电力电子课件（丘东元版）3 整流电路1.pptVIP

2010 第3章 整流电路(I) 丘东元 引 言 整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电 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 按控制方式分为相位控制电路和斩波控制电路 3.1 单相可控整流电路 共同点 — 交流侧接单相电源 电路形式 — 单相半波可控整流电路，单相桥式全控整流电路， 单相全波可控整流电路， 单相桥式半控整流电路 重点讲述 工作原理（波形分析）--理想器件 定量计算 — 有效值、平均值 不同负载的影响 — 电阻负载、阻感负载、反电动势负载 电力电子电路的一种基本分析方法 通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路，分段进行分析计算： 当VT处于断态时，相当于电路在VT处断开，ud = 0。 当VT处于通态时，相当于VT短路，ud = u2 。 VT处于关断状态 VT处于导通状态 3.1.1 单相半波可控整流电路Single Phase Half Wave Controlled Rectifier 带电阻负载的工作情况 变压器T起变换电压和隔离的作用； u1/U1：一次电压瞬时值/有效值； u2/U2：二次电压瞬时值/有效值； ud/Ud：输出电压瞬时值/平均值； 电阻负载的特点： 电压与电流成正比，两者波形相同 单相半波可控整流电路（电阻负载） 单相半波可控整流电路（电阻负载） 单相半波可控整流电路（电阻负载） 单相半波可控整流电路（电阻负载） 单相半波可控整流电路（电阻负载） 触发延迟角：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，用a表示，也称触发角或控制角 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示  基本数量关系 直流输出电压平均值为  a = 0，Ud = Ud0 = 0.45U2 a = 180?，Ud = 0 晶闸管的a移相范围为180? 调节a角即可控制Ud的大小 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。 单相半波可控整流电路（阻感负载） 阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不能发生突变。 单相半波可控整流电路（阻感负载） 单相半波可控整流电路（阻感负载） 单相半波可控整流电路（阻感负载） 单相半波可控整流电路（阻感负载） 单相半波可控整流电路（阻感负载） VT处于通态时： 初始条件：ωt=a ，id = 0，得： 式中 当ωt =θ+a 时，id = 0，整理得： 思考：负载阻抗角j、触发角a、导通角θ的关系 单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管） 为避免Ud太小，在整流电路的负载两端并联一个二极管--续流二极管 单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管） 单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管） 单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管） 单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管） 数量关系 若L足够大，使id连续，id近似为一条水平线，恒为Id，则有 单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管） 晶闸管承受的最大正反向电压是 续流二极管承受的最大反向电压也是 单相半波可控整流电路的特点 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； 实际上很少应用此种电路； 分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点，建立起整流电路的基本概念。 3.1.2 单相桥式全控整流电路Single Phase Bridge Controlled Rectifier 1. 带电阻负载的工作情况 工作原理及波形分析 VT1和VT4组成一对桥臂； VT2和VT3组成另一对桥臂。 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 数量关系 输出电压平均值 a角的移相范围为180? 晶闸管承受的最大正向电压是 ，最大反向电压是 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 输出电流平均值 晶闸管电流平均值 晶闸管电流有效值 单相桥式全控整流电路（电阻负载） 不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S = U2 I2 单相桥式全控整流电路（阻感负载） 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。 单相桥式全控整流电路（阻感负载） 单相桥式全控整流电路（阻感负载） 输出电压  晶闸管移相范围为90? 晶闸管承受的最大正反