电力电子第五版 第5讲_6_7.ppt

引言——整流电路的分类方法 ■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。 ■整流电路的分类 ◆按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 ◆按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 ◆按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 ◆按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。 3.1 单相可控整流电路 3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.3 单相全波可控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路 3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.1 单相半波可控整流电路 ◆改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流。加之电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路称为单相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路。 ◆基本数量关系 ??：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度称为触发延迟角，也称触发角或控制角。 ??：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。 ?直流输出电压平均值 ?随着?增大，Ud减小，该电路中VT的?移相范围为180?。 ◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。 3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.1 单相半波可控整流电路 ◆电力电子电路的一种基本分析方法 ?把器件理想化，将电路简化为分段线性电路。 ?器件的每种状态组合对应一种线性电路拓扑，器件通断状态变化时，电路拓扑发生改变。 ?以前述单相半波电路为例 √当VT处于断态时，相当于电路在VT处断开，id=0。当VT处于通时，相当于VT短路。两种情况的等效电路如图3-3所示。 3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.1 单相半波可控整流电路 √若?为定值，?角大，?越小。若?为定值，?越大，?越大 ，且平均值Ud越接近零。为解决上述矛盾，在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管，用VDR表示。 ◆有续流二极管的电路 ?电路分析 √u2正半周时，与没有续流二极管 时的情况是一样的。 √当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零，此时为负的u2通过VDR向VT施加反压使其关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流。 √若L足够大，id连续，且id波形接 近一条水平线 。 3.1.1 单相半波可控整流电路 ?基本数量关系 √流过晶闸管的电流平均值IdT和有效值IT分别为： √续流二极管的电流平均值IdDR和有效值IDR分别为 √其移相范围为180?，其承受的最大正反向电压均为u2的峰值即 。 续流二极管承受的电压为-ud，其最大反向电压为 ，亦为u2的峰值。 ■单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 ◆基本数量关系 ?晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 。 ?整流电压平均值为： α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180?时，Ud=0。可见，α角的移相范围为180?。 ?向负载输出的直流电流平均值为： 3.1.2 单相桥式全控整流电路 ?流过晶闸管的电流平均值 ： ?流过晶闸管的电流有效值为： ?变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等，为 由式（3-12）和（3-13）可见： ?不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S=U2I2。 3.1.2 单相桥式全控整流电路电阻负载时例题