整流電路基礎(chǔ)

1、12 整流電路整流電路： 出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟?。整流電路的分類整流電路的分類：按組成的器件可分為不可控不可控、半控半控、全控全控三種。按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路橋式電路和零式電路零式電路。按交流輸入相數(shù)分為單相電路單相電路和多相電路多相電路。按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路單拍電路和雙拍電路雙拍電路。34 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)1 1）帶電阻負(fù)載的工作情況）帶電阻負(fù)載的工作情況變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。電阻負(fù)載的特點(diǎn)電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電壓與

2、電流成正比，兩者波形相同。圖2-1 單相半波可控整流電路及波形5l工作過(guò)程及波形分析工作過(guò)程及波形分析 首先，引入兩個(gè)重要的基本概念： 觸發(fā)延遲角觸發(fā)延遲角：從晶閘管開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用a表示,也稱觸發(fā)角或控制角。導(dǎo)通角導(dǎo)通角：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度，用表示 。 u20, 0 t a ; t= a a t p; t= pc) p t0 , id從0開(kāi)始增加: 消耗能量 貯能 釋放能量id id max 即did /dt=0 之后： 耗能 釋放能量 釋放a.u2E時(shí)，才有晶閘管承 受正電壓，有導(dǎo)通的可能。導(dǎo)通之后， ud=u2， ， 直至|u2|=E

3、，id即降至0使得 晶閘管關(guān)斷，此后ud=E 。REuidd與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度停止導(dǎo)電， 稱為停止導(dǎo)電角，212sinUE（2-16）在 角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。19當(dāng) 30 的情況（的情況（圖2-14 ） 特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角小于120 。圖2-12 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路及a =0時(shí)的波形 313233 a30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有：aappapapcos17.1cos263)(sin2321226562dUUttdUU（2-18）當(dāng)a=0時(shí)，Ud最大，為 。2d0d17.1UUU a30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，

4、此時(shí)有：)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262dapappppapUttdUU(2-19) 整流電壓平均值的計(jì)算整流電壓平均值的計(jì)算34Ud/U2隨a變化的規(guī)律如圖2-15中的曲線1所示。圖2-15 三相半波可控整流電路Ud/U2隨a變化的關(guān)系1電阻負(fù)載 2電感負(fù)載 3電阻電感負(fù)載35 負(fù)載電流平均值為RUIdd（2-20）晶閘管電流平均值為：113dVTdII 晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即222RM45.2632UUUU（2-21）晶閘管陽(yáng)極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即22UUFM（2-22）506ap觸發(fā)角移相

5、范圍：362）阻感負(fù)載）阻感負(fù)載 特點(diǎn)：阻感負(fù)載，L值很大，id波形基本平直。 a30時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。 a30時(shí)（如a=60時(shí)的波形如圖2-16所示）。u2過(guò)零時(shí)，VT1不關(guān)斷，直到VT2的脈沖到來(lái)，才換流，ud波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。id波形有一定的脈動(dòng)，但為簡(jiǎn)化分析及定量計(jì)算，可將id近似為一條水平線。 阻感負(fù)載時(shí)的移相范圍為90。圖2-16 三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載時(shí)的電路及a =60時(shí)的波形37數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系負(fù)載電流連續(xù)：5622612()1.17cos23dUU Sin t dtUpapaap Ud/U2與a成余弦關(guān)系，如圖2-15中的曲線2所示。如果負(fù)載中的電

6、感量不是很大，Ud/U2與a的關(guān)系將介于曲線1和2之間，曲線3給出了這種情況的一個(gè)例子。38ddUIR變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為ddVT2577. 031IIII（2-23） 晶閘管的電流為 負(fù)載電流平均值為：13dVTdIIdVTVT(AV)368. 057. 1III（2-24） 晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值2RMFM45. 2UUU（2-25） 移相范圍102ap39 三相半波的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。40三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路共陰級(jí)組共陽(yáng)極組導(dǎo)通順序圖2-17 三相橋式全控整流電路原理圖411）帶電阻負(fù)載時(shí)的工

7、作情況）帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況當(dāng)a60 時(shí)，ud波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù) 波形圖： a =0 （圖218 ） a =30 （圖219） a =60 （圖220）當(dāng)a60 時(shí)，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值 波形圖： a =90 （ 圖221）帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是1204243444546晶閘管及輸出整流電壓的情況如表21所示時(shí) 段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽(yáng)極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=u

