值） 输出电压中交流分量（即谐波电压）被控制在允许值范围以内； 交流侧电流中的谐波电流也要求在允许值以内。 此外交流侧的功率因数、整流器的效率、重量、体积、成本、电磁干扰EMI和电磁兼容性EMC以及对控制指令的响应特性都是评价整流器的重要指标。 5.1 整流器的类型和性能指标 整流器最基本的性能指标有： 1. 电压谐波系数或纹波系数RF（Ripple Factor） 2. 电压脉动系数S n 3. 输入电流总畸变率THD (Total Harmonic Distortion) 4. 输入功率因数PF（Power Factor） 上述基本性能指标能比较科学地评价各种整流电路的性能优劣 。 电压谐波系数或纹波系数RF（Ripple Factor） 纹波电压的定义：整流输出电压中除直流平均值电压VD外全部交流谐波分量有效值VH 电压脉动系数Sn 定义：整流输出电压中最低次谐波幅值Vnm与直流平均值VD之比 。 输入电流总畸变率THD(Total Harmonic Distortion) 交流输入电流中除基波电流Is1外通常还含有各次谐波电流Isn（n＝2，3，4，…） 。 THD的定义：除基波电流外的所有谐波电流总有效值与基波电流有效值之比值 输入功率因数PF（Power Factor） ： 定义：交流电源输入有功功率PAC与其视在功率S之比，即 5.4 三相半波相控整流电路 5.4.0 概述 5.4.1 三相半波相控整流电路（共阴接法） 5.4.2 共阳极接的三相半波可控整流电路 5.4.0 概述 三相AC／DC变换器比单相变换器性能更优越，在中、大功率领域中应用广泛。优点： 输出电压高 脉动小、脉动频率高 交流电网侧功率因数高 动态响应快 5.4.1 三相半波相控整流电路（共阴接法） 5.4.1 三相半波相控整流电路（共阴接法续） 波形特点 5.4.2共阳极接的三相半波可控整流电路 5.5 三相桥式相控整流电路 5.5.0 概述 5.5.1 三相桥式全控整流电路 5.5.2 三相桥式半控整流电路 5.5.0概述 常用的三种三相桥式整流电路： 不控整流（a） 全控整流（b）：不控整流电路中的二极管换成SCR 半控整流（c）：不控整流电路中共阴接法的二极管换成SCR 5.5.0概述(续) 电源条件三相交流对称电源： 相电压有效值为Vs 相电压幅值为： 线电压有效值： 线电压幅值为： 电源频率为fs，周期为Ts， 三相交流相电压依序相差120°;六个线电压依序相差60° 5.5.1 三相桥式全控整流电路 1.基本工作原理 2.电阻负载时三相桥式全控整流特性 3.感性负载时三相桥式全控整流特性 4.反电势、电阻、电感负载时三相桥式全控整流特性 1.基本工作原理 1.基本工作原理：晶闸管的触发脉冲安排 晶闸管触发次序:按1－2－3－4－5－6－1的顺序循环， 各脉冲依次互差60° T1T3T5 的触发脉冲间相位相差120° （T2T4T6亦如此） 晶闸管