现代电力电子技术——整流电路
电力电子技术——单相整流电路
• 变压器起变换 电压和隔离的 作用，其一次 侧和二次侧电 压瞬时值分别 用 u1 和 u2 表 示 ， 有效值分别用 U1和U2表示。
Goback
• 原理分析：
➢ 在u2正半周，VT承受正向阳极电压，wt1时刻给VT门极
加触发脉冲。
➢ 在t1刻之前，SCR处于正向阻断状态，电路中无电流， 负载电阻两端电压为零，u2全部施加于VT两端。
习题： 2-1，2
转波形
§2.2 单相桥式全控整流电路
Single Phase Bridge Controlled Rectifier
1. 电阻性负载
• 在u2正半周，ua>ub ，若4只管均未触发导通，则 输 出 id=0 ， ud=0 ， VT1 、 VT4 承 受 正 向 电 压 ， 各 承受u2 的一半。
➢ uR随着id而变化，当 uR=u2时did/dt=0， id到达峰值 u2/Rd（ L中贮能达最大）。
➢ u2由正变负过零，力图使SCR关断，但L的自感电 势总是反抗其电流的减小，使SCR延续导通。L大
则延续时间长。
转波形
Goback
➢在u2过零点处，id尚处于减小的过程中，能量尚在释 放。 u2=0，但SCR仍正偏，因为did/dt<0，下正上负 的自感电势使SCR正偏而继续导通。此自感电势的极 性表明，L往外供出能量，一方面供给电阻消耗，另 一方面供给变压器副边吸收能量，反送给交流电源。
R2
I T
1 (a
2U 2
sin
wt)2
d(wt)
U 2
2 R
2R
1 sin 2a a
2
• 变压器副边电流有效值I2与输出电流有效值相等：
II 2
电力电子技术之整流电路2
第五章：整流电路
5.1 整流器的性能指标 5.2 单相相控整流电路 5.3 三相相控整流电路 5.4 大容量相控整流电路 5.5 相控整流电路的换相压降 5.6 整流电路的谐波分析 5.7 有源逆变电路 5.8 晶闸管相控电路的驱动控制 5.9 PWM整流电路
5.5 相控整流电路的换相压降
Ll为变压器的每相绕组 折合到二次侧的漏抗
(5.6.17)
由图可知，α=90°时与谐波幅值最大。
图5.6.2 单相桥相控整流 电压的谐波电压特性
因此，实际应用中按α=90°选用平波电抗器。
5.6.2 单相和三相桥式相控整流电压 的谐波分析
1、单相桥相控整流电压的谐波分析 2）谐波参数分析：
m=2时（即单相桥）相控整流负载电压的有效值U=U2 , 谐波电压的有效值为
5.7.1 有源逆变的工作原理
1、有源逆变的条件：
（1）一定要有直流电动势源，其极性必须与晶闸 管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平 均电压。
（2）变流器必须工作在α＞ 的区域内，使Ud＜0。
5.7.1 有源逆变的工作原理
2、全波整流电路工作在整流状态
当移相控制角α在0~范围内变化时，单相全波整流电路直流 侧输出电压Ud > 0，如图5.7.1所示，电动机M作电机运行。整流器 输出功率，电机吸收功率，电流值为：
（5.4.9）
晶闸管承受的最大正反向电压的计算，与三相半波时相同。关于变压器所 流过的电流其二次绕组与三相半波时相同，一次绕组则与三相桥式相同。
5.4 大容量相控整流电路
3、结论
将双反星形电路与三相桥式电路进行比较：
（1）三相桥为两组三相半波串联，而双反星形为两 组三相半波并联，且后者需用平衡电抗器，同时有两相 导电，变压器磁路平衡，不存在直流磁化问题；
电力电子技术-相控整流电路
(3) 续流二极管的电流平均值IdDR与续流二极管的 电流有效值IDR
I dDR =
I DR =
π +α Id 2π
1 π +α 2 π +α Id ∫0 I d d (ωt ) = 2π 2π
(4) 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为 电源电压的峰值。
2-11
(2) 输出电压有效值U与输出电流有效值I • 输出电压有效值U:
U= 1 π ∫α 2π
(
2U 2 sin ωt d(ωt ) = U 2 2
)
1 π −α sin 2α + 4π 2π
• 输出电流有效值I:
U U2 I= = R R 1 π −α sin 2α + 4π 2π
