第三章相控整流.ppt

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第三章 相控整流电路 本章内容 3.1 概述 3.2 单相桥式全控整流电路 3.3 单相桥式半控整流电路 3.4 三相半波可控整流电路 3.5 三相桥式全控整流电路 3.6 三相桥式半控整流电路 3.7 整流器交流侧电抗对整流电路的影响 要求及重点 理解和掌握单相桥式、三相半波、三相桥式等整流电路的电路结构、工作原理、波形分析、电气性能、分析方法和参数计算。 重点:波形分析和基本电量计算的方法。 难点:不同负载对工况的影响和整流器交流侧电抗对整流电路的影响 3. 1 概 述 3.1.1 整流电路的分类 不可控整流电路: 完全由不可控器件组成 整流输出平均电压大小和极性不可变 全控整流电路: 完全由可控器件组成 整流输出平均电压大小和极性都可变 半控整流电路: 由不可控器件和可控器件组成 整流输出平均电压大小可调、极性不能改变 可控整流电路的分类 按电路结构分类 桥式电路(又称全波电路或双拍电路) 零式电路(又称半波电路或单拍电路) 按输出电压脉波数分类 单脉波电路 双脉波电路 三脉波电路 多脉波电路 可控整流电路的分类(续) 按控制方式分类 相控式电路 斩控式电路 按组成器件分类 全控型电路 半控型电路 按工作范围分类 单象限电路 多象限电路 按电网相数分类 单相电路 三相电路 多相电路 3.1.2 可控整流电路的一般结构 主电路: -交流电源:工频电网或整流变压器 -滤波器:为保证电流连续 -负载:阻性负载、阻感负载、反电势负载等 控制电路:模拟控制、数字控制、单片机、DSP 整流电路在应用中应满足的基本技术要求 输出电压的可调范围大,脉动小; 交流电源功率因数高,谐波电流小 ; 器件导电时间尽可能长,承受正反向电压低; 变压器利用率高,尽量防止直流磁化 。 研究整流电路的理想条件 理想电力电子器件:正向导通时阻抗为零,断态时阻抗为无穷大; 理想电源:整流电路的交流输入电压为对称、无畸变的正弦波。 3. 2 单相桥式全控整流电路 3.2.1 单相半波可控 整流电路 工作原理 波形分析 基本分析方法 不同电路形式(断路、短路) 基本电路分析方法(KVL、KCL、i=U/R) 整流电路的基本概念 控制角 ? 从晶闸管开始承受正向电压到被触发导通这一角度。 导通角 ? 晶闸管在一个周期内导通的电角度。 移相 改变控制角?的大小,即改变触发脉冲出现的相位。 移相控制 整流电路的基本概念(续) 移相范围 控制角?的允许调节范围。 同步 触发脉冲信号和晶闸管电压(即电源电压)在频率和相位上的协调配合关系。 自然换相点 当电路中的可控元件全部由不可控元件代替时,各元件的导电转换点。 3.2.2 单相桥式全控整流电路(电阻负载) 工作原理(正半周) - u2 0:T1、T4承受正电压 -ωt=?:发脉冲,T1T4导通 -ωt=π:id = 0,T1T4关断 单相全控桥电路(R负载)电量计算 输出平均电压 Ud 移相范围 0 o ~ 180o 输出平均电流 Id SCR平均电流 IdT = Id / 2 负载电压有效值 U 变压器副边绕组电流有效值 I2 流过晶闸管的电流有效值 功率因数 ? 3.2.3 单相桥式全控整流电路(电感负载) 工作原理(正半周) -ωt=?:发脉冲,T1T4导通 -ωt=π:iT1=iT4=Id,T1T4仍然 导通,T2T3承受正电压 -ωt =π+?:T2T3导通,T1T4 关断 单相全控桥电路(L负载)电量计算 输出平均电压 Ud 移相范围 0 o ~ 90o 输出平均电流 Id 单相全控桥电路(L负载)电量计算(续) SCR平均电流 IdT = Id / 2 流过晶闸管的电流有效值 IT 变压器副边绕组电流有效值 I 2 功率因数 ? 电流断续时特性分析 负载电流断续时整流电压、电流波形 电流断续时?、?、?的关系: ? 越大, ? 越小 ? 越大, ? 越大 ( tg ? = ?L / R ) 单相全控桥(R、L、E负载) 工作原理 - ud E 时,uL 0,但 id 0, T1T4维持导通 -ωt =π+?:T2T3导通, T1T4关断 电量计算(电感型负载相同) 3.3 单相桥式半控整流电路(L) 工作原理 波形分析 单相桥式半控整流(L)电量计算 Ud 、I

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