电力电子技术第2章 相控整流电路ppt课件.ppt

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1、第2章：相控整流电路2.1整流器的性能指标2.2单相相控整流电路2.3三相相控整流电路2.4大容量相控整流电路2.5相控整流电路的换相压降2.6整流电路的有源逆变工作状态2.7晶闸管相控电路的驱动控制第2章：相控整流电路整流电路；交流转换为直流按照输入交流电源的相数:单相、三相和多相整流电路；按电路中组成的电力电子器件控制特性:不可控、半控整流电路；根据整流电路的结构形式:半波、全波和桥式整流电路等类型。相控整流电路:电压可调；二极管整流电路:电压固定；相控整流电路的类型：2.1整流器的性能指标（1）输出的直流电压大小可以控制；（2）输出直流侧电压和交流侧电流中的

2、纹波都必须限制在允许范围内；（3）整流器的效率要高。利用电力电子器件的可控开关特性把交流电能变为直流电能的整流电路构成的系统称为整流器。整流器电路性能和控制方式必须满足的要求：定义：5.1整流器的性能指标(续)整流器的输出电压是脉动的，其中除了有主要的直流成分外，还有一定的交流谐波成分。定义整流器的输出电压的交流纹波有效值UH与直流平均值UD之比为电压纹波系数γu。即1、电压纹波系数γu（2.1.1）如果直流输出电压有效值用U表示，则，因此有：若第n次谐波峰值为Unm,则定义Unm与UD之比为电压脉动系数Sn，（2.1.3）（2.1.2）2、电压脉动系数Sn2.1

3、整流器的性能指标(续)整流电路输出为各次谐波电流之和。输入电流总畸变率THD（TotalHarmonicDistortion）又称谐波因数HF（HarmonicFactor），是指除基波电流以外的所有谐波电流有效值与基波电流有效值之比，即3、   输入电流总畸变率THD（2.1.4）式中Isn为n次谐波电流有效值。4、   输入功率因数PF定义交流电源输入有功功率平均值P与其视在功率S之比为输入功率因数PF（Powerfactor）,即对于无畸变的正弦波，谐波电流在一个周期内的平均功率为零，只有基波电流Is1形成有功功率上式中φ1是输入电压与输入电流基波分量之间的

4、相位角。则称为基波位移因数(或基波功率因数)，于是输入功率因数为:（2.1.5）（2.1.6）上式表明：功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定。φ1越小，基波功率因数越大，相应的PF也越大。另一方面，输入电流总畸变率THD越小，功率因数PF也越大。4、   输入功率因数PF(续)（2.1.7）式中称为基波因数，且有所以第2章：相控整流电路2.1整流器的性能指标2.2单相相控整流电路2.3三相相控整流电路2.4大容量相控整流电路2.5相控整流电路的换相压降2.6整流电路的有源逆变工作状态2.7晶闸管相控电路的驱动控制在单相相控整流电路中，定义晶闸管从

5、承受正向电压起到触发导通之间的电角度α称为控制角(或移相角)，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用θ表示。2.2.1单相半波相控整流电路图2.2.1单相半波可控整流1.电阻性负载(1)电路图（2.2.2）2.2.1单相半波相控整流电路续)上式表明，只要改变控制角α(即改变触发时刻)，就可以改变整流输出电压的平均值，达到相控整流的目的。(2)电阻性负载时参数计算：根据波形图2.2.1(b)，可求出整流输出电压平均值为：移相范围：整流输出电压Ud的平均值从最大值变化到零时，控制角α的变化范围为移相范围。当α=0时，Ud=0，当α=π时，Ud=0.45U2为最大

6、值。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，简称相控方式。单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为π。图2.2.1单相半波可控整流波形图(2)电阻性负载时参数计算（续）：图2.2.1单相半波可控整流波形图根据有效值的定义，整流输出电压的有效值为（2.2.4）那么，整流输出电流的平均值Id和有效值I分别为电流的波形系数Kf为（2.2.7）（2.2.5）（2.2.6）上式(2.2.7)表明，控制角α越大，波形系数Kf越大。2.2.1单相半波相控整流电路(续)(2)电阻性负载时参数计算（续）：图2.2.1单相半波可控整流原理（2.2.

7、8）如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为电源输入的视在功率为（2.2.10）（2.2.9）从上式可知，功率因数是控制角α的函数，且越α大，相控整流输出电压越低，功率因数PF越小。当α=0时，PF=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波，而且基波电流与基波电压(即电源输入正弦电压)也不同相，即是使电阻性负载，PF也不会等于1。电路的功率因数2.2.1单相半波相控整流电路(续)2.电感性负载（等效为电感L和电阻R串联）图2.2.3感性负载单相半波可控整流电路及其波形工作原理2.2.1单相半波相控整流电路(续)2.电感性负载(续)感性

8、负载上的输