2-12
(3) 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效值 • 单相半波可控整流器中，负载、晶闸管和变压器 单相半波可控整流器中，负载、 二次侧流过相同的电流，故其有效值相等，即： 二次侧流过相同的电流，故其有效值相等，
a) u
1
VT T i u
VT d
u
2
u
d
R
u
2
b) 0 u
g
ωt
π
1
2 π
ωt
c) 0 u
d
ωt
d) 0
α
θ
ωt
u
VT
e) 0
ωt
2-9
基本数量关系 (1) 直流输出电压平均值Ud与输出电流平 均值Id • 直流输出电压平均值Ud:
2U 2 1 + cosα 1 π 1 + cosα Ud = = 0.45U 2 ∫α 2U 2 sin ωtd(ωt ) = 2π π 2 2
电力电子技术整流电路.
cos 2 60 1 0.21 0.45 220
U d 60V
78o
U 2 220 V
180o 78o 102o
U U2
1 sin 2 123.4V 4 2
③
单相半控桥带阻感负载的情况
在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。
u2 过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组， 而是由VT1和VD3续流。
在u2负半周触发角a时刻触发VT2，VT2导通，u2经VT2和VD3向 负载供电。 u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT2和VD4续流，ud又为 零。
④
失控现象及解决办法
当a 突然增大至180或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸
管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正
弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。 为避免这种情况的发生，可在负载侧并联一个续流二极管，感应 电势经续流二极管续流，而不再经过VT1和VD3，这样就可以使VT1 恢复阻断能力，
1 cos( ) 2
O ud
wt wt wt
Id Id
输出平均电流Id为：
Id Ud R
I d
O id i VTO i VD1 i VTO i VD 2 i VDO
3 R 4
Id Id
wt
晶闸管和续流二极管的平均电流分别为：
I VT
wt
Id
Id 2
R
w t1
w t
I. 感性负载加上续流二极管后 其输出平均电压Ud的波形与 阻性负载相同；
w t
Id
w t
电力电子技术整流电路总结
电力电子技术整流电路总结篇一：电力电子技术常见的整流电路特点总结电力电子技术常见的整流电路特点总结篇二：电力电子技术重要公式总结单相半波可控整流带电阻负载的工作情况：au1iRdbcde电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。
直流输出电压平均值：1Ud????2U21?cos?2U2sin?td(?t)?(1?cos?)?0.45U22?2(3-1)VT的a移相范围为180?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。
带阻感负载的工作情况：bcdef阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。
续流二极管数量关系：idVT????id2?（3-5）（3-6）（3-7）iVT?idVdR?????id(?t)?2?id?2d????id2?12?iVdR???2??????id(?t)?id（3-8）2?2dabcdifgV单相半波可控整流电路的特点：1．VT的a移相范围为180?。
2.简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。
3.实际上很少应用此种电路。
