33变压器漏感对整流电路的影响换相重叠角
漏抗与整流
变压器漏电抗对整流电路的影响一、换相期间的输出电压 以三相半波可控整流大电感负载为例，分析漏抗对整流电路的影响。
在换相（即换流）时，由于漏抗阻止电流变化，因此电流不能突变，因而存在一个变化的过程。
ωt1时刻触发V2管，使电流从a相转换到b相，a相电流从Id不能瞬时下降到零，而b相电流也不能从零突然上升到Id，电流换相需要一段时间，直到ωt2时刻才完成，如图2-23(c)所示，这个过程叫换相过程。
换相过程所对应的时间以相角计算，叫换相重叠角，用γ表示。
在重叠角γ期间，a、b两相晶闸管同时导电，相当于两相间短路。
两相电位之差ub-ua称为短路电压，在两相漏抗回路中产生一个假想的短路电流ik，如图2-23(a)虚线所示（实际上晶闸管都是单向导电的，相当于在原有电流上叠加一个ik ），a相电流ia=Id- ik ，随着ik的增大而逐渐减小；而ib= ik是逐渐增大的。
当增大到Id也就是ia减小到零时，V1关断，V2管电流达到稳定电流Id ，完成换相过程。
在换相过程中，ud波形既不是ua也不是ub，而是换流两相电压的平均值。
与不考虑变压器漏抗，即γ=0时相比，整流输出电压波形减少了一块阴影面积，使输出平均电压Ud减小了。
这块减少的面积是由负载电流Id换相引起的，因此这块面积的平均值也就是Id引起的压降，称为换相压降，其值为图中三块阴影面积在一个周期内的平均值。
对于在一个周期中有m次换相的其它整流电路来说，其值为m块阴影面积在一个周期内的平均值。
由式(2-21)知，在换相期间输出电压ud = ub -LT(dik/dt)= ub -LT(dib/dt)，而不计漏抗影响的输出电压为ub ，故由LT引起的电压降低值为ub -ud= LT(dib/dt )，所以一块阴影面积为二、换相重叠角γ 为了便于计算，坐标原点移到a、b相的自然换相点，并设 从电路工作原理可知，当电感LT中电流从0变到Id时，正好对应ωt从α变到α＋γ，根据这些条件，再进行数学运算可求得 上式是一个普遍公式，对于三相半波电路，代入m=3可得 对于三相桥式电路，因它等效于相电压为时的六相半波整流电路，电压为，m=6，代入后结果与三相半波电路相同。
电力电子技术——变压器漏感对整流电路的影响
u1 u2
ub
ua
u1
u2
2LB
dik dt
,
ib凹升 ，ia凸降。
2LB
d2ik dt2
du ba dt
0,
转波形
_ u2 + + u1 _
Id
Goback
• 换流重叠期间，ud=(ua+ub)/2（算术平均值）， 面积损失使Ud减小。
• 换相压降Ud（平均值Ud的损失值）：
Ud
1 2 /
同步电压 +usb -usa +usc -usb +usa -usc
• 分立式锯齿波同步触发要求：VT1~VT6各需一个 触发单元电路，每个SCR的触发同步信号与其主 电路阳电压反相。
• KC04集成触发要求：同一相主电路两管共用同 一集成触发单元，其触发同步信号与该相主电路 电压同相。
三相全控桥各晶闸管的同步电压
晶闸管 主电路电压
同步电压
VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 +ua -uc +ub -ua +uc -ub -usa +usc -usb +usa -usc +usb
相量图
三相桥各晶闸管的同步电压（有R-C滤波滞后60）
晶闸管 主电路电压
VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 +ua -uc +ub -ua +uc -ub
➢在up固定情况下，若uco较小，则当锯齿波上升到较大 值时， V4才能导通，输出脉冲的时刻靠后；若uco较 大，则当锯齿波上升到较小值时， V4即可导通，输 出脉冲前移。比如uco=0 ~ 8V，对应于=180° ~ 0° 。
电感电容对整流电路的影响
一、电感对整流电路的影响有哪些如何分析1.变压器漏感◆实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用一个集中的电感LB 表示，并将其折算到变压器二次侧。
◆由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完成，而是会持续一段时间。
2.现以三相半波为例来分析，然后将其结论推广 ◆假设负载中电感很大，负载电流为水平线。
图为考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形◆分析从VT1换相至VT2的过程在ωt1时刻之前VT1导通，ωt1时刻触发VT2，因a 、b 两相均有漏感，故ia 、ib 均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，相当于将a 、b 两相短路，两相间电压差为ub-ua ，它在两相组成的回路中产生环流ik 如图所示。
ik=ib 是逐渐增大的，而 ia=Id-ik 是逐渐减小的。
当ik 增大到等于Id 时，ia=0，VT1关断，换流过程结束。
换相过程持续的时间用电角度λ表示，称为换相重叠角。
◆基本数量关系☞换相过程中，整流输出电压瞬时值为☞换相压降：与不考虑变压器漏感时相比，ud 平均值降低的多少，即☞换相重叠角λ √由式（3-30）得出：进而得出：当 时，于是有√随其它参数变化的规律： ⑴Id 越大则λ越大； ⑵XB 越大λ越大；⑶当α≤90时，α越小γ越大。