8、acub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb參照?qǐng)D21847 三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)特點(diǎn)（1）2管同時(shí)通形成供電回路，其中共陰極組和共陽(yáng)極組各1，且不能為同1相器件。（2）對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽(yáng)極組VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下兩個(gè)橋臂，即VT1與與VT4，VT3與與VT6，VT5與與VT2，脈沖相差180。48（3）ud一電源周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路。（4）需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘

9、管均有脈沖可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā) 一種是雙脈沖觸發(fā)（常用） (5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。492) 阻感負(fù)載時(shí)的工作情況阻感負(fù)載時(shí)的工作情況a60 時(shí)時(shí)（a =0 圖222；a =30 圖223） ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似。 各晶閘管的通斷情況 輸出整流電壓ud波形 晶閘管承受的電壓波形 區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流id波形不同。 當(dāng)電感足夠大的時(shí)候， id的波形可近似為一條水平線。a 60 時(shí)（時(shí)（ a =90圖224） 阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同。 電阻負(fù)載時(shí)，ud波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。 阻感負(fù)載時(shí)，

10、ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90 。505152533) 定量分析定量分析當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載a60 時(shí)）的平均值為：apapapcos34.2)(sin63123232dUttdUU（2-26） 帶電阻負(fù)載且a 60時(shí)，整流電壓平均值為：)3cos(134.2)(sin63232dapppapUttdUU（2-27）輸出電流平均值為 ：Id=Ud /R54當(dāng)整流變壓器為圖2-17中所示采用星形接法，帶阻感負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形如圖2-23中所示，其有效值為：ddddIIIII816. 03232)(322122

11、2ppp（2-28）晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。接反電勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同。僅在計(jì)算Id時(shí)有所不同，接反電勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)的Id為：REUIdd（2-29）式中R和E分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢(shì)的值。55考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響，該漏感可用一個(gè)集中的電感LB表示?，F(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。VT1換相至VT2的過(guò)程：因a、b兩相均有漏感，故ia、ib均不能突變。于是VT1和VT2同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于將a、b兩相短路，在兩相組成的回路中產(chǎn)生環(huán)流ik。ik=ib是逐漸增大的， 而ia

12、=Id-ik是逐漸減小的。當(dāng)ik增大到等于Id時(shí)，ia=0，VT1關(guān)斷,換流過(guò)程結(jié)束。圖2-25 考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形56換相重疊角換相重疊角換相過(guò)程持續(xù)的時(shí)間，用電角度g g表示。換相過(guò)程中，整流電壓ud為同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相電壓的平均值。2ddddbakBbkBaduutiLutiLuu（2-30） 換相壓降與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，ud平均值降低的多少。dB0B6565B6565Bbb6565dbd23d23)(ddd23)(d)dd(23)(d)(3/21IXiLttiLttiLuutuuUIppppppgapapgapapgapadkkk（2-3

13、1）57換相重疊角g g的計(jì)算B2Bab2)65sin(62)(ddLtULuutipk由上式得：)65sin(26ddB2ptXUtik進(jìn)而得出：)65cos(cos26)(d)65sin(26B265B2pappatXUttXUitk58當(dāng) 時(shí)， ，于是65pgatdkIi)cos(cos26B2dgaaXUI（2-35）2dB62)cos(cosUIXgaa（2-36）g g 隨其它參數(shù)變化的規(guī)律： （1） Id越大則g g 越大； （2） XB越大g g 越大； （3） 當(dāng)a a90 時(shí)，a a 越小g g 越大。59 變壓器漏抗對(duì)各種整流電路的影響變壓器漏抗對(duì)各種整流電路的影響表2-

14、2 各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算 dUdBIXpdB2IXpdB23IXpdB3IXpdB2ImXp)cos(cosgaa2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62UIXmUXIpsin22Bd電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路 23U23U注：?jiǎn)蜗嗳貥螂娐分?，環(huán)流ik是從-Id變?yōu)镮d。本表所列通用公式不適用； 三相橋等效為相電壓等于 的6脈波整流電路，故其m=6，相電壓按 代入。23U23U60變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g g ，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。晶

