交流直流變換電路

1、關(guān)于交流直流變換電路第1頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四13.1 概述整流電路的分類(lèi)：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種。按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路。按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路。按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。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?。?頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四3.2 單相可控整流電路3.2.1 單相半波可控整流電路3.2.2 單相全控橋式整流電路3.2.3 單相半控橋式整流電路第3頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四3.

2、2.1 單相半波可控整流電路一、電阻性負(fù)載電爐、電焊機(jī)及白熾燈等均屬于電阻性負(fù)載變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電壓與電流成正比，兩者波形相同。工作原理分析圖3-2-1 單相半波可控整流電路（電阻性負(fù)載）及波形wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00第4頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四4工作原理分析在電源電壓正半周，晶閘管承受正向電壓，在t=處觸發(fā)晶閘管，晶閘管開(kāi)始導(dǎo)通；負(fù)載上的電壓等于變壓器輸出電壓u2。在t=時(shí)刻，電源電壓過(guò)零，晶閘管電流小于維持電流而關(guān)斷，負(fù)載電流為零。在電

3、源電壓負(fù)半周，uAK0，晶閘管承受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，負(fù)載電流為零，負(fù)載上沒(méi)有輸出電壓，直到電源電壓u2的下一周期，直流輸出電壓ud和負(fù)載電流id的波形相位相同。通過(guò)改變觸發(fā)角的大小，直流輸出電壓ud的波形發(fā)生變化，負(fù)載上的輸出電壓平均值發(fā)生變化，顯然=180時(shí)，Ud=0。由于晶閘管只在電源電壓正半波內(nèi)導(dǎo)通，輸出電壓ud為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)直流，故稱(chēng)“半波”整流。3.2.1 單相半波可控整流電路wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00圖3-2-1 單相半波可控整流電路（電阻性負(fù)載）及波形第5頁(yè)，共107頁(yè)，2022

4、年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四5 首先，引入兩個(gè)重要的基本概念：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,用表示,也稱(chēng)觸發(fā)角或控制角。導(dǎo)通角：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度稱(chēng)為導(dǎo)通角，用表示 。 通過(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位來(lái)控制直流輸出電壓大小的方式稱(chēng)為相位控制方式，簡(jiǎn)稱(chēng)相控方式。 在單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中,移相角的控制范圍為:0，對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通角的可變范圍是0，兩者關(guān)系為 =。3.2.1 單相半波可控整流電路第6頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四62. 基本數(shù)量關(guān)系(1) 直流輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id3.2.1

5、 單相半波可控整流電路 輸出電流平均值Id : 直流輸出電壓平均值Ud :第7頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四7(2) 輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I3.2.1 單相半波可控整流電路 輸出電流有效值I : 直流輸出電壓有效值U :第8頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四8(3) 晶閘管電流有效值和變壓器二次側(cè)電流有效值單相半波可控整流電路中，負(fù)載、晶閘管和變壓器二次側(cè)流過(guò)相同的電流，故其有效值相等，即：3.2.1 單相半波可控整流電路第9頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四9(4) 功率因數(shù)cos整流器功率因數(shù)是變

6、壓器二次側(cè)有功功率與視在功率的比值式中 P變壓器二次側(cè)有功功率，P=UI=I2R S變壓器二次側(cè)視在功率，S=U2I2 (5) 晶閘管承受的最大正反向電壓UTM晶閘管承受的最大正反向電壓UTM是相電壓峰值。3.2.1 單相半波可控整流電路第10頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四10例3-1 如圖所示單相半波可控整流器，電阻性負(fù)載，電源電壓U2為220V，要求的直流輸出電壓為50 V，直流輸出平均電流為20A。 試計(jì)算：(1) 晶閘管的控制角。(2) 輸出電流有效值。(3) 電路功率因數(shù)。(4) 晶閘管的額定電壓和額定電流。3.2.1 單相半波可控整流電路第11頁(yè)，共1