4.分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况:bucdV图3-5单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形数量关系：1?22U21?cos?1?cos?Ud??2U(:电力电子技术整流电路总结)2sin?td(?t)??0.9U2???22a角的移相范围为180?。
向负载输出的平均电流值为：（3-9）Ud22U21?cos?U21?cos?id???0.9R?R2R2流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：(3-11)idVT1U21?cos??id?0.452R2（3-10）流过晶闸管的电流有效值：iVT1?2???1?(2U2U1???sin?t)2d(?t)?2sin2??R?2R2?（3-12）变压器二次测电流有效值i2与输出直流电流i有效值相等：2U2U22?1???。
电力电子技术整流波形图
分析波形图的特征可以帮助我们了解电路的工作效率、稳定性以及可能存在的问题。例如，如果输出 电压的波形出现畸变，可能表明电路存在谐波干扰或热稳定性问题。
波形图的优化建议
根据对波形图的解读和特征分析，可以提出针对性的优化建 议。优化建议可能涉及电路参数的调整、元件的更换或改进 电路拓扑结构等。
实例二：三相整流波形图
总结词
三相整流波形图在电力电子技术中常用 于描述三相整流电路的工作状态。
VS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
详细描述
三相整流电路通常用于大功率场合，如电 动机驱动、电网系统等。三相整流波形图 能够展示三相输入电压、输出电压和电流 的波形，帮助工程师了解电路的工作原理 和性能，并优化电路设计。
实例三：PWM整流波形图
更高效和更可靠
未来整流波形图将更加注重高效和可靠，通过优化控制策 略和改进电路拓扑结构，提高整流系统的稳定性和可靠性 。
更广泛的应用领域
随着电力电子技术的不断发展和应用领域的扩大，整流波 形图将应用于更多领域，如电动汽车、可再生能源、智能 电网等。
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电力电子技术整流波 形图
contents
目录
• 整流技术简介 • 整流波形图的基本概念 • 整流波形图的解析 • 整流波形图的应用实例 • 整流波形图的发展趋势与展望
01
整流技术简介
整流技术的定义
01
整流技术是一种将交流（AC）电 源转换为直流（DC）电源的电力 电子技术。
02
它通过利用二极管的单向导电性 ，将交流电的正负半周分别转换 为直流电的正负极。
电力电子技术 整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早 的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直 流用电设备。
■整流电路的分类 ◆按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 ◆按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 ◆按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 ◆按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单 拍电路和双拍电路。
1
cos
2
(3-1)
直流输出电压平均值为：
Ud
1
2
2U2 sintd(t)
2U 2
2
(1
cos )
0.45U 2
1
cos
2
(3-1)
只要改变控制角α，即可改变整流输出电压的平均值，达到 可控整流的目的。
整流输出电压的平均值从最大值变化到零时所对应的α的变 化范围，称为移相范围。图3-1所示电路的移相范围为π 。
0 t1
2
t
ug
① 在电源的正半周，晶闸管VT
0
t 承受正向电压。在被触发导通
ud
前，晶闸管处于正向阻断状态，
0
t 电源电压全部加在晶闸管上，
uVT
负载上的电压为零，流过负载
的电流也为零。负载的工作情况
