no-8電力電子技術(shù)ch2可控整流電路雙反星形

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電力電子技術(shù)

PowerElectronics任課教師：謝少軍

課程組網(wǎng)站：南航電力電子課程組2

電力電子技術(shù)

PowerElectronics第二章可控整流電路3第三節(jié)三相橋式全控整流電路一.電路構(gòu)成:（輸出串聯(lián)構(gòu)成）4第三節(jié)三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載α＝0oα＝30oα＝60oα＝90o5第三節(jié)三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載6由于輸出電壓Ud波形連續(xù)，負(fù)載電流波形也連續(xù)在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)晶閘管導(dǎo)電120o，輸出電壓波形與電感性負(fù)載時(shí)相同控制角α≤60度電阻性負(fù)載第三節(jié)三相橋式全控整流電路7電流波形斷續(xù)在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)晶閘管導(dǎo)電120o－α每個(gè)晶閘管需導(dǎo)通兩次（即需雙脈沖或?qū)捗}沖驅(qū)動(dòng)）控制角α>60度第三節(jié)三相橋式全控整流電路8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a≤60時(shí)）的平均值：

帶電阻負(fù)載且a>60時(shí)，整流電壓平均值：輸出電流平均值：Id=Ud/R當(dāng)α＝120o時(shí)，Ud＝0，控制角移相范圍為120o第三節(jié)三相橋式全控整流電路9控制特性:Ud/U2l---

α2.34U2=1.35U2l第三節(jié)三相橋式全控整流電路10總結(jié)

三相橋式全控整流電路特點(diǎn)：（與三相半波電路相比）◆輸出電壓提高一倍（兩組半波電路串聯(lián)構(gòu)成）

◆輸出電壓的脈動(dòng)較?。?脈波）

◆變壓器利用率高，無直流磁化問題

◆最常用（大容量負(fù)載供電，電力拖動(dòng)系統(tǒng)）第三節(jié)三相橋式全控整流電路11第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路由兩組共陰極三相半波可控整流電路組合而成（并聯(lián)方式組合）電源變壓器初級(jí)接成三角形，兩組次級(jí)繞組都接成三相星形在兩個(gè)中點(diǎn)之間，接有平衡電抗器LP一、電路構(gòu)成:12兩組次級(jí)繞組相位差180度--------雙反星形電路每相是反星結(jié)構(gòu)，磁芯內(nèi)磁通方向相反，沒有直流磁化問題有Lp后，負(fù)載電流由兩組各分擔(dān)一半電流僅流過一個(gè)SCR:適用于低電壓高電流場(chǎng)合二、電路特點(diǎn):第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路同名端！13雙反星形電路中并聯(lián)的兩組三相半波電路輸出整流電壓互差60o在同一控制角下，雖然兩組電壓平均值相同，但瞬時(shí)電位不等第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路二、電路特點(diǎn):14無Lp時(shí)的工作情況三、平衡電抗器的作用第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路15無Lp時(shí)的工作情況*六相半波可控整流電路*任一瞬間，只有相電壓最高的那一相SCR可以觸發(fā)導(dǎo)通*SCR最大導(dǎo)通角60度*每管平均電流為Id/6*ud為六相電壓波形包絡(luò)線三、平衡電抗器的作用第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路Ud=1.35U2（α=0時(shí)）缺點(diǎn)：SCR導(dǎo)通角小變壓器利用率低;未達(dá)到并聯(lián)目的16無Lp時(shí)的工作波形（六相半波可控整流電路）Ud=1.35U2（α=0時(shí)）缺點(diǎn)：SCR導(dǎo)通角小變壓器利用率低未達(dá)到并聯(lián)目的；很少采用第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路17補(bǔ)償兩組輸出Ud1和Ud2的瞬時(shí)電壓之差使二組晶閘管同時(shí)導(dǎo)電，并聯(lián)向負(fù)載提供電流三、平衡電抗器的作用第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路18ωt1時(shí)刻

ua>uc'Id1上升平衡電抗器會(huì)產(chǎn)生？感應(yīng)電勢(shì)的作用？四、平衡電抗器的工作原理分析第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路SCR二端的電壓？平衡電抗器總的感應(yīng)電勢(shì)等于兩相電壓瞬時(shí)值的差值負(fù)載上兩端電壓ud四、平衡電抗器的工作原理分析平衡電抗器的作用:使電壓較高的相ua減小up／2，電壓較低的相uc’增加up／2．使Ta和Tc’同時(shí)導(dǎo)通向負(fù)載供電第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路20ωt2:uc'

=ua

up=(ua-uc')=0Ta和Tc’繼續(xù)同時(shí)導(dǎo)通四、平衡電抗器的工作原理分析第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路21ωt2之后

uc'