7、07頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四11解 : (1) 當(dāng)=90時(shí)，輸出電流有效值(3) (2)則=90第12頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四12(4) 晶閘管電流有效值IT 與輸出電流有效值相等，即：（5）晶閘管承受的最高電壓：考慮(23)倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以選取滿(mǎn)足要求的晶閘管。取2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為：則第13頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四133.2.1 單相半波可控整流電路2）電感性負(fù)載電感性負(fù)載通常是電機(jī)的勵(lì)磁線(xiàn)圈和負(fù)載串聯(lián)電抗器等。電感性負(fù)載的特點(diǎn)：電感對(duì)電流變化有抗拒作用

8、，使得流過(guò)電感的電流不發(fā)生突變。 圖3-2-2 帶阻感負(fù)載的 單相半波電路及其波形第14頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四14 圖3-2-3 帶阻感負(fù)載(不接續(xù)流管)的 單相半波電路及其波形1. 無(wú)續(xù)流二極管時(shí)工作原理0：uAK大于零，但門(mén)極沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管處于正向關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓、電流都等于零。在t=時(shí)，門(mén)極有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載電壓ud= u2。當(dāng)t=時(shí)，交流電壓u2過(guò)零，由于有電感電勢(shì)的存在，晶閘管的電壓uAK仍大于零，晶閘管會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通，電感的儲(chǔ)能全部釋放完后，晶閘管在u2反壓作用下而截止。直到下一個(gè)周期的正半周。3.2.1 單相半波可控整流電

9、路有負(fù)面積第15頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四15數(shù)量關(guān)系 直流輸出電壓平均值Ud為 從Ud的波形可以看出，由于電感負(fù)載的存在，電源電壓由正到負(fù)過(guò)零點(diǎn)也不會(huì)關(guān)斷，輸出電壓出現(xiàn)了負(fù)波形，輸出電壓和電流的平均值減小；當(dāng)大電感負(fù)載時(shí)輸出電壓正負(fù)面積趨于相等，輸出電壓平均值趨于零，則Id也很小。所以，實(shí)際的大電感電路中，常常在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管。3.2.1 單相半波可控整流電路第16頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四162.接續(xù)流二極管時(shí)工作原理u20：uAK0。在t=處觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通， ud= u2續(xù)流二極管VDR承受反向電壓而處于斷態(tài)

10、。u20：電感的感應(yīng)電壓使VDR承受正向電壓導(dǎo)通續(xù)流，晶閘管承受反壓關(guān)斷,ud=0。如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通，使id連續(xù)。3.2.1 單相半波可控整流電路 圖3-2-4 帶阻感負(fù)載(接續(xù)流管)的 單相半波電路及其波形u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)第17頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四17由以上分析可以看出，電感性負(fù)載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負(fù)載波形相同，續(xù)流二極管可以起到提高輸出電壓的作用。在大電感負(fù)載時(shí)負(fù)載電流波形連續(xù)且近似一條直線(xiàn)

11、，流過(guò)晶閘管的電流波形和流過(guò)續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。對(duì)于電感性負(fù)載加續(xù)流二極管的單相半波可控整流器移相范圍與單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載相同為0180，且有+=180。3.2.1 單相半波可控整流電路第18頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四18基本數(shù)量關(guān)系(1) 輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id輸出電壓平均值Ud輸出電流平均值Id3.2.1 單相半波可控整流電路第19頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四19(2) 晶閘管的電流平均值IdT與晶閘管的電流有效值IT晶閘管的電流平均值IdT ：晶閘管的電流有效值IT：3.2.1 單相半

12、波可控整流電路第20頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四20(3) 續(xù)流二極管的電流平均值IdD與續(xù)流二極管的電流有效值ID3.2.1 單相半波可控整流電路第21頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四21單相半波可控整流電路的特點(diǎn) 簡(jiǎn)單，但輸出脈動(dòng)大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化。實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路。分析該電路的主要目的是建立起整流電路的基本概念。 3.2.1 單相半波可控整流電路第22頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四223.2.2 單相全控橋式整流電路1) 帶電阻負(fù)載的工作情況a)u(i)p

