电力电子技术整流波形图

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电力电子技术第3章 三相可控整流电路

电力电子技术第3章 三相可控整流电路
19
第二节 时
三相全控桥式整流电路
整流电压为三相半波时的两倍,在大电感负载
20
图 3.9 三相桥式全控整流电路
21
图 3.10 三相全控桥大电感负载 α =0°时的波形
22
图 3.11 三相全控桥大电感负载 α =30°时的电压波形
23
图 3.12 三相全控桥大电感负载 α =60°时的电压波形
3
图 3.2是 α =30°时的波形。设 VT3 已导通, 当经过自然换流点 ωt0 时,因为 VT1的触发脉冲 ug1还没来到,因而不能导通,而 uc 仍大于零,所 以 VT3 不能关断,直到ωt1 所处时刻 ug1触发 VT1 导通,VT3 承受反压关断,负载电流从 c相换到 a 相。
4
图 3.2 三相半波电路电阻负载 α =30°时的波形
32
一、双反星形中点带平衡电抗器的可控整流电路 在低电压大电流直流供电系统中,如果要采用 三相半波可控整流电路,每相要多个晶闸管并联, 这就带来均流、保护等一系列问题。如前所述三相 半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问 题。
33
图 3.15 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
34
图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
26
图 3.14 三相桥式半控整流电路及波形 (a)电路图 (b)α =30° (c)α =120°
27
一、电阻性负载 控制角 α =0时,电路工作情况基本与三相全 控桥 α =0时一样,输出电压 ud波形完全一样。输 出直流平均电压最大为 2.34U2Φ。
28
由图 3.14( b),通过积分运算可得Ud 的计 算公式
12
当 α >30°时,晶闸管导通角 θV=150°- α。 因为在一个周期内有 3次续流,所以续流管的导通 角 θVD=3( α -30°)。晶闸管平均电流为

《电力电子技术》教学中工作波形绘制的技巧

《电力电子技术》教学中工作波形绘制的技巧

《电力电子技术》教学中工作波形绘制的技巧【摘要】在《电力电子技术》课程技术培训中,工作波形的正确绘制对熟练掌握和应用课程技术有着十分重要的意义。

往往三相变流器电路工作波形的绘制对学习者来说有着较大的难度,本文总结了工作波形绘制的技巧可以使波形的正确绘制起到驾轻就熟的作用。

【关键词】工作波形波头顺序状态转换线电力电子技术是由电力电子器件实现的对电能转换和控制的一门技术,实现了强电和弱电的完美结合,在电子电气应用领域一直倍受重视,因此在维修电工等专业技术工种职业技能鉴定中,都是作为应知应会的重要考核模块。

通过变流电路改变电源电压、电流、频率等参数来实现电能的转换和控制,实质上就是改变电源的输出波形来实现的,因此能否正确绘制变流器工作波形是考察学生能否掌握好这门技术的关键,对熟练掌握和应用课程技术有着十分重要的意义。

往往三相整流器电路工作波形的绘制对学习者来说有着较大的难度,对于教师来说,如何改进教学方法,使学生掌握波形绘制的方法,将尤为重要。

我在课程教学中研究了一套波形绘制的技巧和教学方法,现总结出来,以便你能驾轻就熟地绘制工作波形。

第一步按波头顺序标注各相相电压和线电压。

在用虚线绘制了u、v、w三相对称相电压及其线电压的波形纸上按波头顺序标注各相相电压及其线电压(如图1所示),并把欲绘制的工作波形名称(图中是ud、id)标注在纵轴上。