VT
T
u1
u2
uVT ud
id R
a)
u2
0 t1
2
t
ug
0
t
ud
0
t
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 式称为相控方式。
整流输出电压有效值为:
电力电子技术第章--相控整流电路-课件 (一)
电力电子技术第章--相控整流电路-课件 (一)
电力电子技术是当今最重要的技术之一，它的应用范围非常广泛，可
以用于发电、输电、配电、用电以及各种电子设备的控制等领域。
在
电力电子技术的课程中，相控整流电路是其中的一个重要章节。
相控整流电路是一种可以将交流电转化为直流电的电路，它可以应用
于各种场合，比如直流电动机控制、电池充电以及电子变压器控制等。
相控整流电路的工作原理是利用正弦波的相位差来控制桥式整流电路
中的各种开关，从而实现了对电路的控制。
相控整流电路可以分为两种类型：单相控整流电路和三相控整流电路。
其中，单相控整流电路是利用单相电网的交流电源来驱动电机或者电
子变压器的电路；而三相控整流电路则是利用三相电网的交流电源来
驱动电机或者变压器的电路。
无论是单相控整流电路还是三相控整流
电路，它们的工作原理都是一样的，只不过是利用不同的电源来驱动
电路而已。
相控整流电路具有许多优点，比如它可以控制交流电源的输出电压，
可以抑制电网的谐波污染，可以实现功率因数的校正，可以提高电路
的效率等等。
在实际应用中，相控整流电路已经被广泛地应用于各种
领域，比如电机控制、电池充电、UPS电源、铁路牵引、风力发电等等。
总之，相控整流电路是电力电子技术中的一个重要章节，它具有广泛
的应用价值和良好的技术前景。
对于学习电力电子技术的学生来说，
掌握相控整流电路的基本原理和应用技巧是非常重要的，只有在深入
理解了它的工作原理和掌握了相关的实验技能之后，才能够在实际工
作中充分发挥出它的优势和特点，为电力电子技术的发展做出更大的
贡献。
浅谈电力电子技术中的整流电路
程及 其 自动化 专 业重 要 的 一 门专 业基 础课 。 面 对 大
形式 ，将主要的参数计算及主要特点分别制作成单相整 流电路归 纳表 （ 见表
学课程的增加、专业课程教学学时的减少，改革教 １ ）和三相整流电路归纳表 （ 见表２ 。 ）
学 内容 、方法 、手 段 与 实验 教 学条件 ，对 提 高教 学
，
中图分 类 号 ：Ｇ４３３ ２．
文 献 标 识码 ：Ａ
ｌ＾
文 章编 号 ：６ ４ １５ ２０ ） ３ 一 １３ Ｏ １７－１４ （０ ８ 一 ５ ＯＯ 一 ２
电 路 瓣￣ 及 。 送一 个 特
，
脉 安 ： ｌＩ 冲 排 竺 Ｕ ｒ
Ｉ ’ｌ 每蕊ｌ 。 送一 － ｖ平 Ｉ 一
２ ０ 年第 １５ ） ０ （ ８ １ ３ 期Ｍ０ＤＥＲＮ ＥＮｆ ＥＲＰ Ｓ （ ＴＵ Ｒｌ Ｅ ｜ ＵＬ ＲＥ
ＮＯ．５． ０ ８ ３ ２ｏ
（ ｕ ｌ ｉｅ ＮＯ １ １ Ｃ ｍｕａ ｖｔ ．１ ） ｔ ｙ
浅谈 电力 电子技术 中的整流 电路
质量、培养创新人 才具有重要意义。
关 键 词 ： 电 力 电 子技 术 ；整 流 电路 ；脉 冲 安 排 ；整 流输 出 电压
表１
单 相 半波
（ Ｉ 。 ∞
草相 控 桥
单 相仝 控 桥
ｎ １ 。 奉 席． 栽时 、 、 Ｉ ≤ ｖ ｛ 电 性负 ， ， ｍ 善善
感 有 育续流：极管时， 一 ＝ Ｕ ｏ４ ： ５
载 叫等 计 数 ｓ
算 ｈ ｔ
ｄ
等
ｌ
，０ｔｓ ｄ９ ｕ 告ｃ ，ｏ ｄ
ｌ ： ｌ １ ． ｄ
流电力电子技术 ；各 种电子装置如通信设备 中的
电力电子技术第二章整流电路答案
1. 单相半波可控整流电路对电感负载供电，L ＝20mH ，U 2＝100V ，求当α＝0︒和60︒时的负载电流I d ，并画出u d 与i d 波形。
解：α＝0︒时，在电源电压u 2的正半周期晶闸管导通时，负载电感L 储能，在晶闸管开始导通时刻，负载电流为零。
在电源电压u 2的负半周期，负载电感L 释放能量，晶闸管继续导通。