13、wtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4圖3-2-5 單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形工作原理及波形分析VT1和VT4組成一對(duì)橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷。VT2和VT3組成另一對(duì)橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷。電路結(jié)構(gòu)單相全控橋式整流電路(Single Phase Bridge Contrelled Rectifier)第23頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四數(shù)量關(guān)系1)輸出直流電壓平均值Ud及有效值U（a 角的移相范圍為180。）3.2.2 單相全控橋式整流電

14、路2) 輸出直流電流平均值Id 3) 晶閘管電流平均值IdT和有效值ITpwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4第24頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四243.2.2 單相全控橋式整流電路5) 功率因數(shù)4)變壓器二次測(cè)電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等：不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量 S=U2I2。pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4第25頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四253.2.2 單相全控橋式整流電路2）帶阻感負(fù)載的工作情況u2OwtOwtOwtudidi2b)OwtO

15、wtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4圖3-2-6 單相全控橋帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線(xiàn)。u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，晶閘管VT1和VT4并不關(guān)斷。至t=+a 時(shí)刻，晶閘管VT1和VT4關(guān)斷，VT2和VT3兩管導(dǎo)通。VT2和VT3導(dǎo)通后，VT1和VT4承受反壓關(guān)斷，流過(guò)VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過(guò)程稱(chēng)換相，亦稱(chēng)換流。第26頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四3.2.2 單相全控橋式整流電路數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為90。晶閘管導(dǎo)通角與

16、a無(wú)關(guān)，均為180。電流的平均值和有效值：變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180的矩形波，其相位由a角決定，有效值I2=Id。晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4第27頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四電感性負(fù)載（接續(xù)流二極管）為了擴(kuò)大移相范圍，使波形不出現(xiàn)負(fù)值且輸出電流更加平穩(wěn)，可在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管，如圖3-2-7a電路所示。接續(xù)流管后，的移相范圍可擴(kuò)大到0。在這區(qū)間內(nèi)變化，只要電感量足夠大，輸出電流id就可保持連續(xù)且平穩(wěn)。在電源電壓u2過(guò)零變負(fù)

17、時(shí)，續(xù)流管承受正向電壓而導(dǎo)通，晶閘管承受反向電壓被關(guān)斷。這樣ud波形與電阻性負(fù)載相同，如圖3-2-7b所示。負(fù)載電流id是由晶閘管VT1和VT 3、VT2和VT、續(xù)流管VD相繼輪流導(dǎo)通而形成的。uT波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。3.2.2 單相全控橋式整流電路第28頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四28圖3-2-7 單相全控橋帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 （接續(xù)流管）接入VD：擴(kuò)大移相范圍，不讓ud出現(xiàn)負(fù)面積。移相范圍：0 180ud波形與電阻性負(fù)載相同Id由VT1和VT3，VT2和VT4，以及VD輪流導(dǎo)通形成。uT波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。第29頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20

18、日，20點(diǎn)47分，星期四293. 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況 在|u2|E時(shí)，才有晶閘管承 受正電壓，有導(dǎo)通的可能。 圖3-2-8 單相全控橋式整流電路接反電動(dòng)勢(shì)電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 3.2.2 單相全控橋式整流電路電流斷續(xù) 導(dǎo)通之后， ud=u2， 直至|u2|=E，id即降至0,使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E 。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(chēng)為停止導(dǎo)電角，在a 角相同時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。b)idOEudwtIdOwtaqd第30頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四303.2.2 單相全控橋式整流電路負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)

19、電流斷續(xù)，則電動(dòng)機(jī) 的機(jī)械特性將很軟 。為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器。這時(shí)整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與阻感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式也一樣。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出：圖3-2-9 單相全控橋式整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況twwOud0Eidtpdaq =p第31頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四為了使電流連續(xù)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。電感量足夠大時(shí)，電流波形近似一直線(xiàn)。3.2.2 單相全控橋式整流電路電流連續(xù)有