第二步根据触发脉冲要求作出状态转换线。

在三相可控整流器电路中,晶闸管触发导通的时刻,往往也是电路状态转换的时刻。

若是电力二极管,则在三相相电压自然换相点管子导通时刻,也是电路状态转换的时刻。

所以在分析好哪种类型的电路基础上,用虚直线在波形纸上自上而下作好状态转换线,这是正确便捷绘制工作波形的关键。

如图2所示,由上而下虚直线是晶闸管触发脉冲控制角α=60°,电路为三相全控桥整流电路时的状态转换线,①~⑥分别表示VT1~VT6晶闸管触发脉冲出现时刻。

图1相线电压波头标注图2α=60°时状态转换线第三步作出触发脉冲ug工作波形图。

《电力电子技术》第四章习题解答

《电力电子技术》第四章习题解答
从图中可知:
(THD)给出了电流Ud的畸变率:THD=112.28%。
说明:因为输出电流电压直流成分极大,所以谐波含量极高。
(3)交流侧电流Is傅里叶分析如下:
从图中可知:
(THD)给出了电流Ud的畸变率:THD=42.95%。
说明:因为输入电流电压漏感影响不大,所以谐波含量较低。
各次谐波列表如下:
(1) 做出uC1,uC2和ud的波形;
(2) 做出△Ud (p-p)与Ud的比值;
(3) 如果单相全控桥式整流电路参数如下:Us= 240V,Ls= 1mH,Cd= 500F,负载用10A的直流电源表示,计算第(2)问,并与之前的计算结果相比较。
解:
图4.27双重电压整流电路
由FFT分析谐波列表可知,电流的基波分量相位θi=-27.1°、θv=0°。故其相位差为
Φ=-27.1˚(滞后),所以DPF=cosΦ=0.89。
傅里叶分析可知电流的基波分量Is1=120.6A
由谐波畸变率公式
可求得:Is=131.25A,故
4-15.图4.20所示的单相整流电路中,Us= 120V,频率50Hz,Ls= 2mH,Rs= 0.4,负载的瞬时功率pd(t) = 1kW。利用Pspice软件,做出Cd分别为:200、500、1000和1500F时,THD、DPF、PF以及换相压降△Ud(p-p)的函数曲线,并分析直流侧滤波电容的作用。

(4)
∴ 的值与上问相同。
4-6.图4.6(b)是简化的单相整流电路,其中Ls= 0,直流侧电流恒为Id,计算出每个二极管所通过电流的平均值和有效值,以及与Id的比值。
解:如下图所示,
∵Ls= 0时,每个二极管换流是瞬时完成的
∴每个二极管导通时间为一半的周期,而且是上下桥臂有且只有一个导通。

第3章 整流电路part1

第3章 整流电路part1

可得到 I S
PAC PAC VS PF VS cos1
8
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1 单相可控整流电路
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
3.1.3单相全波可控整流电路
3.1.4单相桥式半控整流电路
9
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路
《电力电子技术》
第3章 整流电路
第3章
整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.2三相可控整流电路
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
3.4 电容滤波的不可控整流电路
3.5 整流电路的谐波和功率因数
3.6大功率可控整流电路
3.7整流电路的有源逆变工作状态 3.8整流电路相位控制的实现
1
《电力电子技术》
第3章 整流电路
wt
wt
e)
晶闸管的电流有效值IVT
I VT 1 p 2 p a I a I d d (wt ) 2p 2p d
O i VD f) O u VT g) O
R
wt
wt
wt
20
《电力电子技术》
u2
第3章 整流电路
(3)续流二极管的电流平均值 IdVDR与续流二极管的 电流有效值IVDR w w
22
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1.2 单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路(Single Phase
Bridge Contrelled Rectifier)
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
a)
晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂,VT2和VT3组成另一对 桥臂。在实际的电路中,一般都采用这种标注方法,即 上面为1、3,下面为2、4。请同学们注意。

《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验

《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验

《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的:(1) 单相半波可控整流电路(电阻性负载)电路的工作原理电路设计与仿真。

(2) 单相半波可控整流电路(阻-感性负载)电路的工作原理电路设计与仿真。

(3) 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管)电路的工作原理电路设计与仿真。

(4)了解三种不同负载电路的工作原理及波形。

二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路(电阻性负载)如图1.1所示,单向半波可控制整流电路原理图,晶闸管作为开关,变压器T起到变换电压与隔离的作用。

其工作原理:(1)在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管承受正向电压,脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。

(2)在ωt=π时刻,u2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为零。

(3)在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管承受反向电压而处于关断状态,负载上没有输出电压,负载电流为零。

(4)直到电源电压u2的下一周期的正半波,脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流又加在负载上,如此不断重复。

2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后,可得仿真电路。

如图所示:2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中,波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。

设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。

α=30°α=60°α=90°α=120°分析:与电阻性负载相比,负载电感的存在,使得晶闸管的导通角增大,在电源电压由正到负的过零点也不会关断,输出电压出现了负波形,输出电压和电流平均值减小;大电感负载时输出电压正负面积趋于相等,输出电压平均值趋于零。

电力电子技术-相控整流电路

电力电子技术-相控整流电路

2-16
基本数量关系 基本数量关系 • 直流输出电压平均值Ud为 直流输出电压平均值U
1 α +θ Ud = 2U 2 sin ωtd (ωt ) ∫α 2π

