北京交通大学+电力电子技术+第03章+相控整流电路

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1、电力电子技术PowerElectronicsTechnologySpring2006电气工程学院陈洛忠Chenlzh@dq.njtu.edu.cn51687064(o)第三章相控整流电路内容和要求内容：单相桥式、三相半波、三相桥式等整流电路结构、工作原理、主要电量波形分析和参数计算要求：理解和掌握电路波形分析和基本电量计算的方法重点：波形分析和不同负载对工况的影响形式：课堂讲授和实验结合3.1概述3.1.1整流电路的分类不可控整流电路----由不可控器件组成直流整流电压和交流电源电压的比值固定全控整流电路---由可控器件组成直流整流电

2、压的平均值和极性可调半控整流电路---由不可控器件和可控器件组成负载电压平均值可调、极性不能改变按电路结构桥式电路（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）按输出电压脉波数单脉波电路双脉波电路三脉波电路多脉波电路按控制方式相控式电路、斩控式电路按组成器件全控型电路、半控型电路按工作范围单象限电路、多象限电路按电网相数单相电路、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、数字控制整流电路基本要求：直

3、流电压调节范围宽、输出直流电流脉动小晶闸管元件导电时间尽量长、且正反向电压较低变压器利用率高、避免直流磁化交流侧功率因数高、谐波电流小整流电路理想条件：理想器件：晶闸管正向阻抗为零、反向阻抗为无穷大、整流变压器无漏感、无内阻和铁损理想电源：恒频恒压、对称无畸变的三相正弦波电源本章分析方法要点及数学基础1、分析方法要点根据SCR的导通/关断条件，确定其导通时刻、关断时刻，绘出整流输出电压和电流波形，由此可进一步绘出有关器件上的电压和电流波形应用电工基础中的平均值、有效值概念，推导出上述波形随控制角变化的数学表达式2、数学基础（1）平均

4、值和有效值计算设f(ωt)为电压或电流实时表达式，则f(ωt)在α、β期间的平均值和有效值分别为：（2）功率因数计算其中：P——负载功率（电源输出的有功功率）S——电源（变压器）的视在功率变压器起隔离和电压变换的作用，其副边电压根据直流侧负载电压的大小决定负载电压始终与流过的电流成正比，且两者波形相同其中：3.2单相半波可控整流电路（SinglePhaseHalfWaveControlledRectifier）可控整流电路的基本概念单相半波可控整流电路控制角：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

5、通的电角度移相：改变控制角的大小，即改变触发脉冲的出现时刻（相位）移相控制：通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的控制方式移相范围：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换相（换流）：电流从含有变流元件的一个支路转移到另一个支路的过程自然换相点：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仅在交流正半周输出电压，所以叫半波整流单相输入，所以叫单相整流输出电压可通过调节进行控制，所以叫可控整流单相半波可控整流整流电路的基本概念控制角从晶闸管开始承受正压

6、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（phase-shift）改变控制角，即改变触发脉冲出现的相位移相控制（phase-shiftcontrol）通过移相可控制输出整流电压大小，这种改变控制角调节输出电压的控制方式，称为移相控制移相范围：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）在频率和相位上保持一定的协调配合关系，以使整流输出电压稳定，称为同步换相（换流）：电流从含有变流元件的一个支路转移到另一个支路的过程自然换相点：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输出

7、直流电压平均值Ud为a=0时，晶闸管全导通，相当于二极管整流，输出电压最大，即a=时，整流输出为零移相范围为单相半波可控整流电路例题3-1单相半波可控整流电路，电阻性负载。交流电源220伏，要求输出直流平均电压50伏，最大输出直流平均电流20安。计算（1）晶闸管的控制角，（2）电流有效值，（3）负载的功率因数，（4）选择晶闸管。解：（1）控制角（2）电流有效值（3）功率因数（4）晶闸管定额UT=(2~3)×1.414×220=620~930V可选KP50-7型元件，电压等级7，即额定电压700伏、额定通态平均电流50安的器件单

8、相半波可控整流电路的特点：简单、易调整，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习题2－4、2－5思