第5章交流直流变换器(整流器)ppt课件.ppt

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1、第五章交流/直流变换器（整流器）电力电子学—电力电子变换和控制技术（第三版）第五章交流/直流变换器（整流器）5.1整流的基本原理5.2负载性质对整流特性的影响5.3交流电路电感对整流特性的影响5.4相控整流电路输出电压的谐波分析5.5带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路5.6相控有源逆变电路5.7相控整流及有源逆变晶闸管触发控制5.8三相高频PWM整流5.9整流器的类型和性能指标2第五章交流/直流变换器（整流器）5.1整流的基本原理5.2负载性质对整流特性的影响5.3交流电路电感对整流特性的影响5.4相控整流电路输出电压的谐波分析5.5带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路5

2、.6相控有源逆变电路5.7相控整流及有源逆变晶闸管触发控制5.8三相高频PWM整流5.9整流器的类型和性能指标35.1.1不控整流电路5.1.2相控整流电路5.1三相高频PWM整流4不控整流电路单相不控整流电路三相不控整流电路相控整流电路单相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路整流（Rectify）：利用半导体电力开关器件的通、断控制，将交流电能变为直流电能称为整流。整流器（Rectifier）：实现整流的电力半导体开关电路连同其辅助元器件和系统称为整流器。55.1.1不控整流电路双半波不控整流单相桥式不控整流三相半波不控整流三相桥式不控整流6负半周：D1受反压截止，D2导通，

3、正的B相电压加到负载两端，vD=vBO,iB=iD正半周：D1受正压而导通，D2截止，正的A相电压加到负载两端，vD=vAO,iA=iD两相半波(双半波)不控整流工作原理（理想情况下）：双半波不控整流7特点：正负半波均有输出；两相电压通过变压器中心抽头得到；一个电源周期TS中脉波数m=2，易滤波；电源电流正、负对称，无直流分量；性能优于单相半波不控整流计算：整流电压直流平均值双半波不控整流VD不能调控，为不控整流8原理及波形分析：与两相半波电路相比：相同点：vD波形、is波形；多用两个二极管，但可略去有中心抽头的变压器；在中小容量不控整流领域中应用广泛。单相桥式不控整流9原理及

4、波形：特点：直流平均值较高；vD脉动较小，脉动频率=3fs；is含有很大直流分量；不能直接使用计算：三相半波不控整流一个Ts中，A相D1、B相D3、C相D5依次导电120°；iA、iB、iC为120°脉宽的直流；vD由三个相同脉波组成，脉波数m＝310三相桥式不控整流电源相电压有效值电源线电压有效值脉波数m=6脉波宽60°11三相桥式不控整流特点：直流平均值高；整流电压脉动频率=6fs，脉动较小，易滤波；is为120°脉宽、且正负对称的交流电，无直流分量；广泛应用在较大功率的不控整流中二极管不控整流的主要缺点：输出直流电压平均值不能调控125.1.2相控整流电路半控开关器件晶闸

5、管：开通可控特性（承受正向电压，且有触发脉冲）单向导电性相控整流电路：实现AC－DC电能变换的晶闸管电路。电路分析要点：晶闸管开通时刻（满足导通条件时）受到反压被强迫关断的时刻13T1、T4一组，T2、T3一组：两组间、上下桥臂间触发脉冲相差180°电角度。单相桥式全控整流触发控制角α导通角θ：这里θ=π-α移相：实现“相控”移相范围：这里0～180°同步名词术语换相（换流）工作原理同频/同周期、有协调的相位关系→正常工作条件相控整流14单相桥式全控整流基本量的计算VD是控制角α的函数：α愈大VD愈小；当α＝0，VD=VD0为最大值；当α＝π，VD=0；α的移相范围：0～π(1

6、)输出直流电压平均值Vd15(3)晶闸管电流的有效值IT:晶闸管电流平均值Iav：(2)输出直流电流平均值ID:单相桥式全控整流16(5)负载电阻上电压有效值VL：(4)次级绕组电流有效值IS＝负载电流有效值IL单相桥式全控整流17控制角α(度)0306090120150180功率因数PF10.9710.8980.7070.4270.170表5.1单相全波整流的电压、电流比值、功率因数与α的关系表电源视在功率S=VSIS>有功功率(6)功率因数PF忽略开关管损耗→电源提供的有功功率＝负载有功功率P单相桥式全控整流深度相控（深控）18三相桥式全控整流基本工作原理输出电压VD=VP

7、N=VPO-VNO6个自然换相点：三相电压瞬时值最大的那一相上管自然导通，换相点为1、3、5；三相电压瞬时值最低的那一相下管自然导通，换相点为2、4、6。19晶闸管的触发脉冲安排：触发次序：按1-2-3-4-5-6循环进行；6个管触发脉冲互差60°;欲使电源接通到负载上，任何时刻必须有两个晶闸管同时导通→每个管触发脉冲宽度要超过1/6Ts；双脉冲触发方式，即给晶闸管发一个触发脉冲后，间隔60°再给它补发一个脉冲。T1T3T5的触发脉冲间相位相差120°，T2T4T6亦如此最大导电角θ为120