电力电子技术（第5版）第3章 整流电路.ppt

*/131 3.5.4 整流输出电压和电流的谐波分析 ■ ?不为0?时的情况 ◆整流电压分解为傅里叶级数为： ◆以n为参变量，n次谐波幅值对?的关系如图3-36所示： ?当?从0?~ 90?变化时，ud的谐波幅 值随?增大而增大，?=90?时谐波 幅值最大。 ? ?从90?~ 180?之间电路工作于有源 逆变工作状态，ud的谐波幅值随? 增大而减小。 图3-36 三相全控桥电流连续时，以n为参变量的 与?的关系 (3-96) */131 3.6 大功率可控整流电路 3.6.1 带平衡电抗器的双反星 形可控整流电路 3.6.2 多重化整流电路 */131 3.6 大功率可控整流电路·引言 ■带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点 ◆适用于低电压、大电流的场合。 ■多重化整流电路的特点： ◆在采用相同器件时可达到更大的功率。 ◆可减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数，从而减小对供电电网的干扰。 */131 3.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 ■电路分析 ◆电路结构的特点 ?二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路。 ?二次侧两绕组的极性相反可消除铁芯的直流磁化，如?图3-38，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是平均电流相等而绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。 ?平衡电抗器保证两组三相半波整流电路能同时导电。 ?与三相桥式电路相比，双反星形电路的输出电流可大一倍。 图3-37 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 */131 3.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 ◆平衡电抗器 ?接平衡电抗器的原因 √两个直流电源并联运行时，只有当电压平均值和瞬时值均相等 时，才能使负载均流，在双反星形电路中，两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等。 √两个星形的中点n1和n2间的电压等于ud1和ud2之差，该电压加在Lp上，产生电流ip，它通过两组星形自成回路，不流到负载中去，称为环流或平衡电流。 √为了使两组电流尽可能平均分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%～2%以内。 √双反星形电路中如不接平衡电抗器，即成为六相半波整流电路。 √六相半波整流电路中，只能有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角为60? ，平均电流为Id/6；当?=0?时，Ud为1.35U2，比三相半波时的1.17U2略大些；因晶闸管导电时间短，变压器利用率低，极少采用。 */131 3.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 图3-39 平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形 图3-40 平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况 ?平衡电抗器的工作原理分析 √平衡电抗器Lp承担了n1、n2间的电位差，它补偿了ub和ua的电动势差，使得ub和ua两相的晶闸管能同时导电。 √?t1时， ubua，VT6导通，此电流在流经LP时，LP上要感应一电动势up，其方向是要阻止电流增大。可导出Lp两端电压、整流输出电压的数学表达式如下： (3-97) (3-98) ?t1时刻 */131 3.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 图3-39 平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形 图3-40 平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况 √虽然ud1ud2，但由于Lp的平衡作用，使得晶闸管VT6和VT1同时导通。 √时间推迟至ub与ua的交点时，ub =ua，up=0。 √之后ubua，则流经b相的电流要减小，但Lp有阻止此电流减小的作用，up的极性反向，Lp仍起平衡的作用，使VT6继续导电。 √直到uc ub，电流才从VT6换至VT2，此时VT1、VT2同时导电。 √每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电。 √平衡电抗器中点作为整流电压输出的负端，其输出的整流电压瞬时值为两组三相半波整流电压瞬时值的平均值。 */131 3.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 ■谐波分析 ◆将图3-38中ud1和ud2的波形用傅氏级数展开，可得当?=0?时的ud1、ud2，即 由式（3-97）和（3-98）可得 ◆负载电压ud中的谐波分量比直流分量要小得多，而且最低次谐波为六次谐波。 ◆直流