因此，在电源电压u 2的一个周期里，以下方程均成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑到初始条件：当ωt ＝0时i d ＝0可解方程得：)cos 1(22d t L U i ωω-= ⎰-=πωωωπ202d )(d )cos 1(221t t L U I =LU ω22=22.51(A)u d 与i d 的波形如下图：当α＝60°时，在u 2正半周期60︒~180︒期间晶闸管导通使电感L 储能，电感L 储藏的能量在u 2负半周期180︒~300︒期间释放，因此在u 2一个周期中60︒~300︒期间以下微分方程成立：t U ti Lωsin 2d d 2d= 考虑初始条件：当ωt ＝60︒时i d ＝0可解方程得：)cos 21(22d t L U i ωω-=其平均值为)(d )cos 21(2213532d t t L U I ωωωπππ-=⎰=L U ω222=11.25(A)此时u d 与i d 的波形如下图：2．图2-9为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化2U；②当负载是电阻或电感时，其问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大反向电压为22输出电压和电流的波形与单相全控桥时相同。
答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化的问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
现代电力电子——三相桥式全控整流电路
现代电力电子技学院：姓名：术目录1 绪论........................................................电力电子实验仿真背景...........................................1.1.1 电力电子技术概述.....................................1.1.2 电力电子技术的应用..................................1.1.3 国内外电力电子技术发展概况..........................计算机仿真的意义...............................................本文研究的主要内容.............................................2 SIMULINK模型库及使用 ....................................... 2.1 SIMULINK的模块库介绍 .....................................2.2 电力系统模块库的介绍......................................2.3 SIMULINK仿真的步骤 .......................................3 交流-直流变流器(整流器) ———三相桥式全控整流电路..........3.1电路结构及工作原理........................................3.2三相桥式全控整流电路建模..................................3.3 仿真与分析................................................4 结论........................................................1 绪论电力电子实验仿真背景1.1.1 电力电子技术概述电能是现代工农业、交通运输、通信和人们日常生活不可缺少的能源。
电力电子技术-第三章--单相整流讲解
3.1.1 单相半波可控整流电路
（Single Phase Half Wave Controlled Rectifier）
1. 电阻负载的工作情况
在工业生产中，某些负载基本上是电阻性的， 如电阻加热炉、电解和电镀等。
电阻性负载的特点是电压与电流成正比，波形 相同并且同相位，电流可以突变。 • 1. 工作原理 • 首先假设以下几点： • (1) 开关元件是理想的，即开关元件(晶闸管)导通 时，通态压降为零，关断时电阻为无穷大； • 一般认为晶闸管的开通与关断过程瞬时完成。 • (2) 变压器是理想的，即变压器漏抗为零，绕组的 电阻为零、励磁电流为零。
