《交流直流變換電路》PPT課件

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1、第3章交流-直流變換電路3.1概述3.2單相可控整流電路3.3三相可控整流3.4有源逆變電路3.5整流電路的性能指標及應(yīng)用技術(shù)本章小結(jié)13.1概述整流電路的分類：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種。按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路。按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路。按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。整流電路：出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟姟?3.2單相可控整流電路3.2.1單相半波可控整流電路3.2.2單相全控橋式整流電路3.2.3單相半控橋式整流電路33.2.1單相半波可控整流電路一、電阻性負載電爐、電

2、焊機及白熾燈等均屬于電阻性負載變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。電阻負載的特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同。工作原理分析圖3-2-1單相半波可控整流電路（電阻性負載）及波形wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)004工作原理分析在電源電壓正半周，晶閘管承受正向電壓，在ωt=α處觸發(fā)晶閘管，晶閘管開始導(dǎo)通；負載上的電壓等于變壓器輸出電壓u2。在ωt=π時刻，電源電壓過零，晶閘管電流小于維持電流而關(guān)斷，負載電流為零。在電源電壓負半周，uAK＜0，晶閘管承受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，負載電流為零

3、，負載上沒有輸出電壓，直到電源電壓u2的下一周期，直流輸出電壓ud和負載電流id的波形相位相同。通過改變觸發(fā)角α的大小，直流輸出電壓ud的波形發(fā)生變化，負載上的輸出電壓平均值發(fā)生變化，顯然α=180o時，Ud=0。由于晶閘管只在電源電壓正半波內(nèi)導(dǎo)通，輸出電壓ud為極性不變但瞬時值變化的脈動直流，故稱“半波”整流。3.2.1單相半波可控整流電路wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00圖3-2-1單相半波可控整流電路（電阻性負載）及波形5首先，引入兩個重要的基本概念：觸發(fā)延遲角：從晶閘管開始承受

4、正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用α表示,也稱觸發(fā)角或控制角。導(dǎo)通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為導(dǎo)通角，用θ表示。通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。在單相半波可控整流電阻性負載電路中,移相角α的控制范圍為:0～π，對應(yīng)的導(dǎo)通角θ的可變范圍是π～0，兩者關(guān)系為α＋θ=π。3.2.1單相半波可控整流電路62.基本數(shù)量關(guān)系(1)直流輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id3.2.1單相半波可控整流電路輸出電流平均值Id:直流輸出電壓平均值Ud:7(2)輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I3.2.1

5、單相半波可控整流電路輸出電流有效值I:直流輸出電壓有效值U:8(3)晶閘管電流有效值和變壓器二次側(cè)電流有效值單相半波可控整流電路中，負載、晶閘管和變壓器二次側(cè)流過相同的電流，故其有效值相等，即：3.2.1單相半波可控整流電路9(4)功率因數(shù)cosφ整流器功率因數(shù)是變壓器二次側(cè)有功功率與視在功率的比值式中P—變壓器二次側(cè)有功功率，P=UI=I2RS—變壓器二次側(cè)視在功率，S=U2I2(5)晶閘管承受的最大正反向電壓UTM晶閘管承受的最大正反向電壓UTM是相電壓峰值。3.2.1單相半波可控整流電路10〖例3-1〗如圖所示單相半波可控整流器，電阻性負載，電源電壓U

6、2為220V，要求的直流輸出電壓為50V，直流輸出平均電流為20A。試計算：(1)晶閘管的控制角。(2)輸出電流有效值。(3)電路功率因數(shù)。(4)晶閘管的額定電壓和額定電流。3.2.1單相半波可控整流電路11解:(1)當α=90o時，輸出電流有效值(3)Ω(2)則α=90o12(4)晶閘管電流有效值IT與輸出電流有效值相等，即：（5）晶閘管承受的最高電壓：考慮(2~3)倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為根據(jù)計算結(jié)果可以選取滿足要求的晶閘管。取2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為：則133.2.1單相半波可控整流電路2）電感性負載電感性負載通常是電機的勵磁線圈和負載串

7、聯(lián)電抗器等。電感性負載的特點：電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。圖3-2-2帶阻感負載的單相半波電路及其波形14圖3-2-3帶阻感負載(不接續(xù)流管)的單相半波電路及其波形1.無續(xù)流二極管時工作原理0~α：uAK大于零，但門極沒有觸發(fā)信號，晶閘管處于正向關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓、電流都等于零。在ωt=α?xí)r，門極有觸發(fā)信號，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，負載電壓ud=u2。當ωt=π時，交流電壓u2過零，由于有電感電勢的存在，晶閘管的電壓uAK仍大于零，晶閘管會繼續(xù)導(dǎo)通，電感的儲能全部釋放完后，晶閘管在u2反壓作用下而截止。直到下一個周期的正半周。3.2.1

8、單相半波可控整流電路有負面積15數(shù)量關(guān)系直流輸出電壓