2d d d d b a b a d u u t i L u t i L u u k B k B +=-=+=556655d b d b b B 66565B B B d 06d 13()d()[()]d()2/32d d 333d()d 2d 22dk I k k i U u u t u u L t t i L t L i X I t ππαγαγππααπαγπαωωππωωπππ+++++++++∆=-=--===⎰⎰⎰⎰B 2Ba b 2)65(sin 62)(d d L t U L u u t i k πω-=-=2256BB6655sin()d()[cos cos()]2626t k U U i t t t X X ωπαππωωαω+=-=--⎰γαω+=t d Ii k =)]cos([cos 26B2d γαα+-=XUI 2d B 62)cos(cos UIX =+-γαα☞其它整流电路的分析结果各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算注：①单相全控桥电路中，XB 在一周期的两次换相中都起作用，等效为m=4；②三相桥等效为相电压等于的6脉波整流电路，故其m=6，相电压按 带入。
第2章第4节 变压器漏抗对整流电路的影响_612809573
U max sin ωtdωt + C 解： i = ∫ ωLB U max = [− cos ωt ] + C ωLB
ω 换相开始时： t
所以
= α ，i = − I L ,
U max C= cos α − I L ωLB
U max i= [cos α − cos ωt ] − I L ωLB
换相结束时： ωt
换相过程中，T1、T2同时导通， i1下降， i2上升。 i2=i， i1=IL-i 忽略回路电阻时，换流过程中的电压电流满足以下微分方程： （电源压升等于漏感压降） u b − u a = L B
d i2 di di − LB 1 = 2 LB dt dt dt
3
1、换相过程中的输出电压：
di di u a + u b u L = ub − LB = u a + LB = dt dt 2
i=
ω 换相开始时： t
所以 C =
=α
，i
=0
,
U max π sin cos α ωL B m
U max π sin [cos α − cos ωt ] ωLB m
α < ωt < α + γ
换相结束时： ωt
=α +γ
，
i = IL
U max π sin [cos α − cos(α + γ )] IL = ωLB m
di u2 − u1 U max π = = sin sin ωt dt 2 LB LB m
换相期间的电流微分方程：
U max π di = sin sin ωtdωt ωLB m
8
换相期间的电流微分方程解：
变压器漏感对整流电路的影响研究
中图分 类号 ：Ｔ Ｍ４ ６
文献标 识码 ：Ａ
文章 编号７ ）０ ４ ． ０ ０ ５ ５ ． ０ ３
Ｉ ｎｆ ｌ ｕ ｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ Ｌｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ Ｉ ｎｄｕ ｃ ｔ ａ ｎｃ ｅ ｏ ｎ Ｒｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ
ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｏ ｎ ｒ ｅ ｃ ｔ ｆｅ ｉ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｆｅ ｉ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
感 的 对 整 流 电路 的 影 响 ， 然 后 推 断 了 换 相 重 叠 角 与 延 迟 角 以及 变 压 器 漏 感 之 间 的 关 系 。最 后 通 过 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中对变 压 器漏感 对 整流 电路 的影 响进行 仿真 验证 ，实验 结果表 明漏 感会 导致换 相 时 电压 和 电流 的波 形 出现“ 断层” 现象 ，而 且漏 感 的大 小和触 发角 大 小会 影 响换相 重叠 角 大小 。
变压器漏感对整流电路的影响-2022年学习资料
设VD,和VD4导通时刻，与u2过零点相距δ 角，则u2如下式-w2=√2U2sinot+-2-37-在VD 和VD,导通期间，以下方程成立-uO=√2U2sinδ -1u,o=2J0.d=w-2-38-式中，U。0为 D,和VD4导通时刻直流侧电压值，将U2代入解得-ie=√2wCU2cosot+δ -2-39-的不可空整流电路-2.4电容旅波的单相不可控整流电路-2.4.2电容虑波的三相不可控整流电路ower Electronics
2A.1电容滤波的单相不可控整流电路-.工作原理及波形分析-基本工作过程-1,0-²在2正半周过零点至-w =0期间，因山2<ua-故二极管均不导通，电-容C向R放电，提供负载-所需电流。-²至mt=0之后，山2将 要超过，使得VD和-VD4开通，=西，交流-电源向电容充电，同时-图2-26电容滤波的单相桥式不可控整流电 及其工作波形-向负载R供电。-a电路-b波形-Power Electronics
2予变压器漏感对整流电路的影响-考志变压器漏感在内的交流侧电感的影响换撸座对程杨熊润完成。-现以丰装为例局 结论推广。-因a、b两相均有漏感，故-ia、均不能突变。于是-VT,和VT,同时导通，-●-相当于将a、b 相短-路，两相间电压差为山，一-u在两相组成的回路中产-生环流。-k=i,逐渐增大，alk-逐渐减小。当增 到等-于La时，ia=0,VT1关断，-换流过程结束。-图2-25考虑变压器漏感时的-三相半波可控整流电路 波形-Power Electronics
2电流平均值-输出电流平均值IR为：IR=UaR-2-47-在稳态时，电容才一个电源周期内吸收的能量和释放 能量相等，其电压-平均值保持不变，流经电容的电流在一周期内的平均值为零，-又由-id =ic+ig-得出d=IR-2-48-在一个电源周期中，i有两个波头，分别轮流流过VD1、VD4和VD2、VD3。-流过某个 极管的电流只是两个波头中的一个，平均值为-=Z:/2=IR/2-2-49-Power Electronic -15
变压器漏抗对整流电路的影响