id 的连续波形每周期分为两 段：u2过零前一段流经SCR， 时宽为π-α；之后一段流经 VDR ，时宽为π+α。由两器 件电流拼合而成。
若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有
SCR 平均值： I a I
dVT
2 d
（2-5）
SCR 有效值：
IVT
1
2
a
I
d2d
(t
在ωt=0到α期间，晶闸管uAK大于零， 但门极没有触发信号，处于正向关断状
态，输出电压、电流都等于零。
在ωt=α时，门极有触发信号，晶闸管 被触发导通，负载电压ud= u2。 在ωt1时刻，触发VT使其开通，u2加 于负载两端，id从0开始增加。这时，交 流电源一方面供给电阻R消耗的能量， 另一方面供给电感L吸收的磁场能量。
)
a 2
I
（2-6）
d
VDR 平均值： VDR 有效值：
a IdVDR 2 Id
（2-7）
IVDR
1
2
2 a
电力电子技术第2章 三相相控整流电路
1
第2章 三相相控整流电路
2.1 三相半波相控整流电路 2.2 三相全控桥式整流电路 2.3 三相半控桥式整流电路 2.4 变压器漏电抗对整流电路的影响 2.5 三相整流电路应用实例分析
第2章 三相相控整流电路
2
2.1 三相半波相控整流电路
三相半波相控整流电路是最基本的三相可控整流形式， 其余的三相可控整流电路都可看做是由三相半波相控整流电 路以不同方式串联或并联组成的。
(2-2)
第2章 三相相控整流电路
(3) 负载电流的平均值为
流过每个晶闸管的平均电流为
12 (2-3) (2-4)
第2章 三相相控整流电路
流过每个晶闸管电流的有效值为
13 (2-5)
(2-6)
第2章 三相相控整流电路
14
(4) 从图2-1(f)可看出，晶闸管所承受的最大反向电压为
电源线电压的峰值，即
第2章 三相相控整流电路
3
2.1.1 电阻性负载的整流过程
三相半波(又称三相零式)可控整流电路如图2-1(a)所示。 图中T是整流变压器，也可直接由三相四线电源供电。 三只晶闸管的阴极连在一起，称为共阴极接法。共阴极接法
在触发电路中有公共线时，连接比较方便，所以得到了广泛
应用。
第2章 三相相控整流电路
30
图2-7 三相全控桥式整流电路
第2章 三相相控整流电路
31
2.2.1 控制角α=0°时的整流过程
1. 电路整流过程
图2-8所示是控制角α=0°时三相全控桥式整流电路中的 主要波形。为分析方便，把一个周期分为六段(即图2-8(a)中 (1)~(6)段)，每段相隔60°。
第2章 三相相控整流电路
电力电子技术整流电路
i VT
e) O
i VD R f)
O u VT
g) O
w t1
Id -
Id +
特点：
I. 感性负载加上续流二极管后
wt
其输出平均电压Ud的波形与
阻性负载相同；
wt
II. 由于负载电感较大，可把负
载上的输出电流Id近似的看
wt
成一个常数；
w t III.晶闸管与二极管的平均电 流分别是
wt
wt
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单相全波可控整流电路
ud
O
wt
i1
O
wt
a)
b)
单相全波可控整流电路及波形
U d
1
2U
2
s
in
wtd
(wt
)
0.9U
2
1
c
os( 2
)
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例3. 整流电路如下图所示，由一只晶闸管与一只整流二极管 组成，已知U2=220 V，α=45°。求：
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② 输出波形与工作原理
假设负载电感很大，负载电流id 2
连续且波形近似为一水平线。 O
wt
u2 过零变负时 ， 晶闸管 VT1 和 u d
VT4并不关断。
O
wt
id
Id
至ωt=π+a
时刻，晶闸管VT2
i VT
O
1,4
Id
wt
和VT3得到控制脉冲，VT2和VT3
电力电子技术-脉冲整流电路
T1
I N LN
D1
A
uN
us
T2
T3
D3
L2
