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1、第5章 交流－直流變換器（整流器）5交流－直流變換器（整流器）5.0概述5.1整流器的類(lèi)型和性能指標(biāo)5.2不控整流電路5.3單相橋式晶閘管相控整流電路5.4三相半波相控整流電路5.5三相橋式相控整流電路5.6交流電路電感對(duì)整流特性的影響5交流－直流變換器（整流器）5.8帶平衡電抗器的雙三相橋12脈波整流電路5.9相控有源逆變電路工作原理5.10相控整流及有源逆變晶閘管觸發(fā)控制5.11含有源功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)（PFC）的單相高頻整流小結(jié)5.0概述利用半導(dǎo)體電力開(kāi)關(guān)器件的通、斷控制，將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芊Q(chēng)為整流。實(shí)現(xiàn)整流的電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)電路連同其輔助元器件和系統(tǒng)稱(chēng)為整流器。整流器的類(lèi)型很多，
2、歸納分類(lèi)如下：1.按交流電源電流的波形可分為：（1）半波整流。（2）全波整流。2.按交流電源的相數(shù)的不同可分為：（1）單相整流。（2）三相整流。3.按整流電路中所使用的開(kāi)關(guān)器件及控制能力的不同可分為：(1）不控整流。（2）半控整流。（3）全控整流。4.按控制原理的不同可分為：（1）相控整流。（2）高頻PWM整流。開(kāi)關(guān)器件為二極管開(kāi)關(guān)器件為晶閘管開(kāi)關(guān)器件為全控器件5.0概述（續(xù)1）5.0概述（續(xù)2）對(duì)交流－直流變換最基本的性能要求：直流輸出電壓可以調(diào)控（交流輸入電壓變化時(shí)或負(fù)載變化時(shí)輸出的直流電壓可保持為任意指令值）輸出電壓中交流分量（即諧波電壓）被控制在允許值范圍以內(nèi)；交流側(cè)電流中的諧波電
3、流也要求在允許值以內(nèi)。此外交流側(cè)的功率因數(shù)、整流器的效率、重量、體積、成本、電磁干擾EMI和電磁兼容性EMC以及對(duì)控制指令的響應(yīng)特性都是評(píng)價(jià)整流器的重要指標(biāo)。5.1整流器的類(lèi)型和性能指標(biāo)整流器最基本的性能指標(biāo)有：1.電壓諧波系數(shù)或紋波系數(shù)RF（RippleFactor）2.電壓脈動(dòng)系數(shù)Sn3.輸入電流總畸變率THD(TotalHarmonicDistortion)4.輸入功率因數(shù)PF（PowerFactor）上述基本性能指標(biāo)能比較科學(xué)地評(píng)價(jià)各種整流電路的性能優(yōu)劣。5.1整流器的類(lèi)型和性能指標(biāo)（續(xù)1）紋波電壓的定義：整流輸出電壓中除直流平均值電壓VD外全部交流諧波分量有效值VH可以進(jìn)一步表示
4、為：電壓諧波（紋波）系數(shù)的定義：輸出電壓中的交流諧波有效值VH與直流平均值VD之比值。表示為電壓諧波系數(shù)或紋波系數(shù)RF（RippleFactor）5.1整流器的類(lèi)型和性能指標(biāo)（續(xù)2）定義：整流輸出電壓中最低次諧波幅值Vnm與直流平均值VD之比。Sn=Vnm/VD電壓脈動(dòng)系數(shù)Sn5.1整流器的類(lèi)型和性能指標(biāo)（續(xù)3）交流輸入電流中除基波電流Is1外通常還含有各次諧波電流Isn（n＝2，3，4，…）。THD的定義：除基波電流外的所有諧波電流總有效值與基波電流有效值之比值輸入電流總畸變率THD(TotalHarmonicDistortion)輸入功率因數(shù)PF（PowerFactor）：基波電流數(shù)值
5、因數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)基波因數(shù)）是基波電流有效值與總電流有效值之比值。交流側(cè)電壓與電流基波分量之間的相位角φ1稱(chēng)為基波位移角；基波功率因數(shù)cosφ1稱(chēng)為基波位移因數(shù)DPF。若交流輸入電壓為無(wú)畸變的正弦波，則只有輸入電流中的基波電流形成有功功率。這時(shí)，定義：交流電源輸入有功功率PAC與其視在功率S之比，即5.1整流器的類(lèi)型和性能指標(biāo)（續(xù)4）5.2不控整流電路5.2.0概述5.2.1單相半波不控整流5.2.2兩相半波不控整流（或雙半波不控整流）5.2.3單相橋式不控整流5.2.4三相半波不控整流5.2.5三相橋式不控整流5.2.6電容濾波的不控整流電路5.2.0概述定義：在交流電源與直流負(fù)載間插入二極管電
6、路，利用二極管的單向?qū)щ娦詫?shí)現(xiàn)交流-直流電能變換的電路。缺點(diǎn)：輸出電壓平均值不能調(diào)節(jié)分析法：二極管的單向?qū)щ娦允欠治龆O管整流電路的基本原則。典型電路：圖5.1(a)～5.5(a)?*5.2.1單相半波不控整流主電路：不控二極管D1、D0工作原理：（理想情況下）在電源電壓的正半周wt=0~pD1承受正向電壓而導(dǎo)通。vD=vs,iD=is在電源電壓的負(fù)半周wt=p~2pD1受反壓截止，阻斷電路。vD=0,iD=0如果負(fù)載有電感，則負(fù)載電流通過(guò)D0續(xù)流。*5.2.1單相半波不控整流（續(xù)1）特點(diǎn)：整流電壓直流平均值VD只與VS有關(guān)，不能被調(diào)控；輸出電壓脈動(dòng)大，脈動(dòng)頻率低，難于濾波；僅正半周有輸出
7、（一個(gè)電源周期中僅一個(gè)電壓脈波，即脈波數(shù)為1，稱(chēng)為“半波”）；電源電流的直流分量很大。?*5.2.2兩相半波不控整流（或雙半波不控整流）主電路：中心抽頭的變壓器提供兩相反向的電壓，D1、D2作開(kāi)關(guān)。工作原理：（理想情況下）在電源電壓的正半周D1承受正向電壓而導(dǎo)通，D2截止，使得正的A相電壓加到了負(fù)載兩端。在電源電壓的負(fù)半周D1受反壓截止，D2導(dǎo)通，使得正的B相電壓加到了負(fù)載兩端性能優(yōu)于單相半波不控整流正負(fù)半波均有輸出，整
