脉冲整流器主电路及其控制(由于公式编辑器版本问题不能保存为PPT格式)
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【全面版】三相电压型 PWM 整流器原理及控制方法PPT文档
三相电压型 PWM 整流器系统结构图 复位电路采用按键手动复位。
两相电流 传感器
电源 模块
开关器件驱动
直流电压，电流
空基 圆间本，矢 原从量理 而P就 形W是 成M把S(VS三PV相WPWMPWM波)M。控整制流策器略输是入根端据电整压流在器复空平间面电上压转矢换量为切空换间来电控压制矢整与量流保，器护通电的S过V路一P不种W同新M的波的开形控关制状策态略组传。合感构器成8个空间矢量去逼近电压
三相电压型PWM整流
器的拓扑结构如右图所示，
其中在所示的电路中三相电
感L起滤波作用，因此交流 ua ia R
侧电流可近似认为是三相正 弦电流，C为直流侧电容，
ub ib N uc ic
R R
起稳压滤波的作用，当系统
稳定时，可保持直流母线电
压基本不变，故可看作是直
流电压源。R为线路与开关
管的等效电阻，RL为负载。
pW,pV,pU V51+ 的 MPI 接 F F u u 0 0 71C 1 1 0 C1 K 0 01R2 3 C Fu1.0 5 CFu1.0 2 T U O V 5 D 1 N 8 7G 3 N I V F 2 u C 1 1 V51+ F 76 85 u 0 1 3 C3 955PLT 43 21 CCV EGDIRB 0 4 7 R2 7 0 4 7A9U 21 1 J 2NOC MWP
- 直流侧电压
开关管交
流入侧电的压输由此可以看出， PWM整流器的交流回 路的组成有电网电源， 开关管交流侧输入电 压，交流侧电感。
空间矢量PWM(SVPWM)控制策略是根 据整流器空间电压矢量切换来控制整流器的 一种新的控制策略。基本原理就是把三相 PWM整流器输入端电压在复平面上转换为空 间电压矢量，通过不同的开关状态组合构成8 个空间矢量去逼近电压圆，从而形成 SVPWM波。
脉冲整流器 PPT
LN T1
U N (t)
T4
D1 T 2
D2 L2
+
U S (t)
Ud
Cd
D4
T3
D3 C 2
-
iN为正时，T2和T4导通，交流侧与直流侧均输出能
量，iN增大，LN储能
iN为负时，D2和D4导通，交流侧与直流侧均吸收 能量，iN减小，LN放能。
（3）模式3：S1S2导通信号。此时电路方程是：
LN
(1c
os21t)
Id
id~
可见，直流电流id将以2倍网频脉动。要得到恒定 的输出电压应当在脉冲整流器与负载间接一个由 电感电容组成的二次谐波滤波器以平衡以2倍网频 脉动的能量，即电路中L2C2支路。
T1—T4按SPWM方式进行控制。控制正弦信号的频 率与电网频率相同。在脉冲整流器交流侧产生的交 流电压uS(t)的基波与电网电压同频率，其幅值和与 网压的相位可控。电感LN抑制uS(t)中的高次谐波电 压所产生的谐波电流。因此iN(t)也是与电网同频率的 正弦量
-
iN为正时，D1和D3导通，交流侧输出能量，直流
侧吸取能量，处于整流状态， iN减小，LN释放能
量
iN为负时，T1和T3导通，交流侧吸收能量，直流侧 释放能量，处于能量反馈状态， iN增大，LN储能
（2）模式2：S2S4导通信号。此时电路方程是：
LNdditN RNiNUNUd
iN (t)
U N (t)
diN dt
RNiN
UN
iN (t)
U N (t)
LN T1
U N (t)
T4
Dt)
Ud
Cd
D4
T3
D3 C 2
平脉冲整流器主电路
平脉冲整流器特点
平脉冲整流器输出的直流电压具有平稳的波形，且脉动较小，适用于需要平滑 直流电源的场合。
电路组成
输入滤波器
整流器的谐 波分量，提高电源质量。
由开关管、二极管、电 感和电容等元件组成， 实现交流到直流的转换。
用于减小输出电压的脉 动，提高输出电压的稳
平脉冲整流器主电路
目 录
• 平脉冲整流器概述 • 主电路设计 • 平脉冲整流器性能分析 • 平脉冲整流器实验与测试 • 平脉冲整流器应用案例
01 平脉冲整流器概述
工作原理
整流器工作原理
平脉冲整流器通过控制开关的通断，将交流电转换为直流电。在正向周期内， 开关导通，电流通过整流器；在反向周期内，开关截止，电流被切断。
02
整流桥的常见类型有半波整流桥和全波整流桥，根 据应用需求选择合适的整流桥。
03
整流桥的选择需要考虑电压、电流和功率等参数， 以确保整流器能够满足实际需求。
输出滤波器