（2-33）
ik = ∫
ωt
5π 6
α+
6U2 5π 6U2 5π sin( ωt − )d(ωt) = [cosα − cos(ωt − )] 2X B 6 2X B 6
（2-34）
ik = ∫
当
ωt
5π 6
α+
5π 时， ，于是 ωt = α + γ + ik = Id 6
6U2 5π 6U2 5π sin( ωt − )d(ωt) = [cosα − cos(ωt − )] 2X B 6 2X B 6
6U2 Id = [cosα − cos(α + γ )] 2X B
cosα − cos(α + γ ) = 2X B I d 6U2
（2-35） （2-36）
γ 随其它参数变化的规律： 随其它参数变化的规律： 越大； （1） Id越大则γ 越大； ） 越大； （2） XB越大γ 越大； ） 越大。 ° （3） 当α≤90°时，α 越小γ 越大。 ）
γ
γ
3 = ∫ 2π
5π α +γ + 6 5π α+ 6
dik 3 Id 3 LB d(ωt) = ∫ ωLBdik = XBId 0 dt 2π 2π
（2-31）
2.4.2换相重叠角 换相重叠角 换相重叠角——换相过程持续的时间 ， 用电角度 γ 表示 。 换相过程持续的时间， 表示。 换相重叠角 换相过程持续的时间 5π 6U2 sin( ωt − ) dik 6 （2-32） = (ub − ua ) 2LB = dt 2LB
I 2 = IVT =
第9讲 变压器漏感对整流电路的影响
5π 6
di 3 LB k d(ωt ) = dt 2π
B
∫
Id
0
ω LBdik =
XB是 漏 感 为 L 抗，
的 变 压 器 每 相 折 算 到 X B 次 侧LB 漏 二 = 的 。
3 X BId 2π
ω
电力电子技术
2
换相重叠角角γ的计算
dik = (ub − ua ) 2 LB = dt 6U 2 sin(ω t − 2 LB
ωt
γ 随其它参数变化的规律： （1） Id 越大大则γ 越大大； （2） XB 越Байду номын сангаас大γ 越大大； （3） 当α≤90°时，α 越小小γ 越大大。
电力电子技术
2
变压器漏抗对各种整流电路的影响
表3-2 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算
电路形式
单相 全波
XB Id π
Id X B 2U 2
单相全 控桥
u2 O ud O id O i2 O Id Id π
ωt
α
π Id
ωt
ωt
α ωt
图3.9 ud、id和i2的波形图
电力电子技术
2
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二二次侧电流有效值I2分别为 Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(V) Id ＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A) I2＝Id＝9(A) ③晶闸管承受的最大大反向电压为： 2 U2＝100 2 ＝141.4（V） 流过每个晶闸管的电流的有效值为： IVT＝Id ⁄ 2 ＝6.36（A） 故晶闸管的额定电压为： UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V） 晶闸管的额定电流为： IN＝(1.5~2)×6.36⁄1.57＝6~8（A） 晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
1496-整流变压器的阻抗对整流电路特性影响的相关计算
=
1 2π
[
π+ π +α+γ 2m π+ π +α
2m
m
2U cos( π ) sin( ωt − π )d( ωt )
2m
m
∫+ π + 3π +α 2m π+ π +α+γ
2U sin( ωt − 2π )d( ωt )] m
2m
= 2mU sin( π )cos( γ )cos( α + γ )
I=
1 3π
(
2π
−
γ
)I
d
（10）
ia1
=
43 γπ
sin(
γ 2
)I d
sin[ωt
−(α+
γ 2
)]
（11）
比较 A 相基波电流 ia1 与相电压 ua 的表达式，可
以发现基波功率因数角为
φ=α+ γ 2
（12）
[2] 王兆安，黄俊.电力电子变流技术（第四版）.北京：
机械工业出版社，2000:59～61
ξ = I1 = 12 sin( γ )
1
I γ 2 2π( 2π − γ )
总功率因数为：
cos ϕ = ξ cos φ
（13）
= 12 sin( γ ) cos( α + γ )
γ2
2
1 2π( 2π − γ )
（14）
虽然公式（12）、（13）、（14）是从变压器副边的
电流波形推导出来的，但如果不考虑变压器的空载电
关键词 整流变压器 阻抗 换相重叠角 功率因数
1．前言 在带有整流变压器的可控硅整流电路中，整流变
（完整版）电力电子技术简答题重点
（完整版）电力电子技术简答题重点1. 晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么?答: 晶闸管导通的条件: 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。
应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。
晶闸管关断的条件: 要关断晶闸管, 必须使其阳极电流减小到维持电流以下,或在阳极和阴极加反向电压。
晶闸管维持的条件要维持晶闸管, 必须使其晶闸管电流大于到维持电流。
2. 变压器漏感对整流电路的影响(1)出现换相重叠角r,整流输出电压平均值Ud降低。
( 2)整流电路的工作状态增多( 3)晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的开通。
