电力电子技术基础5—可控整流讲述.ppt

END! Fundamentals of Power Electronics Technology 电力电子技术基础 第三部分 电力电子变换电路 6 2.2 单相桥式全控整流电路 ——单相全桥全控整流电路的特点 电力电子技术基础 克服了单相半波可控整流电路的缺点：电流脉动小，消除了变压器的直流分量，提高了变压器的利用率。 在小容量设备里边得到应用。 ——电阻性负载 工作原理及波形分析 VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周，uaub，若四只管均未触发导通，则输出id =0， ud =0， VT1和VT4承受正向电压，各为u2的一半。 在a角处， VT1和VT4触发导通，当u2过零时电流降为0， VT1和VT4关断。 VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周a角处得到触发脉冲即导通，当u2过零时电流降为0， VT2和VT3关断。 最大正反向电压： 双脉波整流：每周输出电压 脉动2次。 不存在变压器直流磁化问题， 变压器副边电流正负对称，平 均值为0 ——电阻性负载 ——数量关系 电力电子技术基础 a 角的移相范围为180?。 ★输出电压平均值 ★负载电流平均值 ★负载电流有效值、变压器二次侧电流有效值 ————数量关系 电力电子技术基础 ★晶闸管电流有效值 ★晶闸管电流平均值为负载电流平均值的一半 ★功率因数 ?? u 2 O w t O w t O w t u d i d i 2 b) O w t O w t u VT 1,4 O w t O w t I d I d I d I d I d i VT 2,3 i VT 1,4 图2-5 单相全控桥带 阻感负载时的电路及波形 假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。 假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线。 u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断 至ωt=π+a 时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通 VT2和VT3导通后，VT1和VT4承受反压关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称换相，亦称换流。 ——阻感负载 ?数量关系 晶闸管移相范围为90?。 晶闸管导通角θ与a无关，均为180?。电流的平均值和有效值： 变压器二次侧电流i2的波形为正负各180?的矩形波，其相位由a角决定，有效值 晶闸管承受的最大正反向电压均为 。 2 O w t O w t O w t u d i d i 2 b) O w t O w t u VT 1,4 O w t O w t I d I d I d I d I d i VT 2,3 i VT 1,4 ——阻感负载 2.3 单相桥式半控整流电路 电力电子技术基础 单相全控桥中，每个导电 回路中有2个晶闸管，为了 对每个导电回路进行控制， 只需1个晶闸管就可以了， 另1个晶闸管可以用二极管 代替，从而简化整个电路。 如此即成为单相桥式半控 整流电路（先不考虑VDR）。 ——阻感负载 电力电子技术基础 假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态，且 在u2正半周，触发角a处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电 u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通。但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD3续流, ud为零 在u2负半周触发角a 时刻触发VT2，VT2导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT2和VD3向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT2和VD4续流，ud又为零 ——阻感负载 换流规律： VT1和VT2在触发时换流； VD3 和VD4则在u2过零时自然换流。 若无续流二极管，则当a触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，比如在正半周VT1导通期间，VD3和VD4轮换导通，VT1的关断是以VT2的触发导通为条件的。若此时切断触发电路，所有触发消失，则VT2不再触发导通，会形成VT1总是通，VD3和VD4轮换导通的失控现象，这使ud成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。 ——续流二极管的作用 无续流二极管时产生的失控现象 ——阻感负载(带续流二极管) 电力电子技术基础 假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态 有续流二极管VDR时，当电压过零时，负载电流经VDR续流,使晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗 ——数量关系 电力电子技术基础 ★晶闸管、二极管的电流平均值 ★晶闸管、二极管的电流有效值 ★续流二极管的电流平均值、有效值 ★变压器