02-3第2章整流电路-电容滤波的不可控整流电路.ppt

电力公害及改善措施 网侧电流谐波的抑制技术 增加整流电路的整流相数，使电网侧电流更加接近正弦波。 尽量设法使整流装置运行在 比较小的状态下，可以减小谐波。 利用多重化技术进行波形叠加，以消除某些低次谐波。 利用有源滤波技术，这是目前提高电能质量的一种较新颖技术。 本章小结 ■可控整流电路，重点掌握：各类整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的影响。 ■电容滤波的不可控整流电路的工作情况，重点了解其工作特点。 ■与整流电路相关的一些问题，包括： ◆变压器漏抗对整流电路的影响，重点建立换相压降、重叠角等概念，并掌握相关的计算，熟悉漏抗对整流电路工作情况的影响。 ◆整流电路的谐波和功率因数分析，重点掌握谐波的概念、各种整流电路产生谐波情况的定性分析，功率因数分析的特点、各种整流电路的功率因数分析。 * 电力电子技术 * 本章小结 ■可控整流电路的有源逆变工作状态，重点掌握产生有源逆变的条件、可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算、逆变失败及最小逆变角的限制等。 * 电力电子技术 * * 电力电子技术 * 本部分结束！ * 2.6 整流电路的谐波和功率因数·引言 ■随着电力电子技术的发展，其应用日益广泛，由此带来的谐波(harmonics)和无功(reactive power)问题日益严重，引起了关注。 ■无功的危害 ◆电流增大，视在功率增加，导致设备容量增加。 ◆总电流增加，使设备和线路的损耗增加。 ◆线路压降增大，冲击性负载使电压剧烈波动。 * 电力电子技术 * 2.6 整流电路的谐波和功率因数·引言 ■谐波的危害 ◆产生附加谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率。 ◆影响用电设备的正常工作，造成电机机械振动、噪声、过热，各种设备过热、绝缘老化、寿命缩短以至损坏。 ◆引起电网局部的谐振，使谐波放大，加剧危害。 ◆导致继电保护和自动装置的误动作，电气测量仪表计量不准。 ◆对通信系统造成干扰。 * 电力电子技术 * ■谐波 ◆正弦波电压可表示为 ◆非正弦电压u(?t)分解为如下形式的傅里叶级数 2.6.1 整流电路谐波分析 式中 n=1, 2, 3… * 电力电子技术 * 或 式中，cn、?n和an、bn的关系为 ◆基波（fundamental）：频率与工频相同的分量。 谐波（harmonics）：频率为基波频率的整数倍的分量。 谐波次数：谐波频率和基波频率的整数比。 * 电力电子技术 * 2.6.1 整流电路谐波分析 ◆n 次谐波电流含有率以 HRIn（Harmonic Ratio for In）表示： ◆电流谐波总畸变率THD（Total Harmonic Distortion）定义为（Ih为总谐波电流有效值） ： * 电力电子技术 * n次谐波电流有效值 基波电流有效值 2.6.1 整流电路谐波分析 ◆思考 In 与 Ih 的关系？ * 电力电子技术 * or ？ ？ 2.6.1 整流电路谐波分析 ◆思考 In 与 Ih 的关系？考虑有效值的定义！ * 电力电子技术 * or ？ ？ √ × 2.6.1 整流电路谐波分析 2.6.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波分析 ■单相桥式全控整流电路 ◆电流波形如图所示，将电流波形分解为傅里叶级数，可得： i2的波形 * 电力电子技术 * 2.6.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波分析 ■单相桥式全控整流电路 其中基波和各次谐波有效值为 n=1,3,5,… 可见，电流中仅含奇次谐波， 各次谐波有效值与谐波次数成反比， 与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 * 电力电子技术 * 2.6.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波分析 ia的波形 ■三相桥式全控整流电路 ◆以?=30?为例，电流有效值为 ◆电流波形分解为傅立叶级数 * 电力电子技术 * 2.6.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波分析 可得电流基波和各次谐波有效值分别为 结论：电流中仅含6k?1（k为正整数）次谐波，各次谐波有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 * 电力电子技术 * 2.6.3 整流输出电压和电流的谐波分析 ■整流电路的输出电压是周期性的非正弦函数，其中主要成分为直流，同时包含各种频率的谐波，这些谐波对于负载的工作是不利的。 ■?=0? 时，m 脉波整流电路的整流电压和整流电流的谐波分析。 ◆整流电压表达式为： * 电力电子技术 * 直流侧 2.6.3 整流输出电压和电流的谐波分析 对该整流输出电压进行傅里叶级数分解，得出： 式中，k=1