( 4)换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt, 可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路.( 5)换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
3. 什么是谐波，什么是无功功率，们的危害. 为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率成为无功功率，电力电子装置消耗无功功率，对公用电网的不利影响：( 1 )无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；( 2)无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加( 3)无功功率使线路压降增加，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。
谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，电力电子装置产生谐波，对公用电网的危害：( 1)谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；( 2)谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏；(3)谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大会使危害大大增大，甚至引起严重事故；(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确；( 5)谐波会对领近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
2-8-变压器漏感对整流电路的影响
◆变压器漏感---什么是漏感？ ☞实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用一个集中的电感LB
表示，并将其折算到变压器二次侧。 ☞由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因
此换相过程不能瞬间完成，而是会持续一段时间。
◆以三相半波为例来分析，然后将其结论推广 ☞假设负载中电感很大，负载电流为水平线。
ωt1时刻
u
αu
u
u
d
a
b
c
O
ωt
ii
i
i
i
i
I
d
c
a
b
c
a
d
O
γ
ωt
◆分析从VT1换相至VT2的过程
☞ωt1时刻触发VT2，因a、b两相均有漏感---ia、ib均不能突变---
VT1和VT2同时导通---a、b两相短路(两相间电压差为ub-ua)， ---产生环流ik。 ☞ik=ib 上升 ，而 ia=Id-ik 下降。 ☞ik=Id时，ia=0，VT1关断，换流过程结束。
mXB
2π
Id
①
Id XB
π
②
2U2
sin m
◆变压器漏感对整流电路影响的一些结论:
☞出现换相重叠角γ，整流输出电压平均值Ud降低。
☞整流电路的工作状态增多。 出现了过渡状态。
☞晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通，有时人 为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。 ☞换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶 闸管误导通，为此必须加吸收电路。 ☞换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
2XB
6
ωt
=
α
+γ
电力电子技术简答题+答案
四、简答题1.晶闸管并联使用时需解决什么问题?如何解决?当晶闸管并联时就会分别因静态和动态特性参数的差异而存在电路分配不均匀的问题，均流不佳，有的器件电流不足，有的过载，有碍提高整个装置的输出，甚至造成器件和装置的损坏。
当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法连接。
2.变压器漏感对整流电路有一些什么影响？（1）出现换相重叠角γ，整流输出电压平均值U d降低。
（2）整流电路的工作状态增多（3）晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通。
有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。
（4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。
（5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源3.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。
交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。
而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。
由于控制对象的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。
4.无源逆变和有源逆变电路有何不同？两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。
而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。
5.说明PWM控制的基本原理。
PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