输出滤波器的主要作用是滤除整流器输出端的谐 波和噪声，提高输出电压的稳定性。
常见的输出滤波器有电感输出滤波器和电容输出 滤波器两种，根据应用需求选择合适的滤波器。
03
以确保整流器的安全可靠运行。
03 平脉冲整流器性能分析
电压特性
输入电压范围
平脉冲整流器的输入电压范围较宽，能够适应不 同的电源电压，确保稳定的整流效果。
输出电压调节
平脉冲整流器具有输出电压调节功能，可以根据 负载需求调整输出电压，保持输出电压的稳定。
电压波形质量
平脉冲整流器能够改善电压波形的质量，减小谐 波失真，提高输出电压的纯净度。
电流特性
01
02
03
负载电流
平脉冲整流器能够承受较 大的负载电流，满足高功 率应用的需求。
平脉冲整流器输出的直流电压具有平稳的波形，且脉动较小，适用于需要平滑 直流电源的场合。
电路组成
输入滤波器
整流器的谐 波分量，提高电源质量。
由开关管、二极管、电 感和电容等元件组成， 实现交流到直流的转换。
用于减小输出电压的脉 动，提高输出电压的稳
平脉冲整流器主电路
目 录
• 平脉冲整流器概述 • 主电路设计 • 平脉冲整流器性能分析 • 平脉冲整流器实验与测试 • 平脉冲整流器应用案例
01 平脉冲整流器概述
工作原理
整流器工作原理
平脉冲整流器通过控制开关的通断，将交流电转换为直流电。在正向周期内， 开关导通，电流通过整流器；在反向周期内，开关截止，电流被切断。
02
整流桥的常见类型有半波整流桥和全波整流桥，根 据应用需求选择合适的整流桥。
03
整流桥的选择需要考虑电压、电流和功率等参数， 以确保整流器能够满足实际需求。
输出滤波器
输出滤波器的主要作用是滤除整流器输出端的谐 波和噪声，提高输出电压的稳定性。
常见的输出滤波器有电感输出滤波器和电容输出 滤波器两种，根据应用需求选择合适的滤波器。
03
以确保整流器的安全可靠运行。
03 平脉冲整流器性能分析
电压特性
输入电压范围
平脉冲整流器的输入电压范围较宽，能够适应不 同的电源电压，确保稳定的整流效果。
输出电压调节
平脉冲整流器具有输出电压调节功能，可以根据 负载需求调整输出电压，保持输出电压的稳定。
电压波形质量
平脉冲整流器能够改善电压波形的质量，减小谐 波失真，提高输出电压的纯净度。
电流特性
01
02
03
负载电流
平脉冲整流器能够承受较 大的负载电流，满足高功 率应用的需求。
两电平脉冲整流器主电路
当ura uz时，S A 1,否则S A 0 当urb uz时，SB 1,否则SB 0
u u ra 和 rb 相位相差
180
u z 为三角载波
PWM整流技术在CRH的运用
在国产CRH系列和谐号动车上，都是用了PWM整流技术，在所用的整 流电路有区别，也使得PWM控制存在差异。
uN
iN
0
0 0
0 0
0
uab 0
Ud
Ud
0
Ud
Ud
0
Ud
Ud
0
Ud
Ud
u LN UN UN Ud
UN Ud
UN UN Ud
UN Ud
UN
UN Ud
UN Ud UN
UN Ud
UN Ud
导通的器iN件 的变化
D1T3 / T2 D4
D1D4
T3T2
T1D3 / D2T4
引言
在交流传动电力机车和动车组上，脉冲整流器是列车牵引传动系统中 的网侧变流器。网侧脉冲整流器能够保持中间直流电路电压恒定，方 便地实现牵引和再生工况，并且保持电网基波功率因素接近1，减轻 对电网环境的电磁干扰。
在列车牵引时起整流作用，将单相交流转变成直流电；再生制动时起 逆变作用，将直流电转变成单相交流电回馈给牵引供电电网。
LN ——牵引绕组漏电感 R N ——牵引绕组漏电阻 T1~4 ——开关管
L 2 、C 2 ——二次滤波器
Cd ——中间直流侧支撑电容
一个理想的脉冲整流器，一方面需要为直流侧提供平直稳定的直流电压或电流，另一方面 只从交流电网吸取有功功率。原理上讲，这种装置可以提供一个无储能部分的变流器和一 个分离的储能器。
PWM整流器及其控制策略的研究
PWM整流器及其控制策略的研究随着电力电子技术的发展，PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。
PWM整流器具有高效率、低谐波、快速响应等优点，但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。
本文将对PWM整流器的控制策略进行详细的研究和分析。
PWM整流器采用全控型器件，通过脉冲宽度调制（PWM）控制整流器输入电流的幅值和相位，实现高功率因数和低谐波电流的目标。