20、負(fù)面積 由于電感存在Ud波形出現(xiàn)負(fù)面積，使Ud下降。 可調(diào)范圍： 0 90圖3-2-9 單相全控橋式整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況twwOud0Eidtpdaq =p第32頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四323.2.2 單相全控橋式整流電路接入VD：擴(kuò)大移相范圍，不讓ud出現(xiàn)負(fù)面積。移相范圍：0 180ud波形與電阻性負(fù)載相同Id由VT1和VT4，V2和VT3，以及VD輪流導(dǎo)通形成。圖3-2-10 單相全控橋式整流電路，有反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器、接續(xù)流二極管第33頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四33 單相全波可控

21、整流電路 單相全波可控整流電路（Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又稱(chēng)單相雙半波可控整流電路。單相全波與單相全控橋從直流輸出端或從交流輸入端看均是基本一致的。變壓器不存在直流磁化的問(wèn)題。圖3-2-11 單相全波可控整流電路及波形a)wtwab)udi1OOt第34頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四34 單相全波可控整流電路單相全波與單相全控橋的區(qū)別：?jiǎn)蜗嗳ㄖ凶儔浩鹘Y(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材料的消耗多。單相全波只用2個(gè)晶閘管，比單相全控橋少2個(gè)，相應(yīng)地，門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路也少2個(gè)；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的2倍。單相全

22、波導(dǎo)電回路只含1個(gè)晶閘管，比單相橋少1個(gè)，因而管壓降也少1個(gè)。從上述后兩點(diǎn)考慮，單相全波電路有利于在低輸出電壓的場(chǎng)合應(yīng)用。第35頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四353.2.3 單相半控橋式整流電路單相全控橋中，每個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管，為了對(duì)每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，只需1個(gè)晶閘管就可以了，另1個(gè)晶閘管可以用二極管代替，從而簡(jiǎn)化整個(gè)電路。如此即成為單相橋式半控整流電路（先不考慮VDR）。半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時(shí)的工作情況相同。圖3-2-12 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形第36頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期

23、四36單相半控橋帶阻感負(fù)載的情況 假設(shè)負(fù)載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)在u2正半周，觸發(fā)角a處給晶閘管VT1加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。 u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，使得電流從VD4轉(zhuǎn)移至VD2，VD4關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和VD2續(xù)流。在u2負(fù)半周觸發(fā)角a 時(shí)刻觸發(fā)VT3，VT3導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT3和VD2向負(fù)載供電。u2過(guò)零變正時(shí)，VD4導(dǎo)通，VD2關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。圖3-2-12 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形3.2.3 單

24、相半控橋式整流電路第37頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四37續(xù)流二極管的作用若無(wú)續(xù)流二極管，則當(dāng)a 突然增大至180或觸發(fā)脈沖丟失時(shí)，會(huì)發(fā)生一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定，稱(chēng)為失控。（見(jiàn)圖3-2-13）有續(xù)流二極管VDR時(shí)，續(xù)流過(guò)程由VDR完成，晶閘管關(guān)斷，避免了某一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的現(xiàn)象。續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個(gè)管壓降，有利于降低損耗。3.2.3 單相橋式可控整流電路第38頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四38圖3-2-13 單相半

25、控橋電感性負(fù)載不接續(xù)流二極管的情況分析 返回第39頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四393.2.3 單相半控橋式整流電路單相半控橋式整流電路的另一種接法把圖3-5a中的VT3和VT4換為二極管VD3和VD4，這樣可以省去續(xù)流二極管VDR，續(xù)流由VD3和VD4來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3-2-14 單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形圖3-2-15 單相橋式半控整流電路的另一接法第40頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四403.3 三相可控整流電路引言交流測(cè)由三相電源供電。負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、容易濾波?；镜氖侨喟氩煽卣麟娐罚嗳貥蚴?/p>