B
T4
C2
D2
D4
图7.6 单相电压型PWM整流器的主电路图
+
Cd u d
-
• 单相电压型脉冲变流器主电路结构（GTO）
一、主要方程式及相量图
1、相量方程
假定电网电压是纯正弦电压，对于基波分 量，在忽略线路电阻的条件下
•
•
•
U U I N
s1 jNLN N1
负 载
图7.27 用IGBT实现的三相电流型PWM整流器
章内容
7.1 脉冲变流器的原理及分类 7.2 电压型脉冲变流器 7.3 电流型脉冲变流器
7.4 电流型脉冲变流器与电压型脉冲变流 器的性能特点比较
7.5 脉冲变流器的应用
7 . 4电流型脉冲变流器与电压型脉冲变流 器的性能特点比较
• 相同之处：
➢ 两者的交流侧输出特性基本相同； ➢ 都能 实现四象限运行； ➢ 与晶闸管相控整流电路相比都能 提高功率因数； ➢ 都能减少谐波，减少对电网的污染 。
7 . 4电流型脉冲变流器与电压型脉冲变流 器的性能特点比较（续）
• 不同之处：
电压型
电流型
(1) Id方向可变，Ud方向不 可变；
(1) Id方向不可变，Ud方向 可变；
7 . 5 脉冲变流器的应用（续）
• 在电力机车上 的应用
L N T1
u
us
T2
D1 T3 A
D3 L2
B
D2
T4 D4 C2
Id
+
Cd Ud
-
图7.29 GTO实现的电压型脉冲整流器主电路
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两组桥并联：
3、串联整流电路的顺序控制
4、三相24，36, 48脉整流电路
用2个12脉整流器互差15°可以组成24脉整流器。 3.5 PWM整流电路 略 3.6 同步整流电路 略 参考资料： 1、电力电子技术基础，洪乃刚 编，清华出版 2、电力电子应用技术，叶斌 主编，清华出版 3、电力电子技术，王兆安 主编，机工出版 4、中国电气工程大典 第二卷 电力电子技术， 电力出版
纹波因数：用于表述波形中所含谐波的总体情况, 用谐波分量有效值与直流平均值之比表示。 脉动系数：最低次频率的谐波分量幅值与平均值 之比。 电压谐波含量：谐波电压的总有效值。 电流谐波含量：谐波电流的总有效值。 电压谐波总畸变率：电压谐波含量与基波电压有 效值之比。 电流谐波总畸变率：电流谐波含量与基波电流有 效值之比。 频谱：用横坐标表示各谐波分量的频率，用纵坐 标表示谐波的幅值或相位。
基本数量关系： 整流电压平均值、整流电流平均值、流过器件的 电流有效值、器件在电路中承受的电压峰值
Hale Waihona Puke 3.2、整流电路的谐波3.2.1、电力电子装置的谐波 电力电子器件工作于开关状态，电力电子装置 是非线性负载，尽管发电厂发出的电压为正弦波， 但其输出电流非正弦。在线性负载上的压降非正弦, 因此同一电网上的其他用电设备受到影响. 如增加附 加损耗、产生干扰、降低功率因数等。故需要抑制 谐波电流。
现代电力电子技术
第三讲
整流电路（DC/DC变换）
3.1、基本整流电路
1、单相半波（不）可控整流电路 2、单相全波（不）可控整流电路 3、单相桥式（不）可控整流电路（半控、全控） 4、三相半波（不）可控整流电路 5、三相桥式（不）可控整流电路（半控、全控） 所带负载： 电阻性负载、电感性负载、反电势负载、电容性负载 波形分析： 会波形分析，能从波形看出电路的工作情况
3、典型波形的谐波 单相全控桥整流电路在大电感负载时输入电流 基波和各次谐波有效值： In =（2√2 Id）/（nπ） n=1,3,5,…… 三相全控桥整流电路在大电感负载时输入电流 基波和各次谐波有效值： I1=(√6 Id ) / π In=(√6 Id ) / (nπ), n=6k±1,k=1,2,3,…… 可以看出：整流电路随着整流相数的增加，谐 波含量在减少，且谐波幅值随谐波次数的增加而 减小。
整流输出电压的谐波： 随着整流电路在一个周期内的脉波数的增加, 纹波因数减小，增加整流相数是改善整流电路输 出电压波形的重要措施。 4、谐波的危害和治理方法 谐波来源： 发电环节、送电环节、用电环节、电力电子 变换设备 谐波危害： ①对电动机的影响：引起附加损耗，产生机械 振动和噪声 ②对补偿电容器的影响：产生谐振，使电容器
从0到t1区间，Y接线电压为ucb,导通器件为VT5、