其电路结构包括三相电压型PWM整流器、三相电流型PWM整流器以及交-直-交PWM整流器等。
开关控制策略通过控制开关管的通断时间来实现电流的控制。
该策略具有实现简单、动态响应快等优点，但开关的通断会造成较大的功耗损失，且在负载突变时响应速度较慢。
PWM控制策略通过调节脉冲宽度实现对电流的控制。
该策略具有谐波含量低、控制精度高等优点，且在负载突变时响应速度快。
但PWM控制需要较高的采样精度和计算能力，且在实际应用中需要考量的参数较多。
滑模控制策略通过将系统状态引导至设定的滑模面上实现电流的控制。
该策略具有对参数变化和外部扰动不敏感、无需精确的系统模型等优点，且可以实现无静差跟踪。
但在实际应用中，滑模控制的计算实现较为复杂，且在实际系统中应用难度较大。
为了验证上述控制策略的效果，我们设计了一个基于电压型PWM整流器的实验系统。
实验中，我们采用了MATLAB/Simulink进行系统建模和仿真，并使用高性能DSP实现了实时控制。
实验结果表明，PWM控制策略在稳态和动态性能上都优于开关控制策略和滑模控制策略。
具体来说，PWM控制策略在负载突变时的响应速度较快，且可以实现更高的系统效率。
本文对PWM整流器的控制策略进行了详细的研究。
通过对比分析开关控制策略、PWM控制策略和滑模控制策略的优缺点和应用场景，发现PWM控制策略在许多方面都表现出优越的性能。
在实验设计和结果分析中，我们验证了PWM控制策略的优点。
展望未来，PWM整流器控制策略的研究将更加深入。
《脉冲整流》PPT课件
Rd
Um (m 1)U m
u1
i1 Id
ud
2 2
(b)
图2-35 单相多段桥整流电路和顺序控制时的电压电流波形
(a)单相多段桥整流电路 (bபைடு நூலகம்顺序控制时的电压电流波形
北京交通大学电气工程学院
ωt ωt ωt
7-4
多段桥的应用——交—直电力机车主电路
SS3B ➢SS4B ➢SS8 ➢SS9
+
Cd u d
-
2021/3/20
北京交通大学电气工程学院
725
电压型脉冲整流器
– 逆变工况： φ
IN1m=UNmtanφ/ ωNLN US1m=UNm/cos
uS1(t)=US1msin(ωNt+φ)
2021/3/20
北京交通大学电气工程学院
7-26
电压型脉冲整流器
uS、uN 和 iN 波形☆ ➢ 逆变（再生）
个变流器处于相控状态，其余变流器处于续流或满
输出状态。
2021/3/20
i1
N1
u1
•
Id
•
T11
N2 u2 • No.1
T12 •
T14
T13
••
•
T21
T22
N2 u2 • No.2 •
u d
T24
T23
••
•
T31
N2 u2 • No.3
T32 •
T34
T33
•
(a)
Um
Ld (m 1)Id
– 功率因数低 – 谐波含量大
• 提高相控整流器功率因数的措施☆
– 多段桥（多重化）； – 全控桥工作于半控状态； – 斩控整流（强迫换相）。
Um (m 1)U m
u1
i1 Id
ud
2 2
(b)
图2-35 单相多段桥整流电路和顺序控制时的电压电流波形
(a)单相多段桥整流电路 (bபைடு நூலகம்顺序控制时的电压电流波形
北京交通大学电气工程学院
ωt ωt ωt
7-4
多段桥的应用——交—直电力机车主电路
SS3B ➢SS4B ➢SS8 ➢SS9
+
Cd u d
-
2021/3/20
北京交通大学电气工程学院
725
电压型脉冲整流器
– 逆变工况： φ
IN1m=UNmtanφ/ ωNLN US1m=UNm/cos
uS1(t)=US1msin(ωNt+φ)
2021/3/20
北京交通大学电气工程学院
7-26
电压型脉冲整流器
uS、uN 和 iN 波形☆ ➢ 逆变（再生）
个变流器处于相控状态，其余变流器处于续流或满
输出状态。
2021/3/20
i1
N1
u1
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Id
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T11
N2 u2 • No.1
T12 •
T14
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••
•
T21
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N2 u2 • No.2 •
u d
T24
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T31