15、閘管的di/dt 減小，有利于晶閘管的安全開(kāi)通。 有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。61隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用日益廣泛，由此帶來(lái)的諧波(harmonics)和無(wú)功(reactive power)問(wèn)題日益嚴(yán)重，引起了關(guān)注。無(wú)功的危害：v導(dǎo)致設(shè)備容量增加。v使設(shè)備和線路的損耗增加。v線路壓降增大，沖擊性負(fù)載使電壓劇烈波動(dòng)。諧波的危害：v降低設(shè)備的效率。v影響用電設(shè)備的正常工作。v引起電網(wǎng)局部的諧振，使諧波放大，加劇危害。v導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作。

16、v對(duì)通信系統(tǒng)造成干擾。6263引言引言帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路的特點(diǎn)：適用于低電壓、大電流的場(chǎng)合。多重化整流電路的特點(diǎn)：在采用相同器件時(shí)可達(dá)到更大的功率?？蓽p少交流側(cè)輸入電流的諧波或提高功率因數(shù)，從而減小對(duì)供電電網(wǎng)的干擾。64 二次側(cè)為兩組匝數(shù)相同極性相反的繞阻，分別接成兩組三相半波電路。 二次側(cè)兩繞組的極性相反可消除鐵芯的直流磁化。 平衡電抗器是為保證兩組三相半波整流電路能同時(shí)導(dǎo)電。 與三相橋式電路相比，雙反星形電路的輸出電流可大一倍。圖2-35 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)65 繞組的極性相反的目的：消除直流磁通勢(shì)消除直流磁通勢(shì) 如圖可知，雖然兩

17、組相電流的瞬時(shí)值不同，但是平均電流相等而繞組的極性相反，所以直流安匝互相抵消。圖2-36 雙反星形電路，a a =0時(shí)兩組整流電壓、電流波形66接平衡電抗器的原因：接平衡電抗器的原因：當(dāng)電壓平均值和瞬時(shí)值均相等時(shí)，才能使負(fù)載均流。兩組整流電壓平均值相等，但瞬時(shí)值不等。兩個(gè)星形的中點(diǎn)n1和n2間的電壓等于ud1和ud2之差。該電壓加在Lp上，產(chǎn)生電流ip ，它通過(guò)兩組星形自成回路，不流到負(fù)載中去，稱為環(huán)流環(huán)流或平衡電流平衡電流。為了使兩組電流盡可能平均分配，一般使Lp值足夠大，以便限制環(huán)流在負(fù)載額定電流的1%2%以內(nèi)。67雙反星形電路中如不接平衡電抗器，即成為六相半波整流電路六相半波整流電路：

18、只能有一個(gè)晶閘管導(dǎo)電，其余五管均阻斷，每管最大導(dǎo)通角為60o，平均電流為Id/6。 當(dāng)=0o 時(shí)，Ud為1.35U2，比三相半波時(shí)的1.17U2略大些。 因晶閘管導(dǎo)電時(shí)間短，變壓器利用率低，極少采用。平衡電抗器的作用：平衡電抗器的作用： 使得兩組三相半波整流電路同時(shí)導(dǎo)電。對(duì)平衡電抗器作用的理解是掌握雙反星形電路原理的關(guān)鍵。68平衡電抗器使得兩組三相半波整流電路同時(shí)導(dǎo)電的原理分析原理分析： 平衡電抗器Lp承擔(dān)了n1、n2間的電位差，它補(bǔ)償了ub和ua的電動(dòng)勢(shì)差，使得ub和ua兩相的晶閘管能同時(shí)導(dǎo)電。 時(shí)，ubua，VT6導(dǎo)通，此電流在流經(jīng)LP時(shí)，LP上要感應(yīng)一電動(dòng)勢(shì)up，其方向是要阻止電流增大。

19、可導(dǎo)出Lp兩端電壓、整流輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：1td1d2puuu)(212121d2d1pd1pd2duuUuuuu（2-97）（2-98）圖2-37 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形圖2-38 平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況69 雖然 ，但由于Lp的平衡作用，使得晶閘管VT6和VT1同時(shí)導(dǎo)通。 時(shí)間推遲至ub與ua的交點(diǎn)時(shí)， ub = ua ， 。 之后 ub ub ，電流才從VT6換至VT2。此時(shí)VT1、VT2同時(shí)導(dǎo)電。 每一組中的每一個(gè)晶閘管仍按三相半波的導(dǎo)電規(guī)律而各輪流導(dǎo)電。21dduu0pu原理分析：原理分析：圖2-37 平衡電抗器作用下輸出電壓

