第3章 AC-DC变换电路 Part-Appt课件.ppt

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1、第三章整流电路Part-A第三节三相可控整流电路第二节单相可控整流电路第一节概述内容提要与目的要求内容提要与目的要求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、波形的道理、电气性能、分析方法和参数计算。理解和掌握整流电路的功率因数及其改善的方法。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。第一节概述Ⅰ一、整流电路的分类Ⅱ二、换相规律与输出电压的控制Ⅲ三、负载性质对电路工作的影响一、整流电路的分类AC／DC变换电路是能够直接将交流电能转换为直流电能的电路，泛称整流电路。在应用中构成直流电源装置。整流电路的分类在所有的

2、电能转换形式中，AC／DC变换是最早出现的一种，自本世纪20年代迄今已经历了以下几个发展阶段：第一阶段：旋转式变流机组（电动机－发电机组）；第二阶段：静止式离子整流器；第三阶段：静止式半导体整流器。旋转式变流机组和静止式离子整流器的技术经济性能均不及半导体整流器，因而在世界范围内已为后者所取代。静止式半导体整流器，按照电路中变流器件的开关频率不同，所有的半导体变流电路可划分力低频和高频两大类。对于整流电路而言，前者是指传统相控式整流电路，是所有半导体变流电路中历史最久，技术最成熟，应用也最广泛的一种电路。后者是指最近才发展起来的斩控式整流电路，是所有半导体变流电路中历史最短的一种电路，是斩波控

3、制方式和高频自关断器件发展的技术产物。本章主要内容：相控整流电路二、换相规律与输出电压的控制(一)对电源系统电压的要求整流电路在工作过程中，要按照电源电压的变化规律周期性地切换整流工作回路。为保证在稳定工作状态下能均衡工作，使输出电压、电流波形变化尽可能小，要求电源系统为对称的，并且电压波动在一定的允许范围之内。(二)自然换相点在不可控整流电路中，整流管将按电源电压变化规律自然换相，自然换相的时刻称为自然换相点。(三)输出电压控制由整流管组成的整流电路在自然换相点换相，在电源电压不受控的条件下，不可能实现对输出电压的控制。从自然换相点计起，到晶闸管门极触发脉冲前沿为止的时间间隔，以电角度α表示

4、，称为控制角。在自然换相点给予触发时，α=0控制角，相当于不可控整流电路的输出电压。改变控制角α，便可以改变输出电压波形和输出电压平均值，实现对输出电压的控制。三、负载性质对电路工作的影响整流电路的负载可以概括为电阻性负载、电感性负载（即阻感负载）、电容性负载和电动势负载。1.电阻性负载的可控整流电路其工作回路的等效电路为正弦电压输入、含逆止元件的电阻电路。因id=ud/R，ud过零时，id=0，电路将自然关断，故ud不会出现为负值的部分。电路按自然换相点出现顺序触发控制，形成整流回路。导通的晶闸管即可能因按规律换相而关断，又可能因负载电流id过零自行关断。2.电感性负载的可控整流电路其工作回

5、路的等效电路为正弦电压输入、含逆止元件的RL电路，id为该电路的电流响应。ud过零变负时，id≠0，由电感L的自感电势提供正向电压，整流回路继续导通，输出电压ud中出现为负值的部分。在电感L作用较小时，电感储能不能保持负载电流连续，当id下降为零时自然关断，id为输入正弦电压输入的电路零状态电流响应。在电感作用充分大时，电感储能可以保证负载电流连续，整流电路将按规律换相，轮流工作。id为输入正弦电压RL的电路非零状态电流响应。3.无感直流电动势负载的整流电路电动势对晶闸管为反向电压，将直接影响晶闸管的开通与关断。电源电压时u>E，可以触发导通；电源电压下降为u=E时，导通的晶闸管因电流过零而自

6、然关断。在整流电路的晶闸管全部阻断时，直流侧端电压ud=E。4.有电感含直流电动势负载的整流电路当电感充分大时，负载电流连续，工作情况和电感性负载相似。但输出电流与直流电动势密切相关。研究内容1、依据开关元件的理想开关特性和负载性质，分析电路的工作过程。2、据电路工作过程得出波形分析，包括输出电压ud、每个晶闸管承受的电压uVT，负载电流id、流过每个晶闸管电流iVT、变压器次级和初级电流i2和i1等。3、在波形分析基础上，求得一系列电量间的基本数量关系，以便对电路进行定量分析。在设计整流电路时，数量关系可作为选择变压器和开关元件的依据。第二节单相可控整流电路1一、单相半波可控整流电路2二、单

7、相桥式全控整流电路3三、单相桥式半控整流电路4四、单相全波可控整流电路一、单相半波可控整流电路重点注意：工作原理（波形分析）定量计算不同负载的影响1.电路:交流侧接单相电源变压器T起变换电压和隔离的作用电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同U2是u2有效值u2峰值是（一）带电阻负载的工作情况2.基本工作原理工作过程和特点：（1）在u2的正半周，VT承受正向电压，0～ωt1期间，无触发脉冲，