N2 u2 • No.3
T32 •
T34
T33
•
(a)
Um
Ld (m 1)Id
– 功率因数低 – 谐波含量大
• 提高相控整流器功率因数的措施☆
– 多段桥（多重化）； – 全控桥工作于半控状态； – 斩控整流（强迫换相）。
两电平脉冲整流器主电路
通过调节开关的占空 比，可以控制输出电 压的大小。
在每个开关周期内， 整流器输出两种电平， 即正电平和负电平。
电路组成
01
02
03
04
输入滤波器
用于减小输入电流谐波和减小 电磁干扰。
整流桥
由多个开关管组成，用于将输 入交流电转换为直流电。
输出滤波器
用于减小输出电压的脉动和电 磁干扰。
控制电路
用于控制开关管的通断和调节 输出电压的大小。
05
仿真与实验分析
仿真模型的建立
建立数学模型
根据两电平脉冲整流器的电路拓扑和 工作原理，建立相应的数学模型，包
括电压、电流和状态方程等。
仿真软件选择
选择合适的仿真软件，如 MATLAB/Simulink等，根据建立的
数学模型进行仿真。
参数设置
根据实际应用需求，设置仿真参数， 如输入电压、输出电压和电感等。
混合控制策略
总结词
结合电压控制和电流控制的优点，实现快速响应、精确控制和良好的鲁棒性。
详细描述
混合控制策略同时检测输出电压和输入电流，根据误差信号调整脉冲宽度，以实现输出电压和输入电流的同时控 制。这种控制策略结合了电压控制和电流控制的优点，具有快速响应、精确控制和良好的鲁棒性。但实现较为复 杂，需要更多的硬件资源。
两电平脉冲整流 器主电路
目录
• 引言 • 两电平脉冲整流器的基本原理 • 主电路拓扑结构 • 控制策略 • 仿真与实验分析 • 应用与展望
01
引言
背景介绍
01
两电平脉冲整流器是电力电子领 域中的一种重要设备，主要用于 将交流电转换为直流电，广泛应 用于结构的转型和可再生能 源的发展，两电平脉冲整流器在 提高能源转换效率和稳定性方面 具有重要作用。
简单剖析脉冲整流器原理应用技术
简单剖析脉冲整流器原理应用技术脉冲整流器是一种电子器件，常用于将输入交流电转换为输出直流电。
它的原理是利用二极管的导电特性，将负半周的交流电信号转换为正半周的输出信号。
脉冲整流器主要有单相半波整流器、单相全波整流器和三相整流桥等类型。
在单相半波整流器中，通过一个二极管将正半周的输入信号导通，而负半周的输入信号则被阻断。
在单相全波整流器中，通过两个二极管和一个中心点电位的电阻器，将正负两半周的输入信号分别转换为正半周的输出信号。
三相整流桥则是基于全波整流器的基础上，通过三个相间120度的相移角，将输入的三相交流电转换为输出直流电。
脉冲整流器有很多应用技术。
首先，在电源中，脉冲整流器可以将交流电转换为直流电，供给电子设备使用。
这种技术广泛应用于各种电子设备、计算机和通信系统等领域。
其次，脉冲整流器还可以用于电动机驱动系统中，通过将交流电信号整流为直流电信号，用于电动机的驱动和控制。
这种技术在工业自动化和机械运动控制等领域中有广泛应用。
此外，脉冲整流器还能够用于电磁波测量和通信系统中，通过将交流电信号转换为直流电信号，实现对电磁波的测量和通信的接收与发送。
脉冲整流器的应用技术还包括嵌入式系统中的电源管理和电池充电器等领域。
在嵌入式系统中，脉冲整流器可以用于电源管理，实现对电子设备的电源进行管理和控制，以提高能效和延长电池寿命。
在电池充电器中，脉冲整流器可以将交流电信号转换为适合电池充电的直流电信号，以实现对电池的充电。
这种技术在电动汽车、移动通信设备和便携式电子设备等领域中得到广泛应用。
此外，脉冲整流器还可以用于光伏发电系统中，通过将交流电信号转换为直流电信号，实现对太阳能电池板的电能收集和转换。
这种技术在可再生能源领域中得到广泛应用。
最后，脉冲整流器还可以用于信号处理和传感器技术中，通过将交流信号转换为直流信号，实现对信号的处理和传感器的测量。
这种技术在控制系统、测量仪器和传感器技术等领域中得到广泛应用。
电压型四象限脉冲整流器PPT课件
从原理上讲，这种装置可以由一个无储能 部分的变流器和一个分离的储能器组成。
为了在交流供电网中保持很好的功率因数 的同时获得平整的直流量，变流器的变比 必须能够通过调制技术随时加以改变，
.1ຫໍສະໝຸດ 2．3．1电压型脉冲整流器基本 原理
电压型四象 限脉冲整流 器的基本原 理如图示， 储能器与直 流侧负载并 联
好地逼近理想的正弦曲线。
.
6
2.3.3四象限脉冲整流器的波形
交流测的电压波形 直流测的电流波形
.
7
2.3.4电压型四象限脉冲整流器主电路
.