20、的波形和平衡電抗器上電壓的波形圖2-38 平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況70由上述分析以可得： 平衡電抗器中點(diǎn)作為整流電壓輸出的負(fù)端，其輸出的整流電壓瞬時(shí)值為兩組三相半波整流電壓瞬時(shí)值的平均值。波形如圖2-37 a。)(212121d2d1pd1pd2duuUuuuu（2-98）諧波分析 分析詳見(jiàn)P75-P76。 ud中的諧波分量比直流分量要小得多，且最低次諧波為六次諧波。 直流平均電壓為：021.17dUU圖2-37 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形71a a =30 、 a a =60 和和a a =90 時(shí)輸出電壓的波形分析時(shí)輸出電壓的波形分析分析輸出波形

21、時(shí)，可先求出ud1和ud2波形，然后根據(jù)式（2-98）做出波形( ud1+ud2 ) / 2。輸出電壓波形與三相半波電路比較，脈動(dòng)程度減小了，脈動(dòng)頻率加大一倍，f=300Hz。電感負(fù)載情況下，移相范圍是90。電阻負(fù)載情況下，移相范圍為120。圖2-39 當(dāng)a a =30、60、90時(shí)，雙反星形電路的輸出電壓波形 72整流電壓平均值與三相半波整流電路的相等，為: : Ud=1.17 U2 cos a a 將雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較可得出以下結(jié)論：三相橋?yàn)閮山M三相半波串聯(lián)，而雙反星形為兩組三相半波并聯(lián)，且后者需用平衡電抗器。當(dāng)U2相等時(shí)，雙反星形的Ud是三相橋的1/2，而Id是單相橋的2

22、倍。兩種電路中，晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系一樣，ud和id的波形形狀一樣。73概述： 整流裝置功率進(jìn)一步加大時(shí)，所產(chǎn)生的諧波、無(wú)功功率等對(duì)電網(wǎng)的干擾也隨之加大，為減輕干擾，可采用多重化整流電路。原理： 按照一定的規(guī)律將兩個(gè)或更多的相同結(jié)構(gòu)的整流電路 進(jìn)行組合得到。目標(biāo)： 移相多重聯(lián)結(jié)減少交流側(cè)輸入電流諧波，串聯(lián)多重整流電路采用順序控制可提高功率因數(shù)。741) 移相多重聯(lián)結(jié)移相多重聯(lián)結(jié)有并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)和串聯(lián)多重聯(lián)結(jié)。可減少輸入電流諧波，減小輸出電壓中的諧波并提高紋波頻率，因而可減小平波電抗器。使用平衡電抗器平衡電抗器來(lái)平衡2組整流器的電流。2個(gè)三相橋并聯(lián)而成的12脈波整流電路脈波整流電路。圖

23、2-40 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的12脈波整流電路75移相移相30 構(gòu)成的串聯(lián)構(gòu)成的串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路重聯(lián)結(jié)電路 整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成相位相差30、大小相等的兩組電壓。 該電路為12脈波整流電路。星形三角形圖2-41 移相30串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路 圖2-42 移相30串聯(lián)2重聯(lián)結(jié)電路電流波形76采用多重聯(lián)結(jié)的方法并不能提高位移因數(shù)，但可使輸入電流諧波大幅減小，從而也可以在一定程度上提高功率因數(shù)。772) 多重聯(lián)結(jié)電路的順序控制多重聯(lián)結(jié)電路的順序控制只對(duì)一個(gè)橋的a a角進(jìn)行控制，其余各橋的工作狀態(tài)則根據(jù)需要輸出的整流電壓而定。 或者不工作而使該橋輸出直流電壓為零。 或者a a =0而使

24、該橋輸出電壓最大。根據(jù)所需總直流輸出電壓從低到高的變化，按順序依次對(duì)各橋進(jìn)行控制，因而被稱為順序控制順序控制。不能降低輸入電流諧波，但是總功率因數(shù)可以提高。我國(guó)電氣機(jī)車的整流器大多為這種方式。78791) 什么是逆變？為什么要逆變？什么是逆變？為什么要逆變？逆變（Invertion）把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過(guò)程。逆變電路把直流電逆變成交流電的電路。v有源逆變電路全控整流電路在一定工作條件下，可以把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，反送到電網(wǎng)中去。（即交流側(cè)與電網(wǎng)相連結(jié)）v無(wú)源逆變電路變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載。對(duì)于可控整流電路，滿足

