第2章整流电路 2.1单相可控整流电路 2.2三相可控整流电路 2.3变压器漏感对整流电路的影响 2.4电容滤波的不可控整流电路 2.5整流电路的谐波和功率因数 2.6大功率可控整流电路 2.7整流电路的有源逆变工作状态 2.8晶闸管直流申动机系统 29相控电路的驱动控制 本章小结 它力电子术 2-1
电力电子技术 2-1 第2章 整流电路 2.1 单相可控整流电路 2.2 三相可控整流电路 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 2.4 电容滤波的不可控整流电路 2.5 整流电路的谐波和功率因数 2.6 大功率可控整流电路 2.7 整流电路的有源逆变工作状态 2.8 晶闸管直流电动机系统 2.9 相控电路的驱动控制 本章小结
第2章整流电路·引言 ●整流电路: 出现最早的电力电子电路,将交流电变为直流电。 ●整流电路的分类: ◎按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为 单拍电路和双拍电路。 它力电子术 2-2
电力电子技术 2-2 第2章 整流电路·引言 整流电路的分类： 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为 单拍电路和双拍电路。 整流电路： 出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电
2.1单相可控整流电路 2.1.1单相半波可控整流电路 2.1.2单相桥式全控整流电路 2.1.3单相全波可控整流电路 2.1.4单相桥式半控整流电路 它力电子术 2-3
电力电子技术 2-3 2.1 单相可控整流电路 2.1.1 单相半波可控整流电路 2.1.2 单相桥式全控整流电路 2.1.3 单相全波可控整流电路 2.1.4 单相桥式半控整流电路
2.1.1单相半波可控整流电路 (Single Phase Half Wave Controlled Rectifier) 1)带电阻负载的工作情况 ●变压器T起变换电压和 电气隔离的作用。 ●电阻负载的特点:电压 LL:▲ 与电流成正比,两者波 形相同。 它力电子术 图2-1单相半波可控整流电路及波形 2-4
电力电子技术 2-4 2.1.1单相半波可控整流电路 图2-1 单相半波可控整流电路及波形 1）带电阻负载的工作情况 变压器T起变换电压和 电气隔离的作用。 电阻负载的特点：电压 与电流成正比，两者波 形相同。 (Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)
2.1.1单相半波可控整流电路 首先,引入两个重要的基本概念: a触发延迟角:从晶闸管开始承受正向阳极电压 起到施加触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触 发角或控制角。 导通角:晶闸管在一个电源周期中处于通态的 电角度,用O表示。 直流输出电压平均值为 √2 1+cosa CU, sin atd(ot) 1+cosa)=045U2 2兀 2兀 它力电子术 2-5
电力电子技术 2-5 2.1.1单相半波可控整流电路 首先，引入两个重要的基本概念： 触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压 起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触 发角或控制角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的 电角度，用θ表示 。 直流输出电压平均值为 + = = + = a a a 2 1 cos (1 cos ) 0.45 2 2 2 sin ( ) 2 1 2 2 d 2 U U U U t d t
2.1.1单相半波可控整流电路 2)带阻感负载的工作情况 R ●阻感负载的特点:电感 对电流变化有抗拒作用, 使得流过电感的电流不 发生突变。 ●讨论负载阻抗角、触发 角a、晶闸管导通角的 关系。 图22带阻感负载的单相半波电路及其波形 它力电子术 2-6
电力电子技术 2-6 2.1.1单相半波可控整流电路 2) 带阻感负载的工作情况 图2-2 带阻感负载的单相半波电路及其波形 阻感负载的特点：电感 对电流变化有抗拒作用， 使得流过电感的电流不 发生突变。 讨论负载阻抗角j、触发 角a、晶闸管导通角θ的 关系
2.1.1单相半波可控整流电路 ●电力电子电路的一种基本分析方法 0通过器件的理想化,将电路简化为分段线性电路。 器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。 ●对单相半波电路的分析 可基于上述方法进行: L R R e当VT处于断态时,相当于 电路在VT处断开,a=0 a当VT处于通态时,相当于 图2-3单相半波可控整流 VT短路 电路的分段线性等效电路 a)VT处于关断状态 bVT处于导通状态 它力电子术 2-7
电力电子技术 2-7 2.1.1单相半波可控整流电路 对单相半波电路的分析 可基于上述方法进行： 当VT处于断态时，相当于 电路在VT处断开，id =0。 当VT处于通态时，相当于 VT短路。 图2-3 单相半波可控整流 电路的分段线性等效电路 a)VT处于关断状态 b)VT处于导通状态 a) b) VT R L VT R L u2 u2 电力电子电路的一种基本分析方法 通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路。 器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑
2.1.1单相半波可控整流电路 VT ●当VT处于通态时,如下方程成立: di R +r 20 sin ot (2-2) dt 初始条件:ta,=0。求解式(22)b)处于导通状态 并将初始条件代入可得 √2U √2U sin(a-o) n(ot-0)(23) 其中Z R+(oL)3 =arctan R 当ωt=θ+a时,=0,代入式(23)并整理得 sin(a-ope tan sin(0+a-p) 它力电子术 2-8
电力电子技术 2-8 2.1.1单相半波可控整流电路 当VT处于通态时，如下方程成立： VT b) R L u 2 b) VT处于导通状态 Ri U t t i L 2 sin d d d 2 d + = （2-2） sin( ) sin( ) tan a j a j j − = + − − e （2-4） 初始条件：ωt= a ，i d =0。求解式（2-2） 并将初始条件代入可得 当ωt=θ+a 时，i d =0，代入式（2-3）并整理得 sin( ) 2 sin( ) 2 2 ( ) 2 d a j j a = − − + − − − t Z U e Z U i t L R （2-3） 2 2 Z = R + (L) R L • 其中 ， j = arctan
2.1.1单相半波可控整流电路 ●续流二极管 L ●数量关系(近似恒为) VVD.IR 丌-C dvt b) 丌 元-C TV2兀 d(at) 2元 T+O dVDR 2元 2+a 丌+C VDR lad(at) 2丌Jz 2丌 图2-4单相半波带阻感负载 它力电子术 有续流二极管的电路及波形 2-9
电力电子技术 2-9 2.1.1单相半波可控整流电路 续流二极管 图2-4 单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形 数量关系(id近似恒为Id） dVT d 2 I I −a = d 2 VT d 2 ( ) 2 1 I I d t I a a − = = dVDR d I I a 2 + = d 2 2 VD d 2 ( ) 2 1 R I I d t I a a + = = +
2.1.1单相半波可控整流电路 ●单相半波可控整流电路的特点 綜VT的a移相范围为180°。 參简单,但输出脉动大,变压器二次侧电流中 含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。 器实际上很少应用此种电路。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基 本概念。 它力电子术
电力电子技术 2-10 2.1.1单相半波可控整流电路 VT的a 移相范围为180 。 简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中 含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。 实际上很少应用此种电路。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基 本概念。 单相半波可控整流电路的特点