8
.
9
.
10
2.3.5能量变换关系
电压型脉冲整流器相量图 a)牵引b)再生制动
.
11
脉冲整流器交流电源侧等效电路
.
12
.
13
.
14
.
15
.
16
.
5
2.3.2四象限脉冲整流器的电路 原理
图中：变流器由降压变压器和不可控桥式整流器构成，两者 之间是反并联电力半导体器件组成的电子开关S，用于控 制能量的流动。当其断开时，交流电源的功率将被送到 整流桥VD输入端；而在其开通时，把交流电源短接。交 流功率将不会被送到整流桥VD上去。
通过这种办法，使直流侧的电压和电流不断在零和最大值之 间变换，实现脉宽调制，使所得到的电流变比函数kip(t)很
为了在交流供电网中保持很好的功率因数的同时获得平整的直流量发流器的发比必须能够通过调制技术随时加以改发231电压型脉冲整流器基本原理电压型四象限脉冲整流器的基本原理如图示储能器所接叐的电流是正弦形的其频率为供电频率的2倍幅值恰好等于直流侧负载电流
2.3电压型四象限脉冲整流器
为了在交流供电网中保持很好的功率因数 的同时获得平整的直流量，变流器的变比 必须能够通过调制技术随时加以改变，
.1ຫໍສະໝຸດ 2．3．1电压型脉冲整流器基本 原理
电压型四象 限脉冲整流 器的基本原 理如图示， 储能器与直 流侧负载并 联
好地逼近理想的正弦曲线。
.
6
2.3.3四象限脉冲整流器的波形
交流测的电压波形 直流测的电流波形
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7
2.3.4电压型四象限脉冲整流器主电路
.
8
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9
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10
2.3.5能量变换关系
电压型脉冲整流器相量图 a)牵引b)再生制动
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11
脉冲整流器交流电源侧等效电路
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12
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13
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14
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15
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16
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5
2.3.2四象限脉冲整流器的电路 原理
图中：变流器由降压变压器和不可控桥式整流器构成，两者 之间是反并联电力半导体器件组成的电子开关S，用于控 制能量的流动。当其断开时，交流电源的功率将被送到 整流桥VD输入端；而在其开通时，把交流电源短接。交 流功率将不会被送到整流桥VD上去。
通过这种办法，使直流侧的电压和电流不断在零和最大值之 间变换，实现脉宽调制，使所得到的电流变比函数kip(t)很
为了在交流供电网中保持很好的功率因数的同时获得平整的直流量发流器的发比必须能够通过调制技术随时加以改发231电压型脉冲整流器基本原理电压型四象限脉冲整流器的基本原理如图示储能器所接叐的电流是正弦形的其频率为供电频率的2倍幅值恰好等于直流侧负载电流
2.3电压型四象限脉冲整流器
pwm脉冲整流44页PPT
结论：在不同负载电流下，只要使us1相量的端点轨 迹沿直线CD运动，就可以使iN1与uN同相或反相。
23.11.2019
北京交通大学电气工程系
7-12
• 电量关系：
脉冲整流
设 uN(t)= UNmsinω Nt，且忽略线路电阻
– 整流工况： uS1(t) = US1m sin(ωNt-φ)
US1m = UNm / cos φ
23.11.2019
北京交通大学电气工程系
7-4
脉冲整流 • 分类：按直流侧的电压和电流情况分类
– 电压型脉冲整流器
• 特征：直流侧电压恒定 ，即：ud (t) = Ud ，并
且要求Ud 2 UN
• 输出电流
id(t)iN (u td )u (tN )(t)IU N U dN(1co 2ts )
• 基本能量关系 • uN 、 iN 和iP波形
脉冲整流
23.11.2019
北京交通大学电气工程系
7-28
脉冲整流