26、整流電路應(yīng)用最廣 。第41頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四413.3 三相可控整流電路3.3.1 三相半波可控整流電路3.3.2 三相全控橋式整流電路3.3.3 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響第42頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四423.3.1 三相半波可控整流電路電路的特點(diǎn)：變壓器二次側(cè)接成星形得到零線(xiàn)，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)。三個(gè)晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰極接法 。圖3-3-1 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 1、電阻負(fù)載自然換相點(diǎn)：二極管換相時(shí)刻為自然換相點(diǎn)，

27、是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各晶閘管觸發(fā)角a的起點(diǎn)，即a =0。b)c)d)e)f)u2Riduaubuca =0Owt1wt2wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1wtwtwtwtwta)第43頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四433.3.1 三相半波可控整流電路a =0時(shí)的工作原理分析變壓器二次側(cè)a相繞組和晶閘管VT1的電流波形，變壓器二次繞組電流有直流分量。晶閘管的電壓波形，由3段組成。圖3-3-1 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 a=30的波形（圖3-3-2） 特點(diǎn)：負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨

28、界狀態(tài)。a30的情況（圖3-3-3 ） 特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角小于120 。b)c)d)e)f)u2uaubuca =0Owt1wt2wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1wtwtwtwtwta)R第44頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四44圖3-3-2 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載， a=30時(shí)的波形a =30u2uaubucOwtOwtOwtOwtOwtuGuduabuacwt1iVT1uVT1uaca=30時(shí)的特點(diǎn)：負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。a)R第45頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四45圖3-3-

29、3 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載， a=60時(shí)的波形wwttwtwta =60u2uaubucOOOOuGudiVT1a30時(shí)的特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角小于120 。 a移相范圍： 0 150a)R第46頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四463.3.1 三相半波可控整流電路當(dāng)a=0時(shí)，Ud最大，為 。整流電壓平均值的計(jì)算a30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有：a30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有：uuuO2a =30uabcwtuOduuuO2a =60uabcwtud第47頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四47 負(fù)載電流平均值為

30、流過(guò)晶閘管的電流平均值為 晶閘管承受的最大電壓，為變壓器二次線(xiàn)電壓峰值，即3.3.1 三相半波可控整流電路第48頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四483.3.1 三相半波可控整流電路2、阻感負(fù)載圖3-3-4 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3-3-4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(xiàn)。udiauaubuci

31、biciduacOwtOwtOOwtOOwtawtwt第49頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四493.3.1 三相半波可控整流電路2、阻感負(fù)載圖3-3-4 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)的波形阻感負(fù)載特點(diǎn)：晶閘管導(dǎo)通角均為120，與控制角無(wú)關(guān)；移相范圍為90 ；晶閘管電流波形近似為方波。udiauaubucibiciduacOwtOwtOOwtOOwtawtwt第50頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四50第51頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四51各電量計(jì)算(1) 輸出電壓平均值 ud(2）負(fù)載

32、電流平均值 (3）流過(guò)晶閘管的電流平均值IdT、有效值IT 以及承受的最高電壓UTM分別為 3.3.1 三相半波可控整流電路第52頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四52圖3-3-5 三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載(不接續(xù)流管)時(shí)的波形3、大電感負(fù)載接續(xù)流二極管為了擴(kuò)大移相范圍并使負(fù)載電流id 平穩(wěn)，可在電感負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管，由于續(xù)流管的作用，ud波形已不出現(xiàn)負(fù)值，與電阻性負(fù)載ud波形相同。 3.3.1 三相半波可控整流電路接入VD圖3-3-6 三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載(接續(xù)流管)時(shí)的波形第53頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四53

33、3、大電感負(fù)載接續(xù)流二極管在030區(qū)間，電源電壓均為正值，ud波形連續(xù)，續(xù)流管不起作用；當(dāng)30150區(qū)間，電源電壓出現(xiàn)過(guò)零變負(fù)時(shí)，續(xù)流管及時(shí)導(dǎo)通為負(fù)載電流提供續(xù)流回路，晶閘管承受反向電源相電壓而關(guān)斷。這樣ud波形斷續(xù)但不出現(xiàn)負(fù)值。續(xù)流管VD起作用時(shí)，晶閘管與續(xù)流管的導(dǎo)通角分別為： 3.3.1 三相半波可控整流電路第54頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四54各電量計(jì)算(1) 負(fù)載電壓平均值Ud和電流平均值Id 1) 030時(shí) 2) 30150時(shí) 3)負(fù)載電流 Id=Ud/Rd3.3.1 三相半波可控整流電路第55頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期