VT6， ia △ =0，而△接线电压为ucb,导通器件VT5、
VT6， iab △ =（1/3）Id。从t1到t2区间，Y接线电压 为uab,导通器件为VT1、VT6， ia △ = Id ，而△接线电压 为ucb,导通器件VT5、VT6， iab △ =（1/3）Id。从t2到t3 区间，Y接线电压为uab,导通器件为VT1、VT6， ia △ =
两组桥串联：
副边A相电流波形及折算到原边电流波形
因整流变压器二次侧线电压相等。一次绕组和二 次绕组的匝比为1:1（Y）: √3(△)。变压器副边Y接 线电压相位超前△接线电压30°，Y接线电流与相 电流相等，而△接线电流则为相邻两相相电流之和。 以A相为例，Y接时线电流iay, △接时线电流为ia△, ia △ =iab △+ iac △,线电压uab △作用在三相绕组上，三相 绕组中的两相bc△和ac△相串联后再与ab△并联， 因而流过ab△的电流为bc△的2倍，线电流ia △ =Id,则 iab △ =（2/3）Id, ibc △ =（1/3）Id 把副边电流折算到原边，应为副边Y接和副边△ 接电流的叠加，而△接电流折算到原边应除以变比 √3，故波形如图所示。
过电压、发热。 ③对变压器的影响：引起变压器绕组损耗增加， 局部发热，振动噪音加大。 ④对测量仪表、继电保护、自动化装置的影响： 对感应式仪表影响较大，整流式仪表误差较 大，在谐波干扰较大地区选用电动式仪表较好。 因继电保护大都依赖被测参数的瞬时值，故 易使继电保护误动作。 可能引起自动化系统的不稳定。 ⑤对通信的影响：干扰通信设备，影响通信质量。
3.4 多重化整流电路
1、多重化的目的 ①提高电压和电流等级即提高功率等级 ②减小交流侧输入电流的谐波 ③提高功率因数 2、三相12脉整流电路 把两个三相桥式相控整流电路串联或并联使其 输出电压有12个脉动波。整流变压器一次侧为Y型 接法，二次侧分别采用Y型和△型接法，其线电压 相等，容量也相等。
1、谐波分析方法 通过对周期性非正弦函数进行付里叶级数展开进 行分析。 基波：频率与原周期函数的周期相同的波。 谐波：除恒定分量和基波分量外的各项都为谐波。 根据波形的对称情况，函数可能没有余弦项 或正弦项以及恒定分量和偶次谐波。 2、描述波形的各种方法和频谱 有效值：方均根值。 波形因数：有效值与平均值之比。 畸变因数（基波因数）：用以表示任意交变分量与 正弦波的差异。为基波分量有效值与原交变分 量有效值之比。
2、典型整流电路的功率因数 单相全控桥整流电路： 2 λ=(I1/I) cosФ1=(2 √2 )/π cosα≈0.9 cosα 三相全控桥整流电路： λ=(I1/I) cosФ1=3/π cosα≈0.955 cosα 3、提高功率因数的措施 ①选择合适的整流变压器变比，尽量避免整流电 路处于深控状态。 ②增加整流电路相数，采用多重化整流电路，减 小电流的畸变。 ③采取无功补偿措施
谐波抑制方法： ①源头上的治理：采取措施减少电力电子装置产生 的谐波,增加整流相数，采用多重化技术和PWM 高频调制技术。 ②传播途径的治理：输入输出滤波。 滤波方法：LC滤波、电力有源滤波
3.3 整流电路的功率因数
1、功率因数定义 正弦电路的功率因数：λ =P/S=cosΦ 非正弦电路的功率因数：λ =P/S
其中P和S包括了基波和各次谐波的功率。 工频公用电网的功率因数： 工频公用电网可以认为是无穷大电网，电压波 形为正弦波，但电流波形可能非正弦，只有非正 弦电流中的工频基波分量才真正做有用功。 有功功率：P=U I1 cosФ1 无功功率：Q=U I1 sinФ1 视在功率：S=U I, I为总电流有效值 功率因数:λ =P/S=(I1/I)cosФ1 =Kd cosФ1 其中Kd为电流畸变因数，也称基波因数， 谐波越大，Kd越小。cosФ1为基波功率因 数或位移因数。
Id ，而△接线电压为uab,导通器件VT1、VT6， iab △ =
（2/3）Id。从t3到t4区间，Y接线电压为uac,导通器件为
VT1、VT2,ia △ = Id
VT6，
，而△接线电压为uab,导通器件VT1、
iab △ =（2/3）Id。以此类推，得到如图波形。
可以看出，主要靠变压器副边接法得到更多波头。