修改稿-第2章--整流电路.ppt

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1、第2章：整流电路一、单相可控整流电路二、三相可控整流电路三、变压器漏感对整流电路影响四、大功率可控整流电路五、有源逆变电路六、晶闸管直流电动机系统七、可控电路的驱动控制第2章：整流电路整流电路；交流转换为直流按照输入交流电源的相数:单相、三相和多相整流电路；按电路中组成的电力电子器件控制特性:不可控、半控和全控整流电路；根据整流电路的结构形式:半波、全波和桥式整流电路等类型。负载的性质主要有：电阻性、电感性、电容性、反电动势等。可控整流电路:电压可调；二极管整流电路:电压固定；整流电路的类型：第2章：整流电路一、单相可控整流电路二、三相可控整流电路三、变压器漏感对整流电路影响四、大功率可控

2、整流电路五、有源逆变电路六、晶闸管直流电动机系统七、可控电路的驱动控制在单相可控整流电路中，定义晶闸管从承受正向电压起到触发导通之间的电角度α称为控制角(或移相角)，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用θ表示。1单相半波可控整流电路图2.1.1单相半波可控整流（1）电阻性负载（2.1.1）1单相半波可控整流电路上式表明，只要改变控制角α(即改变触发时刻)，就可以改变整流输出电压的平均值，达到可控整流的目的。电阻性负载时参数计算：根据波形图2.1.1(b)，可求出整流输出电压平均值为：移相范围：整流输出电压Ud的平均值从最大值变化到零时，控制角α的变化范围为移相范围。当α=0时，Ud

3、=0，当α=π时，Ud=0.45U2为最大值。单相半波可控整流电路带电阻性负载时移相范围为π。图2.1.1（b)单相半波可控整流波形图1单相半波可控整流电路电阻性负载时参数计算（续）：图2.1.1（b)单相半波可控整流波形图根据有效值的定义，整流输出电压的有效值为（2.1.3）那么，整流输出电流的平均值Id和有效值I分别为电流的波形系数Kf为（2.1.6）（2.1.4）（2.1.5）上式(2.1.6)表明，控制角α越大，波形系数Kf越大。1单相半波可控整流电路电阻性负载时参数计算（续）：图2.1.1单相半波可控整流原理（2.1.7）如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为电源

4、输入的视在功率为（2.1.9）（2.1.8）从上式可知，功率因数是控制角α的函数，且越α大，可控整流输出电压越低，功率因数PF越小。当α=0时，=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波，而且基波电流与基波电压(即电源输入正弦电压)也不同相，即是使电阻性负载，也不会等于1。电路的功率因数1单相半波可控整流电路（2）电感性负载（等效为电感L和电阻R串联）图2.1.2感性负载单相半波可控整流电路及其波形工作原理(2)电感性负载1单相半波可控整流电路感性负载上的输出电压平均值Ud为故（2.1.10）（2.1.11）（2.1.12）式(2.1.12)表明,感性负载上的电压平均值等于

5、负载电阻上的电压平均值。由于负载中存在电感，使负载电压波形出现负值部分，晶闸管的流通角θ变大，且负载中L越大，θ越大，输出电压波形图上负压的面积越大，从而使输出电压平均值减小。在大电感负载ωL>>R的情况下，负载电压波形图中正负面积相近，即不论α为何值，。(2)电感性负载（大电感）1单相半波可控整流电路图2.1.3ωL>>R时不同α时的电流波形(2)电感性负载（大电感）1单相半波可控整流电路大电感负载时输出平均电压为零，解决的办法是在负载两端并联续流二极管D，如图2.1.4(a)所示。图2.1.4大电感负载接续流管的单相半波整流电路及电流电压波形在电源电压正半周，负载电流由晶闸管导通提供；

6、电源电压负半周时，续流二极管D维持负载电流；因此负载电流是一个连续且平稳的直流电流。大电感负载时，负载电流波形是一条平行于横轴的直线，其值为Id；晶闸管与续流管承受的最大电压均为1单相半波可控整流电路（3）电感性负载（大电感）参数计算若设θT和θD分别为晶闸管和续流二极管在一个周期内的导通角，则容易得出晶闸管的电流平均值为流过续流二极管的电流平均值为流过晶闸管和续流管的电流有效值分别为（2.1.16）（2.1.13）（2.1.14）（2.1.15）1）优点：线路简单，调整方便；2）缺点：（a）输出电压脉动大，负载电流脉动大（电阻性负载时）。（b）整流变压器次级绕组中存在直流电流分量，使铁芯

7、磁化，变压器容量不能充分利用。若不用变压器，则交流回路有直流电流，使电网波形畸变引起额外损耗。3）应用：单相半波可控整流电路只适于小容量、波形要求不高的场合。（4）单相半波可控整流电路特点：1单相半波可控整流电路2单相桥式可控整流电路(1)阻性负载图2.1.5单相全控桥式整流电路带电阻性负载的电路与工作波形（α的移相范围是0°～180°）工作原理分析：2单相桥式可控整流电路阻性负载参数计算：3）输出电流的平均值和有效值分