三相电流型脉冲整流器（GTO）
UNa
LNa
UNb
LNb
UNc
LNc
CN
Ld
Id
T1
T3
T5
A
负
B
载
C
T4
T6
T2
图7.26 三相电流型PWM整流器主电路原理图
23.11.2019
北京交通大学电气工程系
IP1m = IN1m / cos φ
– 逆变工况： iN1(t) = IN1m sin(ωNt + π ) iP1(t) = IP1m sin(ωNt + π + φ )
IN1m = UNm ωNCN / tan φ
脉冲振荡电路 PPT
完
谢谢大家
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
当触发脉冲作用下， 设BG1由截止转入放 大，并产生下述的雪
崩式正反馈过程
很快地使两管饱和导通，处于另一稳定状态，电容C1是加速电容， 由图1（b）可见，uc1从Ec陡直地下降至零，而Uc2却从零陡直地 上升至Ec。
要使状态回到原来的稳态，必须供给BG1或 BG2的基极一个负尖脉冲，正反馈的翻转过 程与上述类似，电路图1（C）是单端输出 电路，图2是另一类互补双稳电路，它直接 从普通的双稳电路转变过来。
应用：钳位器能将信号经RC耦合电路后失去的直流成分再恢复起来，因此常 用来作直流恢复器。
常见应用电路
单稳态电路：未加触发脉冲υi之前，电路一直保持VT1截
止、VT2导通的稳定状态，而输入一个负脉冲之后，电路状 态发生翻转，即VT1导通、VT2截止。但是，这个状态是不 稳定的，过了一段时间之后，它便自动地回到原来的稳定状 态，这就是说，它只有一个稳定状态，另一个状态是暂稳态。
二、互补管多谐振荡电路
互补管多谐振荡电路见图3。 该电路仍然由两级集基阻容耦合的倒相器组成，当电路接通电源时，两管不 能马上导通，因为CA、CB的充电路径是：Ec→R2→CA→Rc1；CB的充电 路径是：Ec→Rc2→CB→R1.当CA和CB充电到一定数值后，UCA、UCB作 为两管基极回路的正向偏置电压，使Ib1、Ib2增加，由于正反馈的作用，很 快地使BG1、BG2饱和，这是一种暂稳态饱和
当ca和cb充电到一定数值后ucaucb作为两管基极回路的正向偏臵电压使ib1ib2增加由于正反馈的作用很快地使bg1bg2饱和这是一种暂稳态饱和二互补管多谐振荡电路精品一开始ca经rb2bg2的发射结构及电阻rc1放电ca放完电后又被uc1反向对ca充电这时uca为左正右负而cb通过rc2bg1的的发射结及rb1放电随着cacb放电过程ube1不断增加而ube2不断减小直至两管由饱和退至放大状态从而引起下列雪崩式的正反结果使bg1bg2截止接着cacb又进行充电如此重复
脉冲整流器说明书讲解
CHOP OUTPUT
MODE
CV
V/A
TIME/COUNT
CLEAR
SET/RUN PRESET/COUNT
COUNT RESET
CC
PERIOD
TOTAL
REMOTE
SLOPETIME MEMORY No.
PANEL
CV
DISP
REMOTE
START
CC
SELECT
PANEL
STOP
高频整流机
输出正极铜排 OUTPUT
能引发火警。
5、后板控制端子接线说明：
a、“ON+/On-”：外部控制整流器启动/停止，接通电源开关，电源灯亮时， 两端子从断开到接通时，整流器有输出；两端子从接通到断开时，整 流器关断输出；
b、“ALM1/ALM2”为电源报警常开触点，有故障时为闭合状态,可外接报警 灯;
三、注意事项 1、 输出连接保证接触面导电性良好（光滑无毛刺），用铜螺钉或不锈钢螺
- 8-
操作
面板控制和显示功能说明 本电源的电源开关、输出电压调节、输出电流调节、稳压/稳流转换功能、
启动、时间控制等都在面板上操作。
SDD- (A)
(C) (D) (E) ⑨
⑩
②
①
①
②
(A
①
)
(A
)
⑧
⑦
(J) ①
② ( I ) ③ (H) ④ (G) ⑤
(F) ⑥
（E）右下段数值显示：显示脉冲个数、频率等各种参数数值； （F）远程/面板状态显示：亮灯表示现处于远程控制状态；
* 操作键：使用「REMOTE / PANEL」键⑤可进行切换操作。 注：本机不带此功能；。 （G）显示窗口数值内容指示： 「V/A」 亮灯表示数值显示窗口显示运行时的电压 / 电流 （运行中）； 「SET/RUN」亮灯表示（A）（B）显示窗口数字为电压/电流设定和实际
MODE
CV
V/A
TIME/COUNT
CLEAR
SET/RUN PRESET/COUNT
COUNT RESET
CC
PERIOD
TOTAL
REMOTE
SLOPETIME MEMORY No.