34、四55（2）晶閘管電流平均值IdT、有效值IT 及晶閘管承受的最高電壓值UTM 1）030時(shí) 2)30150時(shí) （3）續(xù)流管平均電流IdD、有效值ID及承受的最高電壓UDM (30150) 3.3.1 三相半波可控整流電路 第56頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四563.3.2 三相橋式全控整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路共陰極組陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽(yáng)極組陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT4，VT6，VT2）圖3-3-7 三相橋式全控整流電路原理圖導(dǎo)通順序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6陽(yáng)極電壓最大的導(dǎo)通陰極電壓最低

35、的導(dǎo)通第57頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四573.3.2 三相橋式全控整流電路1、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3-3-8 ） a =30 （圖3-3-9） a =60 （圖3-3-10）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3-3-11）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120第58頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四58圖3-3-8 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a=0時(shí)的波形w

36、wwwu2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt1OtOtOtOta = 0iVT1uVT1ud波形連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù)每管工作120 ，每間隔60 有一管換流。第59頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四59圖3-3-9 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a= 30 時(shí)的波形wwwwud1ud2a = 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubauc

37、aucbuabuacuVT1第60頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四60圖3-3-10 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a= 60 時(shí)的波形wwwa = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtwt1OtOtuVT1第61頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四61圖3-3-11 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a= 90 時(shí)的波形ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOwtOwtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1ud波形每60中有一

38、段為零，ud波形不出現(xiàn)負(fù)值。第62頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四623.3.2 三相橋式全控整流電路晶閘管及輸出整流電壓的情況如表3-3-1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=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb第63頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四633.3.2 三相橋式全控整流電路（2）對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT3-VT3-VT4

39、-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VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180。 三相橋式全控整流電路的特點(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。第64頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四643.3.2 三相橋式全控整流電路（3）ud一周期脈動(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

40、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。 三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)第65頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四65a60時(shí)（a =0 圖3-3-12；a =30 圖3-3-13）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3.3.2 三相橋式全控整流電路2、 阻感負(fù)載時(shí)的工作情況主要包括a 60時(shí)（ a =90圖3-3-14）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)，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。帶阻感負(fù)載時(shí)，三

41、相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90 。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(xiàn)。第66頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四66圖3-3-12 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a= 0 時(shí)的波形ud1u2ud2u2LudidwtOwtOwtOwtOuaa = 0ubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1第67頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四67圖3-3-13 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a= 30 時(shí)的波形ud1a = 30ud2uduabuacubcubauca

42、ucbuabuacwtOwtOwtOwtOidiawt1uaubuc第68頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四68圖3-3-14 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a= 90 時(shí)的波形a = 90ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabuduacuabuacwtOwtOwtOubucuawt1uVT1第69頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四693.3.2 三相橋式全控整流電路3、 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： 帶電阻負(fù)載且a 60時(shí)，整流電壓平均值為：輸出電流平均值為 ：Id=

43、Ud /R第70頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四70ik=ib是逐漸增大的， 而ia=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。 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響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VT3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VT3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。圖3-3-15 考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形udidwtOwtOgiciaibiciaId

44、uaubucaVT1VT3VT5第71頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四71 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角換相過(guò)程持續(xù)的時(shí)間，用電角度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。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。udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca第72頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四72 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角g的計(jì)算由上式得：進(jìn)而得出：第73頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四73 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響

45、由上述推導(dǎo)過(guò)程，已經(jīng)求得： 當(dāng) 時(shí)， ，于是g 隨其它參數(shù)變化的規(guī)律： （1） Id越大則g 越大； （2） XB越大g 越大； （3） 當(dāng)a90時(shí)， 越小g 越大。第74頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四74 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 變壓器漏抗對(duì)各種整流電路的影響 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 表3-3-2 各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算注：?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。第75頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日