33变压器漏感对整流电路的影响换相重叠角
Id X B 2U 2
2I d X B 2U 2
2X B I d 6U 2
m
注：①单相全控桥电路中，环流ik是从-Id变为Id。本表所 列通用公式不适用； ②三相桥等效为相电压等于 的6脉波整流电路， 3U3 2U 2 故其m=6，相电压按 3U 2 3U 2 代入。
2-5
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
变压器漏抗对各种整流电路的影响
表2-2 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算
电路形式
单相 全波
XB
单相全 控桥
2X B
U d
Id
Id
三相 半波 3X B Id 2
2X B I d 6U 2
三相全 控桥
3X B
m脉波 整流电路
mX B ① Id 2
Id X B 2U 2 sin
②
Id
cosa cos(a g )
变压器漏感对整流电路影响的一些结论:
出现换相重叠角g ，整流输出电压平均值Ud降低。 整流电路的工作状态增多。 晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。 有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。 换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可 能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。
3 2
a
a g
5 6
5 6
di 3 LB k d(wt ) dt 2
Id
0
wLBdik
3 X BId 2
（2-31）
2-2
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角g的计算
dik (ub ua ) 2 LB dt 6U 2 sin( wt 2 LB 5 ) 6
2.6 电源变压器漏抗对可控整流电路的影响
因为有
得到
换相重叠角的计算
将上式在整个换相期间积分
可以解得
所以可以得到 换相角的公式
m相的换相角推广
对于m相可控整流电路，换相重叠角γ
对于三相全控桥电路，可m＝6，相电压有效 值认改为线电压有效值
γ随其它参数变化的规律
当α一定时，Id、XB越大，γ越大这是由于Id、XB愈 大，漏感中储存能量愈多，换相过程加长，换 相重 叠角增加。 当Id、XB 不变时，α增加，γ越小这是由于控制角α 愈大，电源供给能量减少．能量释放快，换相重叠 角减小 已知电路的形式和参数XB根据负载电流Id和控制角 a的大小，就可以利用公式计算出换相重叠角
主要针对脉冲不对称程度（一般可达5）。值约取为10。
最小逆变角的限制
—— 换相重叠角的确定：
1) 查阅有关手册, 举例如下：
整流电压 220V 整流电流 800A 变压器容量 240kV。A 短路电压比Uk% 5%
15~20
2) 参照整流时 的计算方法
cos cos( ) Id X B 2U 2 sin
ud T La Lb Lc a b c V1 V2 V3 ud id ED M id L 0
ua
ub
uc
ua
t2 t1 1 t3 t
( 1 ＞ )
( ＜ )
ia 0 (a )
ib
ic
t
(b )
图2-21 变压器漏抗对逆变的影响 (a) 电路； (b) 输出电流、 电压 波形
综上所述， 可得出以下结论： (1) 两电源同极性相连，电流总是从高电势流向低 电势电源， 其电流的大小取决于两个电势之差与回 路总电阻的比值。如果回路电阻很小， 则很小的电 势差也足以形成较大的电流，两电源之间发生较大 能量的交换。 (2) 电流从电源的正极流出，该电源输出电能；而 电流从电源的正极流入，该电源吸收电能。电源输 出或吸收功率的大小由电势与电流的乘积来决定， 若电势或者电流方向改变，则电能的传送方向也随 之改变。 (3) 两个电源反极性相连，如果电路的总电阻很小， 将形成电源间的短路， 应当避免发生这种情况。
电力电子技术简答题
电力电子技术简答题2、什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？答：晶闸管变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，这种情况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。
造成逆变失败的原因主要有：（2分）触发电路工作不可靠。
例如脉冲丢失、脉冲延迟等。
晶闸管本身性能不好。
在应该阻断期间管子失去阻断能力，或在应该导通时不能导通。
交流电源故障。
例如突然断电、缺相或电压过低等。
换相的裕量角过小。
主要是对换相重叠角估计不足，使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。
逆变失败后果会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件（4分）防止逆变失败采用最小逆变角βmin防止逆变失败、晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。
关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。
（3分）实现关断的方式：1>减小阳极电压。
2>增大负载阻抗。
3>加反向电压。
3、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变？（5分）答：由逆变可知，晶闸管半控桥式电路及具有续流二极管电路，它们不能输出负电压Ud固不能实现有源逆变。
（5分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3)阻感负载时需提供无功。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