PANEL
CV
DISP
REMOTE
START
CC
SELECT
PANEL
STOP
高频整流机
输出正极铜排 OUTPUT
能引发火警。
5、后板控制端子接线说明：
a、“ON+/On-”：外部控制整流器启动/停止，接通电源开关，电源灯亮时， 两端子从断开到接通时，整流器有输出；两端子从接通到断开时，整 流器关断输出；
b、“ALM1/ALM2”为电源报警常开触点，有故障时为闭合状态,可外接报警 灯;
三、注意事项 1、 输出连接保证接触面导电性良好（光滑无毛刺），用铜螺钉或不锈钢螺
- 8-
操作
面板控制和显示功能说明 本电源的电源开关、输出电压调节、输出电流调节、稳压/稳流转换功能、
启动、时间控制等都在面板上操作。
SDD- (A)
(C) (D) (E) ⑨
⑩
②
①
①
②
(A
①
)
(A
)
⑧
⑦
(J) ①
② ( I ) ③ (H) ④ (G) ⑤
(F) ⑥
（E）右下段数值显示：显示脉冲个数、频率等各种参数数值； （F）远程/面板状态显示：亮灯表示现处于远程控制状态；
* 操作键：使用「REMOTE / PANEL」键⑤可进行切换操作。 注：本机不带此功能；。 （G）显示窗口数值内容指示： 「V/A」 亮灯表示数值显示窗口显示运行时的电压 / 电流 （运行中）； 「SET/RUN」亮灯表示（A）（B）显示窗口数字为电压/电流设定和实际
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（5 - 11）
《电力牵引交流传动及其控制系统》
牵引工况
综上，得脉冲整流器的电压向量平衡方程：
《电力牵引交流传动及其控制系统》
把有关参数代入式（5 - 11），经简 化后可求得这种状态下的相应功率 为：
牵引工况
《电力牵引交流传动及其控制系统》
工作原理
牵引工况
再生制动 工况
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流器等效电路
由图可知： 二次牵引绕组电压 阻抗
阻抗角
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流器在能量变换过程中的功率关系：
牵引工况
由复功率的计算公式：
得脉冲整流器吸收的复功率为：
脉冲整流器向量图
《电力牵引交流传动及其控制系统》
交流电源提供的复功率为：
牵引工况
根据等号左右两边实部、虚部分别对应相等，则有：
1 2 3
引言
脉冲整流电路的等效电路模型 脉冲整流电路的工作原理
4
中间直流回路的功能与参数
小组分工
姓名 XXX XXX XXX XXX XXX 学号 2013 2013 2013 2013 2013 完成任务
查找资料、回答问题
查找资料、回答问题
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《电力牵引交流传动及其控制系统》
支撑电容器
在理想情况下，特别是负载完全是一个电阻时，是不需要 一个储能器的，流到负载上的是一个纯直流分量。 在实际情况中，由于以下原因，在中间直流电路中，我们 还需要添加一个由电容器构成额外的一个储能器。
原因如下:
（1）在脉宽调制过程中产生的与脉冲整流器，逆变器交换 无功功率和谐波功率。 （2）与异步电动机交换无功功率。 （3）中间直流电路存在线路阻抗，二次谐波电流不全部通 过串联谐振电路。支撑电容器还要与变压器漏电感交换无功 功率。
《电力牵引交流传动及其控制系统》
1 2 3
引言
脉冲整流电路的等效电路模型 脉冲整流电路的工作原理
4
中间直流回路的功能与参数
《电力牵引交流传动及其控制系统》
引言
Ⅰ
交流传动电力机车和动车组中所用牵引变流器主 要由四象限脉冲整流器和牵引逆变器组成。脉冲 整流器是列车牵引传动系统中的网侧变流器。
（2）m的最大值取决于开关器件的开关频率，开通 时间和关断时间。
m
max
1
ton t D 2 BC
___
《电力牵引交流传动及其控制系统》
1 2 3
引言
脉冲整流电路的等效电路模型 脉冲整流电路的工作原理
4
中间直流回路的功能与参数
《电力牵引交流传动及其控制系统》
• 定义：在交-直-交变流器中，储能回路是作 为网侧变流器的四象限脉冲整流器和负载侧 变流器的逆变器之间的连接纽带。 • 在电压型脉冲整流器中，中间直流回路有两 个部分组成： 一个是相应于两倍电网频率的串联谐振 电路； 一个是支撑电容器。
⒊通过不同的方法能够使脉冲整流器的变比逼近所希望的曲线： 有级变换、频繁变换（脉宽调制）。
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
脉冲整流器电路原理图
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
脉冲整流器等效理想电路模型
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的工作原理——再生制动工况
脉冲整流器等效电路 再生制动工况
《电力牵引交流传动及其控制系统》
再生制动工况
U ab U d m / 2
Uab Ud m 2
（5-12）
wLN I N KUN
Ud--------直流侧电压 m ---------整流器的调制深度，亦称调制比 K ---------短路阻抗的标幺值，一般取0.3—0.35