46、，20點(diǎn)47分，星期四75 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g ，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(xiàn)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。第76頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四763.4 晶閘管的有源逆變工作狀態(tài)一、有源逆變的概念二、有源逆變電路的工作原理三、有源逆變失敗第77頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)

47、47分，星期四77一、 有源逆變的概念 逆變：把直流電變成交流電的過(guò)程。 逆變UPS 3.4 晶閘管的有源逆變工作狀態(tài)第78頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四78 1.逆變分類(lèi)DC AC有源逆變無(wú)源逆變AC DC AC直流電 交流電 電網(wǎng)直流電 交流電 負(fù)載逆變類(lèi)型對(duì)于可控整流電路，滿(mǎn)足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(chēng)為變流電路。第79頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四792. 電源間能量的流轉(zhuǎn)關(guān)系UdM可用兩個(gè)電源相連來(lái)反映問(wèn)題第80頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日

48、，20點(diǎn)47分，星期四802.電源間能量的流轉(zhuǎn)關(guān)系Ud: 施能 E: 受能 R：耗能整流短路有源逆變反極性相連，相當(dāng)于兩個(gè)電源串聯(lián)短路，應(yīng)避免Ud :受能 E : 施能 R：耗能Ud ER+_+_IUd ER+_+_IUd ER+_+_I第81頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四813. 有源逆變產(chǎn)生的條件Q擲向1： 90，整流工作。 Ud上正下負(fù)，電動(dòng)機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行，反電勢(shì)E上正下負(fù)。Q快速擲向2：若 90，Ud下正上負(fù)，反電勢(shì)E上正下負(fù)，兩電源順極性相連，相當(dāng)于短路事故 。Q擲向2：應(yīng)使 90， Ud 極性為上正下負(fù)，且使UdE 。此時(shí)電動(dòng)機(jī)供給能量，運(yùn)行在發(fā)電狀態(tài)，

49、晶閘管裝置吸收能量送回電網(wǎng)。 逆變角 =180 圖3-4-1 單相橋式電路的整流和逆變?cè)淼?2頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四82 實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件可歸納如下： 1) 變流裝置的直流側(cè)必須外接有電壓極性與晶閘管導(dǎo)通方向一致的直流電源E，且E的數(shù)值要大于Ud 2) 變流器必須工作在 90（ 90)區(qū)間，使 Ud 0，才能將直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓碗娋W(wǎng) 3)為了保證變流裝置回路中的電流連續(xù)，逆變電路中一定要串接大電抗3、有源逆變產(chǎn)生的條件注意：?jiǎn)蜗喟肟貥蚧蛴欣m(xù)流二極管的電路，不能實(shí)現(xiàn)有源逆變。第83頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四83二

50、、有源逆變電路的工作原理1. 單相有源逆變電路（以單相全控橋接電動(dòng)機(jī)負(fù)載為例）整流逆變圖3-4-1 單相橋式電路的整流和逆變?cè)淼?4頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四842. 三相有源逆變電路（三相半波接電動(dòng)機(jī)負(fù)載） Ud = -1.17U2cos 圖3-4-2 三相半波有源逆變電路原理第85頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四85圖3-4-3 三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時(shí)不同逆變角的電壓波形3. 三相有源逆變電路（三相全控橋電路）第86頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四86 1.逆變失敗變流器工作在有源逆變

51、狀態(tài)時(shí)，若出現(xiàn)輸出電壓平均值與直流電源E順極性串聯(lián)，兩個(gè)電源共同輸出電能，無(wú)電能回送電網(wǎng)，此時(shí)會(huì)形成很大的短路電流流過(guò)晶閘管和負(fù)載，造成事故。這種現(xiàn)象稱(chēng)為逆變失敗，或稱(chēng)為逆變顛覆。 三、逆變失敗與最小逆變角限制第87頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四872.造成逆變失敗的原因：(1) 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觸發(fā)脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等。(2) 晶閘管發(fā)生故障。器件失去阻斷能力，或器件不能導(dǎo)通。(3) 交流電源異常。在逆變工作時(shí)，電源發(fā)生缺相或突然消失而造成逆變失敗。(4) 換相裕量角不足，引起換相失敗。應(yīng)考慮變壓器漏抗引起的換相重疊角、

