情境三任務(wù)2-AC-DC變換電路

學(xué)習(xí)情境三

功率變換電路功率變換電路電力電子器件AC-DC變換電路DC-AC變換電路DC-AC變換電路學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路知識準(zhǔn)備：AC-DC變換電路，是將交流電源變換成直流電的電路，大多數(shù)整流電路由變壓器。整流主電路、濾波器等組成，20世紀(jì)70年代以后，整流主電路多用硅整流二極管或晶閘管組成，濾波器接在主電路與負(fù)載之間，用于濾除脈動直流電壓中的交流成分，變壓器設(shè)置與否視具體情況而定，變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。問題1：什么是不可控整流電路？學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題1：什么是不可控整流電路？1）單相半波整流電路：不可控整流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成脈動直流電的電路。半波整流電路是電源電路中一種最簡單的整流電路，它的電路結(jié)構(gòu)最為簡單，整流變壓器、二極管及負(fù)載組成。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題1：什么是不可控整流電路？1）單相半波整流電路：整流波形如圖所示。由于這種電路只在交流的半個周期內(nèi)才導(dǎo)通，也只有在正半周時才有電流流過負(fù)載，故稱為單相半波整流電路。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題1：什么是不可控整流電路？1）單相半波整流電路：負(fù)載電阻上得到的是一個半波整流電壓，整流電壓雖然是單方面的，但其大小是變化的，稱之為脈動直流電壓。半波整流電路的輸出電壓不到輸入電壓的一半，交流分量大，效率低。因此這種電路僅適用于整流電流較小，對脈沖要求不高的場合。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題1：什么是不可控整流電路？2）單相橋式整流電路：為了克服半波整流電路的缺點(diǎn)，在實(shí)用電路中多采用全波整流電路，最常用的全波整流電路是橋式整流電路。它是由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題1：什么是不可控整流電路？2）單相橋式整流電路：為了克服半波整流電路的缺點(diǎn)，在實(shí)用電路中多采用全波整流電路，最常用的全波整流電路是橋式整流電路。它是由四個二極管接成電橋的形式構(gòu)成的。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題1：什么是不可控整流電路？3）三相橋式整流電路：廣泛應(yīng)用的三相橋式整流電路是從三相半波電流電路擴(kuò)展而來。三相橋式整流電路是由兩組三相半波整流電路串聯(lián)而成的，一組接成共陰極，另一組接成共陽極，這種整流電路不再需要變壓器中點(diǎn)。三相橋式整流電路工作時，共陰極的三個二極管中，陽極交流電壓最高的那個二極管優(yōu)先導(dǎo)通，而另外兩個二極管因承受反壓處于關(guān)斷狀態(tài)；同理，共陽極的三個二極管中，陰極交流電壓最低的那個二極管優(yōu)先導(dǎo)通，而另外兩個二極管因承受反壓處于關(guān)斷狀態(tài)。即在電路工作過程中，共陰極組和共陽極組中各有一個二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題2：什么是PWM整流電路？PWM整流電路由全控性功率開關(guān)器件構(gòu)成，采用脈沖寬度調(diào)制（Pulse

Width

Modulatiom，簡稱PWM）控制方式。PWM整流電路也不是傳統(tǒng)意義上的AC/DC變換電路，而是一種能夠?qū)崿F(xiàn)電能雙向變換的電路，當(dāng)PWM整流電路從電網(wǎng)接收電能時，工作于整流狀態(tài)；當(dāng)PWM整流電路向電網(wǎng)反饋電能時，則工作于有源逆變狀態(tài)。根據(jù)不同的分類，PWM整流電路有不同的類型，按電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和外特性，PWM整流電路可分為電壓型和電流型，兩者的區(qū)別在于直流側(cè)濾波形式的不同，電壓型整流電路采用大電容，電流型整流電路則采用大電感。電壓型PWM整流電路更為廣泛。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題2：什么是PWM整流電路？1）單相電壓型PWM整流電路：單相電壓型PWM整流電路最初應(yīng)用于電力機(jī)車交流傳動系統(tǒng)中，為牽引變流器提供直流電源。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題2：什么是PWM整流電路？2）三相電壓型PWM整流電路：三相電壓型PWM整流電路具有更快的相應(yīng)速度和更好的輸入電流波形，穩(wěn)態(tài)工作時，輸出電流電壓不變，開關(guān)器件按正弦規(guī)律脈寬調(diào)制，整流器交流側(cè)的輸出電壓與逆變器相同，忽略整流電路輸出交流電壓的諧波，變換器可以看做是可控正弦三相電壓源，它和正弦的電源高電壓共同作用于輸入電感，產(chǎn)生正弦電流波形，適當(dāng)控制整流電路輸出電壓的隔值和相位，就可以獲得所需大小和相位的輸入電流。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題2：什么是PWM整流電路？2）三相電流型PWM整流電路：三相電流型PWM整流電路用于穩(wěn)定輸出電流使輸出特性為電流源特性，利用正弦調(diào)制方式控制直流電流在各開關(guān)器件上的分配，使交流電流波形接近正弦波，且和電源電壓同相位，交流側(cè)電容的作用時濾除與開關(guān)頻率相關(guān)的高次諧波。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題2：什么是PWM整流電路？2）三相電壓型PWM整流電路：電流型整流電路的優(yōu)點(diǎn)：①由于輸出電感的作用，短路時電流的上升速度受到限制；②開關(guān)器件直接對直流電流進(jìn)行脈寬調(diào)制，所以輸入電流控制簡單，控制速度快。但有以下缺點(diǎn)：③直流側(cè)電感的體積、質(zhì)量和功耗較大；④常用的全控器件都是雙向?qū)ǖ?，使主電路通態(tài)損耗較大。學(xué)習(xí)任務(wù)2

AC-DC變換電路問題2：什么是PWM整流電路？2）三相電壓型PWM整流電路：PWM整流電路改善了傳統(tǒng)晶閘管相控整電路中交流側(cè)諧波電流較大、深度相控時功率因數(shù)較低的缺點(diǎn)。PWM整流電路采用全控器件可以實(shí)現(xiàn)理想化的交直流變換，具有輸出直流電壓可調(diào)，交流側(cè)電流波形為正弦、功率因數(shù)