>ua

，up=(ua-uc')<0平衡電抗器上感應(yīng)電勢(shì)極性反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向決定了電流的變化方向id1減小，id2增大四、平衡電抗器的工作原理分析－+－+第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路22Ta,Tc’繼續(xù)導(dǎo)通直到Ub>Ua時(shí)觸發(fā)UbTb導(dǎo)通，Ta關(guān)斷電流由a相換流到b相Tc’繼續(xù)導(dǎo)通四、平衡電抗器的工作原理分析第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路23各個(gè)換流點(diǎn)類似三相半波整流電路分析TaTbTc的自然換相點(diǎn)Ta’Tb’Tc’的自然換相點(diǎn)四、平衡電抗器的工作原理分析c→aa→bb→cb’→c’c’→a’a’→b’第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路241電壓關(guān)系分析：左邊電路回路方程：右邊電路回路方程：五、數(shù)量關(guān)系第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路25輸出電壓的波形：負(fù)載輸出電壓為兩組輸出電壓的平均值如ωt1時(shí)，a相和c’相導(dǎo)通，輸出為這兩相平均值根據(jù)兩組輸出電壓波形相加除2，即可得輸出電壓第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路26第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路27控制角α=60度和90度時(shí)ud波形(大電感負(fù)載)：與三相橋式一樣電感性負(fù)載電流連續(xù)時(shí)，移相范圍為90度，電阻性負(fù)載為120度（輸出電壓只有正半部分）第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路28輸出電壓的波形：輸出電壓仍為對(duì)應(yīng)兩組輸出電壓的平均值輸出電壓也即為對(duì)應(yīng)兩相的線電壓的一半導(dǎo)通時(shí)序也仍為Uab/2,Uac/2,Ubc/2,Uba/2,Uca/2,Ucb/2只是對(duì)應(yīng)的相位滯后一個(gè)控制角度第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路29諧波含量減小，最低次諧波為六次輸出平均電壓與三相半波整流相同（波形連續(xù)）帶平衡電抗器的所以雙反星結(jié)構(gòu)等效于兩組三相半波并聯(lián)，輸出電壓平均值不變ud波形特點(diǎn)第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路302電流關(guān)系分析：感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生環(huán)路電流：定義為iP對(duì)于瞬時(shí)電壓高的支路：對(duì)于瞬時(shí)電壓低的支路：當(dāng)環(huán)流過大時(shí)，會(huì)只有單路供電第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路312電流關(guān)系分析：感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生環(huán)路電流

第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路?變壓器原邊電流：32兩個(gè)直流電源并聯(lián)時(shí)，只有當(dāng)電壓平均值和瞬時(shí)值均相等時(shí)，才能使負(fù)載均流雙反星形電路中，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)O1和O2間的電壓等于ud1和ud2之差。該電壓加在Lp上，產(chǎn)生電流ip,它通過兩組星形自成回路，不流到負(fù)載中去，稱為環(huán)流或平衡電流電路工作小結(jié)第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路33考慮到ip后，每組三相半波承擔(dān)的電流分別為1/2Id±ip。為了使兩組電流盡可能平均，一般使Lp足夠大，以便限制環(huán)流在負(fù)載額定電流的1%---2%以內(nèi)。雙反星形電路如不接Lp，即成為六相半波整流電路電路工作小結(jié)第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路34六、平衡電抗器的參數(shù)計(jì)算第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路35預(yù)備知識(shí)：付氏變換物理含義：若函數(shù)x(t)表示信號(hào)，t——時(shí)間。則X(f)表示信號(hào)的頻譜，f——頻率。

第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路36x(t)是以T為周期的矩形函數(shù)，則其付立葉級(jí)數(shù)表示為：基波（1次諧波）3次諧波5次諧波7次諧波……第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路37整流電壓的諧波分析對(duì)于m相整流輸出電路，一個(gè)輸入周期內(nèi)輸出電壓脈動(dòng)m次利用傅立葉分解：輸出電壓可以分解出直流分量

各個(gè)高次諧波第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路38ud1和ud2輸出電壓ud六、平衡電抗器的參數(shù)計(jì)算第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路39Lp計(jì)算：關(guān)鍵是up以α=0時(shí)感應(yīng)電勢(shì)up的大小來估算up=ud1-ud2(波形如圖所示)，up最低次諧波為3次平衡電抗器的參數(shù)計(jì)算由于uP主要諧波為三次，所以感抗為而最大環(huán)流為所以有：進(jìn)一步化簡(jiǎn)：40

雙反星整流電路的外特性如圖當(dāng)Id>Idmin時(shí)，兩組三相半波電路同時(shí)并聯(lián)供電當(dāng)Id<Idmin時(shí)，單組供電(此時(shí)Ip=0.5Idmin)當(dāng)α＝0時(shí)，Id=0時(shí)，Ud由1.17U2轉(zhuǎn)化為1.35U2七、雙反星整流電路的外特性第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路41※雙反星形整流電路---由兩組三相半波電路并聯(lián)三相橋式電路---兩組三相半波電路串聯(lián)※電路的串聯(lián)使輸出電壓提高，并聯(lián)可使輸出電流加大（用同容量SCR）※在大功率整流設(shè)備中常常把整流電路串并聯(lián)連接以增大輸出功率帶平衡電抗器的雙反星形整流電路總結(jié)第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路42

※兩組三相半波電路雙反星形并聯(lián)工作，整流電壓波形形狀與六相的整流波形一樣※整流電壓的最低次諧波為六次。比三相半波好?！瑫r(shí)有兩相導(dǎo)電，變壓器不存在直流磁化?！c六相半波整流電路相比，變壓器次級(jí)繞組利用率提高了一倍，故變壓器容量比六相半波小?！拷M三相半波整流電流是負(fù)載電流的50%。SCR選擇和變壓器次級(jí)繞組容量的確定按Id/2計(jì)算即可。大電感負(fù)載時(shí)IT=I2=0.289Id（是三相半波時(shí)的一半）帶平衡電抗器的雙反星形整流電路總結(jié)第五節(jié)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路43作業(yè)：

2-18注意：原邊電流波形

44第六節(jié)十二相整流電路（多重化整流電路）一.兩組三相橋串聯(lián)組成的十二相整流電路45兩組三相橋串聯(lián)組成的十二相整流電路*整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成線電壓相位相差30度,

大小相等的兩組電壓,接到互相串聯(lián)的兩組整流橋.*輸出電壓在每個(gè)交流電源周期中脈動(dòng)12次*應(yīng)用:高電壓(小電流)

供電質(zhì)量高(低電壓紋波)第六節(jié)十二相整流電路（