52、晶閘管關(guān)斷時(shí)間等因素的影響。往往需限制最小逆變角。 第88頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四88換相重疊角的影響：圖3-4-4 交流側(cè)電抗對(duì)逆變換相過(guò)程的影響當(dāng)b g 時(shí)，換相結(jié)束時(shí)，晶閘管能承受反壓而關(guān)斷。如果b g 時(shí)（從圖3-4-4右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管（VT2）會(huì)關(guān)斷，而應(yīng)關(guān)斷的晶閘管（VT1)不能關(guān)斷，最終導(dǎo)致逆變失敗。 udOOidwtwtuaubucuaubpbgb giVT1iVTiVT3iVTiVT322第89頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四893. 防止逆變失敗的措施采用優(yōu)良可靠的觸發(fā)單元檢查電源情況

53、，排除電源故障選擇質(zhì)量好、規(guī)格合適的晶閘管在控制電路上采取措施，保證逆變角不超出規(guī)定的范圍第90頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四90最小逆變角確定的方法最小逆變角的大小要考慮以下因素：(1) 換相重疊角（ 1525）(2) 晶閘管關(guān)斷時(shí)間 tq 所對(duì)應(yīng)的電角度：約 4 6(3) 安全裕量角：一般取為10左右綜上所述，最小逆變角為：3.4 晶閘管的有源逆變工作狀態(tài)第91頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四913.5 整流電路的性能指標(biāo)及應(yīng)用技術(shù)一、整流電路對(duì)電網(wǎng)的影響二、整流電路的諧波分析三、整流電路的性能指標(biāo)第92頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，

54、5月20日，20點(diǎn)47分，星期四92電力電子裝置要消耗無(wú)功功率，會(huì)對(duì)公用電網(wǎng)帶來(lái)不利影響。無(wú)功功率會(huì)導(dǎo)致視在功率增大，從而使設(shè)備容量增大；無(wú)功功率增加，造成設(shè)備和線(xiàn)路損耗增加；使線(xiàn)路壓降增大，沖擊性無(wú)功電流還會(huì)使電壓劇烈波動(dòng)。 電力電子裝置會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)公用電網(wǎng)產(chǎn)生危害。諧波損耗將降低發(fā)電、輸電和用電設(shè)備的效率；諧波影響電網(wǎng)上其它電氣設(shè)備的正常工作 。如造成電動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)熱，使變壓器局部過(guò)熱，電纜、電容器設(shè)備過(guò)熱等；諧波會(huì)引起電網(wǎng)局部的串聯(lián)和并聯(lián)諧振，從而使諧波放大。諧波會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確；諧波對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 許多國(guó)家都發(fā)布了限制電網(wǎng)諧波

55、的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，或由權(quán)威機(jī)構(gòu)制定限制諧波的規(guī)定。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14549-93）電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波從1994年3月1日起開(kāi)始實(shí)施。一、整流電路對(duì)電網(wǎng)的影響第93頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四93二、整流電路的諧波分析1. 諧波非正弦周期電流，一般滿(mǎn)足狄里赫利條件，可分解為傅里葉級(jí)數(shù)基波分量在傅里葉級(jí)數(shù)中，頻率與工頻相同的分量(n=1)諧波分量頻率為基波整數(shù)倍（n1）的分量諧波次數(shù)諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比第94頁(yè)，共107頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)47分，星期四94三相橋式全控整流電路阻感負(fù)載，忽略換相過(guò)程和電流脈動(dòng)，直流電感L為足夠大以 =30為例，交流側(cè)電壓和電流波形如圖3-5-1中的ua和ia波形所示