i u
N (t)
ab( t )
i dc ( t ) U d
《电力牵引交流传动及其控制系统》
则
idc(t)
2 u ab sin wt 2 I N sin wt Ud
再次证实了脉冲整流器的输出电流包含两个重 要的分量：一个直流分量和一个两倍于供电频 率的交流分量。
脉冲整流器输出的瞬时功率为
《电力牵引交流传动及其控制系统》
结论
（1）脉冲整流器的输出电流包含两个重要的分量： 流过谐振电路的二次谐波交流分量；流入负载的直 流分量。 （2）两倍网频的串谐电路的无功功率来自于漏电抗 的功率交换，因此电路的瞬时功率的脉动分量也被 降低了。
（3）此处串联谐振电路一般采用可变电容器和可变 电阻的串联结构，可变电容用来平衡漏电抗，可变 电阻用来适配阻抗以输出最大功率。
前言
⒈一个理想的脉冲整流器，需要满足： ⑴在保证电源电流不发生畸变，并与电源电压保持同相位的同 时，其输出端能提供恒定平整的直流电压。 ⑵ 仅从交流电网吸取有功功率。 原理上这种装置可以由一个无储能部分的变流器和一个分离的储 能器组成。 ⒉为了使牵引供电网中保持较好的功率因数的同时获得平整的直 流量，脉冲整流器的变比必须能够通过调制技术随时加以改变。
《电力牵引交流传动及其控制系统》
第五章 脉冲整流器主电路及其控制
5.1脉冲整流器概述 5.4中间直流回路的功能与参数
主讲人
石凌风
5.1.1 引言
5.1.2 脉冲整流电路的等效 电路模型 5.1.3 脉冲整流电路的工作 原理——牵引工况
杨桂芳
5.1.3脉冲整流电路的工作原
理——再生制动工况 5.4 中间直流回路的功能与 参数 5.4.1 串联谐振电路 5.4.2 支撑电容器
《电力牵引交流传动及其控制系统》
引言
Ⅲ
网侧变流器： ⑴ 在列车牵引时起整流作用，将牵引供电网上单相 交流电转变成机车使用的直流电；再生制动时是其 逆过程。 ⑵ 定义： ①由于其可以工作在电压、电流坐标平面的四个象 限，因此亦称为四象限整流器。 ②由于当前牵引传动系统中基本采用PWM技术控制 整流器，因此又称之为脉冲整流器。
《电力牵引交流传动及其控制系统》
串联谐振电路
假设 RN 0 ,且基波功率因数λ=1 交流电源提供的瞬时无功功率为
PN (t )
u
N (t )
i N (t )
2U
N
Sinwt 2I N Sinwt U N I N U N I N cos2wt
U N I N --------s2wt Ud
P
d (t )
i dc (i ) U d U ab I N cos U ab I N cos cos 2wt U ab I N sin sin 2wt
= UN IN -
U N I N cos2wt
- U LN I N sin 2wt
《电力牵引交流传动及其控制系统》
引言
Ⅳ
波形畸变是由电力系统
中的非线性设备引起的 ，流过非线性设备的电 流和加在其上的电压不 成比例关系。
《电力牵引交流传动及其控制系统》
引言
Ⅴ
《电力牵引交流传动及其控制系统》
引言
结论
Ⅵ
⑴ 在电力牵引系统中四象限脉冲整流器取代了其它 各种交-直变流器，主要在于它彻底地、全面地解决 了电力牵引设备对于功率因素、等效干扰电流、优 化粘着利用和再生制动能力方面的特殊而苛刻的要 求。 ⑵ 相对于传统整流器，PWM整流方式有效的减少 了整流环节对于“电网”的谐波污染，对于铁道电 气化的发展具有重大意义。
U N I N cos2wt ---------两倍电源频率脉动的交变分量
《电力牵引交流传动及其控制系统》
2 sin wt 2 I sin wt U LN I N sin 2wt QLN ( t ) u LN (t ) i N (t ) N U LN 2
《电力牵引交流传动及其控制系统》
再生制动工况
Ud U N 2 1 K
2
/ m
（5-13）
《电力牵引交流传动及其控制系统》
调制深度m
再生制动工况
由图 5—6 可知，如果保持 I N与 U N 同方向，即位移 因数为，则 U ab随负载电流变化。 （1）I N 0 时，U ab min U N ，这时调制深度m最小 即 mmin 2 U ab min /U d 2 U N /U d
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
《电力牵引交流传动及其控制系统》
1 2 3
引言
脉冲整流电路的等效电路模型 脉冲整流电路的工作原理
4
中间直流回路的功能与参数
《电力牵引交流传动及其控制系统》
工作原理
牵引工况
再生制动 工况
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的工作原理——牵引工况
脉冲整流电路的等效电路模型
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
《电力牵引交流传动及其控制系统》
脉冲整流电路的等效电路模型
以上推导结果显示： ⑴ 储能器所接受的电流是正弦型，其频率为供电频 率的两倍。 ⑵ 储能器上的电压是一个纯直流电压。
脉冲整流器：目前牵引变流器均采用PWM控制技 术，因此也称其为PWM整流器。其拓扑结构分为 两电平和三电平两大类。
• 脉冲整流器具有多种类型结构，大致如下图所示
（见下页）
《电力牵引交流传动及其控制系统》