第5章交流直流變換器(整流器)ppt課件.ppt

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1、第五章交流/直流變換器（整流器）電力電子學—電力電子變換和控制技術（第三版）第五章交流/直流變換器（整流器）5.1整流的基本原理5.2負載性質對整流特性的影響5.3交流電路電感對整流特性的影響5.4相控整流電路輸出電壓的諧波分析5.5帶平衡電抗器的雙三相橋12脈波整流電路5.6相控有源逆變電路5.7相控整流及有源逆變晶閘管觸發(fā)控制5.8三相高頻PWM整流5.9整流器的類型和性能指標2第五章交流/直流變換器（整流器）5.1整流的基本原理5.2負載性質對整流特性的影響5.3交流電路電感對整流特性的影響5.4相控整流電路輸出電壓的諧波分析5.5帶平衡電抗器的雙三相橋12脈波整流電路5

2、.6相控有源逆變電路5.7相控整流及有源逆變晶閘管觸發(fā)控制5.8三相高頻PWM整流5.9整流器的類型和性能指標35.1.1不控整流電路5.1.2相控整流電路5.1三相高頻PWM整流4不控整流電路單相不控整流電路三相不控整流電路相控整流電路單相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路整流（Rectify）：利用半導體電力開關器件的通、斷控制，將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芊Q為整流。整流器（Rectifier）：實現(xiàn)整流的電力半導體開關電路連同其輔助元器件和系統(tǒng)稱為整流器。55.1.1不控整流電路雙半波不控整流單相橋式不控整流三相半波不控整流三相橋式不控整流6負半周：D1受反壓截止，D2導通，

3、正的B相電壓加到負載兩端，vD=vBO,iB=iD正半周：D1受正壓而導通，D2截止，正的A相電壓加到負載兩端，vD=vAO,iA=iD兩相半波(雙半波)不控整流工作原理（理想情況下）：雙半波不控整流7特點：正負半波均有輸出；兩相電壓通過變壓器中心抽頭得到；一個電源周期TS中脈波數(shù)m=2，易濾波；電源電流正、負對稱，無直流分量；性能優(yōu)于單相半波不控整流計算：整流電壓直流平均值雙半波不控整流VD不能調控，為不控整流8原理及波形分析：與兩相半波電路相比：相同點：vD波形、is波形；多用兩個二極管，但可略去有中心抽頭的變壓器；在中小容量不控整流領域中應用廣泛。單相橋式不控整流9原理及

4、波形：特點：直流平均值較高；vD脈動較小，脈動頻率=3fs；is含有很大直流分量；不能直接使用計算：三相半波不控整流一個Ts中，A相D1、B相D3、C相D5依次導電120°；iA、iB、iC為120°脈寬的直流；vD由三個相同脈波組成，脈波數(shù)m＝310三相橋式不控整流電源相電壓有效值電源線電壓有效值脈波數(shù)m=6脈波寬60°11三相橋式不控整流特點：直流平均值高；整流電壓脈動頻率=6fs，脈動較小，易濾波；is為120°脈寬、且正負對稱的交流電，無直流分量；廣泛應用在較大功率的不控整流中二極管不控整流的主要缺點：輸出直流電壓平均值不能調控125.1.2相控整流電路半控開關器件晶閘

5、管：開通可控特性（承受正向電壓，且有觸發(fā)脈沖）單向導電性相控整流電路：實現(xiàn)AC－DC電能變換的晶閘管電路。電路分析要點：晶閘管開通時刻（滿足導通條件時）受到反壓被強迫關斷的時刻13T1、T4一組，T2、T3一組：兩組間、上下橋臂間觸發(fā)脈沖相差180°電角度。單相橋式全控整流觸發(fā)控制角α導通角θ：這里θ=π-α移相：實現(xiàn)“相控”移相范圍：這里0～180°同步名詞術語換相（換流）工作原理同頻/同周期、有協(xié)調的相位關系→正常工作條件相控整流14單相橋式全控整流基本量的計算VD是控制角α的函數(shù)：α愈大VD愈??；當α＝0，VD=VD0為最大值；當α＝π，VD=0；α的移相范圍：0～π(1

6、)輸出直流電壓平均值Vd15(3)晶閘管電流的有效值IT:晶閘管電流平均值Iav：(2)輸出直流電流平均值ID:單相橋式全控整流16(5)負載電阻上電壓有效值VL：(4)次級繞組電流有效值IS＝負載電流有效值IL單相橋式全控整流17控制角α(度)0306090120150180功率因數(shù)PF10.9710.8980.7070.4270.170表5.1單相全波整流的電壓、電流比值、功率因數(shù)與α的關系表電源視在功率S=VSIS>有功功率(6)功率因數(shù)PF忽略開關管損耗→電源提供的有功功率＝負載有功功率P單相橋式全控整流深度相控（深控）18三相橋式全控整流基本工作原理輸出電壓VD=VP

7、N=VPO-VNO6個自然換相點：三相電壓瞬時值最大的那一相上管自然導通，換相點為1、3、5；三相電壓瞬時值最低的那一相下管自然導通，換相點為2、4、6。19晶閘管的觸發(fā)脈沖安排：觸發(fā)次序：按1-2-3-4-5-6循環(huán)進行；6個管觸發(fā)脈沖互差60°;欲使電源接通到負載上，任何時刻必須有兩個晶閘管同時導通→每個管觸發(fā)脈沖寬度要超過1/6Ts；雙脈沖觸發(fā)方式，即給晶閘管發(fā)一個觸發(fā)脈沖后，間隔60°再給它補發(fā)一個脈沖。T1T3T5的觸發(fā)脈沖間相位相差120°，T2T4T6亦如此最大導電角θ為120