32电路⑩@心D@乎换》 2。单可整流电路 2。9三可控整流电路 2。变医器漏感剥整流电的影响 2.4电客液的不可控整流电路 25流电的谐液和功率因邀 2。大功率可整流电路 2.7整流电路的有源逆变工作状态 28晶闸管潜留电动视系统 9控电路的驱动控制、 本章小结 Power electronics
1 第2章 整流电路(AC/DC变换） 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 晶闸管滞留电动机系统 2.9 相控电路的驱动控制 本章小结
图意瓶电略Q⊙乎换》 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 Power electronics
2 第2章 整流电路(AC/DC变换） 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
(gp 2单密吧阻电路 2。。单半液可控整流电路 2。1.单桥式全整流电路 2。3单全液全整流电路 2。|.4单情式整流电路 Power electronics 3
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 单相全波全控整流电路 2.1.4 单相桥式半控整流电路
(gp 。。单可魑流电路 爷电阻负载的工作情况 起变换电压 变压器T 隔离 交流输入为单相,直流输出电压波 形只在交流输入的正半周内出现, 故称为单相半波可控整流电路。 特点: 电压与电流成正比,两者波形相同 图2-1单相半波可控整流电路及波形 Power electronics 4
4 2.1.1 单相半波可控整流电路 T V T 1. 带电阻负载的工作情况 R 0 a) u1 u2 uVT ud i d t 1 2 t t t t u2 u g ud uVT 0 b ) c) d ) e) 0 0 图2-1 单相半波可控整流电路及波形 变压器T 起变换电压 隔离 交流输入为单相，直流输出电压波 形只在交流输入的正半周内出现， 故称为单相半波可控整流电路。 特点： 电压与电流成正比，两者波形相同
(gp 两个重要的基本概念 触发延迟角一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称 为,用日表示 直流输出电压干均值为 1+cos a 2U2smo(a)=×02(1+ox)=0452-2 (2-1) 2兀 2丌 移相范围为180° 这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为 相位控制方式(相控方式 Power electronics 5
5 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称 为，用θ表示。 直流输出电压平均值为 + = = + = 2 1 cos (1 cos ) 0.45 2 2 2 sin ( ) 2 1 2 2 2 U U U U t d t d 移相范围为180 ⚫这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为 相位控制方式（相控方式） （2-1）
(gp 盘带阻负的工情况 阻感负载 当负载中感抗与电阻相比不可忽 略时 ●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。 电力电子电路中存在非线性的 电力电子器件,决定了电力电子 ar 电路肘非线性电路。 ·若将器件看作理想开关,则可 将电力电子电路简化为分段线性 or 电路,分段进行分析计算。 图2-2带阻感负载单相半波可控整 流电路及波形 Power electronics 6
6 a ) u1 T V T R L u2 uVT ud i d u 2 0 t 1 2 t t t t t ug 0 ud 0 i d 0 u VT 0 b) c) d) e) f) + + 图2-2 带阻感负载单相半波可控整 流电路及波形 2.带阻感负载的工作情况 ⚫阻感负载 当负载中感抗与电阻相比不可忽 略时 ⚫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。 ⚫电力电子电路中存在非线性的 电力电子器件，决定了电力电子 电路时非线性电路。 ⚫若将器件看作理想开关，则可 将电力电子电路简化为分段线性 电路，分段进行分析计算
(gp VT 当ⅥT处于通态时,如下方程成立 L L+Ri=√2U2 sin at dt (2-2) L R R 初始条件:ωα,i。=0。求解式 (2-2)并将初始条件代入可得 图2-3单相半波可控整流电路的分段线性等效电路 a)V处于关断状态,b)V处于导通状(or-a)√2U sin(a-e az sin( ot-o)(2-3) ol 其中z=√R2+(oL) 9= arctan R 当ωt=叶+a时,=0,代入式(2-3)并整理得 sin( a-e tang=sin(0+a-o) 4 Power electronics
7 VT R L u2 VT R L u2 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 sin( ) sin( ) tan − = + − − e 初始条件：ωt= ，i d=0。求解式 （2-2）并将初始条件代入可得 2 2 Z = R + (L) R L 其中 ， = arctan Ri U t t i L 2 sin d d d 2 d + = （2-2） 当VT处于通态时，如下方程成立： 当ωt =θ+ a 时，id = 0，代入式（2-3）并整理得 （2-3） （2-4）
(gp 负载阻抗角φ、触发角α、晶闸管导通角的关系 ●若φ为定值,a越大,在2正半周L储能越少,维持导电的 能力就越弱,O越小 ●若α为定值,φ越大,则L贮能越多,0越大;且φ越大, 在负半周L维持晶闸管导通的时间就越接近晶闸管在u2 正半周导通的时间,u中负的部分越接近正的部分,平均 值Ud越接近零,输出的直流电流平均值也越小。 Power electronics
8 负载阻抗角、触发角 、晶闸管导通角θ的关系 ⚫ 若为定值，a 越大，在u2正半周L储能越少，维持导电的 能力就越弱，θ越小 ⚫ 若为定值， 越大，则L贮能越多，θ越大；且 越大， 在u2负半周L维持晶闸管导通的时间就越接近晶闸管在u2 正半周导通的时间，ud中负的部分越接近正的部分，平均 值Ud越接近零，输出的直流电流平均值也越小
(gp D 为避免U太小,在整流电路的负载两 VVDR 端并联续流二极管 Ot 当u2过零变负时,VDR导通, 为零。此时为负的U2通过VDR向 d) VT施加反压使其关断,L储存的能 量保证了电流i在LRVD回路中 元+ at 流通,此过程通常称为续流。续 流期间u为零,u中不再出现负 g) 一的部分。 图24单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形 Power electronics 9
9 为避免Ud太小，在整流电路的负载两 端并联续流二极管 当u2过零变负时，VDR导通，ud 为零。此时为负的u2通过VDR向 VT施加反压使其关断，L储存的能 量保证了电流id在L-R-VDR回路中 流通，此过程通常称为续流。续 流期间ud为零，ud中不再出现负 的部分。 a ) V T i d b) c) d) e) f) g ) L T R u 1 u 2 uVT u d V DR i VDR uVT i VT I d t t t O t O O O - + i VDR u2 ud i d I d t 1 t O t O 图2-4 单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形
(gp 若近似认为i为一条水平线,恒为Ⅰ,则有 (2-5) dvI2丌 - IVT 2T d(r)=1 (2-6) 2 丌+a dvD (27) 2丌 2丌+ 丌+c lAd(at) (2-8) VDR 2丌 VT的a移相范围为180 Power electronics 10
10 dVT d 2 I I − = VT d d I I d t I 2 ( ) 2 1 2 − = = dVD d I I R 2 + = 若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有 （2-5） d 2 2 VD d 2 ( ) 2 1 R I I d t I + = = + （2-6） （2-7） （2-8） VT的a 移相范围为180