25、一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變。既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路變流電路。802) 直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn) 電路過(guò)程分析。 兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)同極性相接時(shí)，電流總是從電動(dòng)勢(shì)高的流向低的，回路電阻小，可在兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)間交換很大的功率。圖2-44 直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)之間電能的流轉(zhuǎn)a）兩電動(dòng)勢(shì)同極性EG EM b）兩電動(dòng)勢(shì)同極性EM EG c）兩電動(dòng)勢(shì)反極性，形成短路813) 用整流電路代替發(fā)電機(jī)，給電動(dòng)機(jī)供電，用整流電路代替發(fā)電機(jī)，給電動(dòng)機(jī)供電， 分析電能流向分析電能流向 ud EM電能：從交流側(cè) 直流側(cè) 整流狀態(tài) ud E

26、M由于SCR的單方向?qū)щ娦詻Q定了id的單向性，要改變電能的輸送方向，只能改變反電動(dòng)勢(shì)EM的極性，且ud 0，并且MdEU82n單相橋式：n三相半波：n三相全控橋：21.17cosdUUa22.34cosdUUa20.9cosdUUa當(dāng) 時(shí)，Ud Udl內(nèi)部條件：要求晶閘管的控制角 ，使Ud為負(fù)值。4) 產(chǎn)生有源逆變的條件產(chǎn)生有源逆變的條件2pal半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動(dòng)勢(shì)，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。l欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。84逆變和整流的區(qū)別逆變和整流的區(qū)別：控制角 a a 不同l 0a a p p /2 時(shí)，電路工作在整流

27、狀態(tài)。l p p /2 a a p p /2時(shí)的控制角用pp a a = b b表示，b b 稱為逆變角逆變角。l逆變角b b和控制角a a的計(jì)量方向相反，其大小自b =0的起始點(diǎn)向左方計(jì)量。85三相橋式電路工作于有源逆變狀態(tài)，不同逆變角時(shí)的輸出電壓波形如圖2-46所示。圖2-46 三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)的電壓波形86有源逆變狀態(tài)時(shí)各電量的計(jì)算：逆變電路的參數(shù)計(jì)算與整流情況類似，設(shè)電路內(nèi)電流連續(xù)，且近似為一條直線，則：222.34cos1.35cosdlUUUbb dMdUEIR3ddVTII（ Ud 0，EM0）3dVTII從交流電源送到直流側(cè)負(fù)載的有功功率為：dMddIEIR

28、P2在三相橋式電路中，變壓器二次側(cè)線電流的有效值為：ddVTIIII816.0322287逆變失敗逆變失?。孀冾嵏玻?逆變時(shí)，一旦換相失敗，外接直流電源就會(huì)通過(guò)晶閘管電路短路短路，或使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢(shì)變成順向串聯(lián)順向串聯(lián)，形成很大短路電流短路電流。1) 逆變失敗的原因逆變失敗的原因v觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。v晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。v交流電源缺相或突然消失。v換相的裕量角不足，引起換相失敗。882) 確定確定最小逆變角最小逆變角b bmin的依據(jù)的依據(jù)逆變時(shí)允許采用的最小逆變角b

29、 b 應(yīng)等于b bmin= +g g+ （2-109） 晶閘管的關(guān)斷時(shí)間tq折合的電角度, 45g g 換相重疊角 安全裕量角，10左右 這樣， b bmin一般取3035。對(duì)于可逆直流拖動(dòng)系統(tǒng)，整流電壓與逆變電壓間要相互配合，因此，對(duì)min也必須加以限制。也必須加以限制。89l相控電路：相控電路：晶閘管可控整流電路，通過(guò)控制觸發(fā)角a的大小即控制觸發(fā)脈沖起始相位來(lái)控制輸出電壓大小。l 相控電路的驅(qū)動(dòng)控制相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 為保證相控電路正常工作，很重要的是應(yīng)保證按觸發(fā)角a a的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。 晶閘管相控電路，習(xí)慣稱為觸發(fā)電路。l 大、中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是晶體管觸發(fā)電路，其中以同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路應(yīng)用最多。90l輸出可為雙窄脈沖（適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的電路