（3分）3、逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作？答：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：（1）变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。
（3分）（2）变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连，且满足Ud（2分）1、3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因哪些电路类型不能进行有源逆变？（5分）（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）（2）内部条件：变流电路必须工作于β<90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反，才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。
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（2-32）
由上式得：
dik 6U 2 5 sin( wt ) dwt 2X B 6
（2-33）
进而得出：
ik
wt
5 6
a
6U 2 6U 2 5 5 sin( wt )d(wt ) [cos a cos(wt )] 2X B 6 2X B 6
（2-34）
2-3
变压器漏抗对各种整流电路的影响
表2-2 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算
电路形式
单相 全波
XB
单相全 控桥
2X B
U d
Id Id 2
2X B I d 6U 2
三相全 控桥
3X B
m脉波 整流电路
mX B ① Id 2
Id X B 2U 2 sin
②
Id
cosa cos(a g )
3 2
a
a g
5 6
5 6
di 3 LB k d(wt ) dt 2
Id
0
wLBdik
3 X BId 2
（2-31）
2-2
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角g的计算
dik (ub ua ) 2 LB dt 6U 2 sin( wt 2 LB 5 ) 6
ud
a
ua
ub
uc
O id ic O ia ib ic ia Id
wt
g
wt
图2-25 考虑变压器漏感时的 三相半波可控整流电路及波形 2-1
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角——换相过程持续的时间，用电角度g表示。 换相过程中，整流电压 ud 为同时导通的两个晶闸管所对 应的两个相电压的平均值。
Id X B 2U 2
2I d X B 2U 2
2X B I d 6U 2
m
注：①单相全控桥电路中，环流ik是从-Id变为Id。本表所 列通用公式不适用； ②三相桥等效为相电压等于 的6脉波整流电路， 3U3 2U 2 故其m=6，相电压按 3U 2 3U 2 代入。
2-5
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
由上述推导过程，已经求得： wt 6U 2 6U 2 5 5 ik 5 sin( wt )d(wt ) [cos a cos(wt )] a 6 2X B 6 6 2X B 5 当 wt a g 时，ik I d，于是
dik dik ua ub ud ua LB ub LB dt dt 2
（2-30）
换相压降——与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值 降低的多少。
dik 1 a g 56 3 a g 56 U d ( u u ) d ( w t ) [ u ( u L )]d(wt ) 5 5 b d b b B 2 / 3 a 6 2 a 6 dt
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响， 该漏感可用一个集中的电感LB表示。 现以三相半波为例，然后将其结论推广。
VT1换相至VT2的过程：
因a、b两相均有漏感，故ia、 ib均不能突变。于是VT1和VT2 同时导通，相当于将a、b两相 短路，在两相组成的回路中产 生环流ik。 ik=ib是逐渐增大的， 而ia=Id-ik是逐渐减小的。 当ik增大到等于Id时，ia=0，VT1 关断,换流过程结束。
换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
2-6
Id 6U 2 [cosa cos(a g )] 2X B 2X BId cosa cos(a g ) 6U 2
6
（2-35） （2-36）
g 随其它参数变化的规律： （1） Id越大则g 越大； （2） XB越大g 越大； （3） 当a≤90时，a 越小g 越大。
2-4
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
变压器漏感对整流电路影响的一些结论:
出现换相重叠角g ，整流输出电压平均值Ud降低。 整流电路的工作状态增多。 晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。 有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。 换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可 能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。