从Ud的波形可以看出,由于电感负载的 的波形可以看出, 存在, 存在,电源电压由正到负过零点也不会 关断,输出电压出现了负值波形, 关断,输出电压出现了负值波形,输出 电压和电流的平均值减小; 电压和电流的平均值减小;当带大电感 负载时,输出电压正负面积趋于相等, 负载时,输出电压正负面积趋于相等, 输出电压平均值趋于零, 也很小。 输出电压平均值趋于零,则id也很小。
U m = 2U 2
2-22
2.2.1 单相半波可控整流电路
单相半波可控整流电路的特点
VT的α 移相范围为 的 移相范围为180°。 ° 简单,但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流 简单, 输出脉动大, 分量,造成变压器铁芯直流磁化。 铁芯直流磁化 分量,造成变压器铁芯直流磁化。 实际上很少应用此种电路。 实际上很少应用此种电路。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
单相半波可控整流 电路 单相桥式全控整流 电路 单相桥式半控整流 电路
工作原理 基本数量 关系
单相桥式可控整流 电路
单相全波可控整流 电路
知识准备: 知识准备:
触发延迟角: 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, 表示,也称触发角或控制角。 触发脉冲止的电角度,用α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, 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 。 移相: 的大小, 移相:改变控制角α的大小,即改变触发脉冲电压出现 的相位,称为移相。 的相位,称为移相。 移相控制:通过移相可以控制输出整流电压的大小, 移相控制:通过移相可以控制输出整流电压的大小,所 以把通过改变控制角调节输出整流电压的方式称为移相 控制。 控制。

电力电子技术整流波形图

电力电子技术整流波形图
波形图的特征分析包括对电压、电流波形的形状、幅度、频率和相位进行分析。这些特征反映了整流 电路的工作状态和性能。
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-脉冲整流电路

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

电力电子技术第二章整流电路答案

电力电子技术第二章整流电路答案

21. 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 导通时刻,负载电流为零。

在电源电压u 2 的负半周期,负载电感导通。

因此,在电源电压 u 2 的一个周期里,以下方程均成立:L di d 2U 2 sin tdt2考虑到初始条件:当 t =0时 i d =0可解方程得:2U 2 i d(1 cos t)L1 2 2U 22(1 cos t)d( t) L2U 2=2u d 与 i d 的波形如下图: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: L d d itd2U 2 sin t其平均值为此时 u d 与 i d 的波形如下图:α = 60 °时, L 储能, 电感 L 储藏的能L 储能,在晶闸管开始 L 释放能量,晶闸管继续I d考虑初始条件:当t = 60 时 i d = 0 可解方程得:i d2U 2 L 1( cos t)I d52U 2 1 33 2U L 2 (12 cos t)d( t) =2U 22L =11.25(A)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问题吗?试说明:①晶闸管承受的最大反向电压为2 2U2 ;②当负载是电阻或电感时,其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。

①以晶闸管VT 2为例。

电力电子技术——三相半波可控整流电路

电力电子技术——三相半波可控整流电路
ud=uab;后30o从负半周自然换相点开始, uc变为 最低,由于VT2尚未触发,使VT6不能关断,故 后30o仍有ud=uab。 ➢每周仍6个波头但脉动加深,为线电压峰点右侧 的60o片段。
➢SCR电压波形uVT1(三段分析法):与三相半波相同。 ➢副边电流ia波形:正半周为iVT1,负半周为iVT4;阻感负
➢t3~t4 期 间 : VD3 导 通 , 迫 使 VD2 关 断 , ud=uc。
Goback
➢VD1,2,3轮换导通各120° ,ud为三相电压在正半 周的包络线,三脉波整流。
➢t1,t2,t3时刻均发生二极管换流,电流由一只 向另一只转移。
• 自然换相点:各相晶闸管能触发导通的最早时刻。
以此作为控制角的起点。单相整流的自然换相
➢导通30o时, ua= ub , uab过零变负。电阻负载时, VT1,6关断,ud=0;而在大L-R负载时VT1,6继续导通, ud等于uab负半周的起始片段,直到VT1,2触发导通为 止。
➢在C相负半周=90o处,VT1,2同时触通,ud为uac片段。
➢ud每周含有6个线压片段。电阻负载时,ud断续间隔
• >30°(=60°) 时 : ua 过 零 时 , 由 于 L 很 大 , 延 续 VT1导通,直到b相VT2触通,发生换流,ud=ub, 同时使VT1关断。
• 随增大,ud中的负面积增大,直到=90° ,正负
面积相等,Ud=0。
• 的移相范围:0~90° 。
转波形
• 每只SCR导通角=120°,电流近似为120°方波。
u
u
u
u
u
a
b
c
a
2
t
u G
1
3

电力电子技术-第三章--单相整流讲解

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-三相桥式整流

电力电子技术-三相桥式整流

三相桥式全控整流电路的特点 (1)2个晶闸管同时通形成供电回 路,其中共阴极组和共阳极组各1个, 且不能为同1相器件 ( 2 ) u d 一周期脉动 6 次,每次脉动波 形一样,故该电路为6脉波整流电路。
( 3 )晶闸管承受的电压波形与三相 半波时相同,晶闸管承受最大正、反 向电压的关系也相同。
晶闸管一周期中有1200处于通态, 240 0 处于断态,由于负载为电阻, 故晶闸管处于通态时的电流波形与 相应时段的Ud波形相同。
b
u
c
O
u
d2
w t1
Ⅰ u ab Ⅱ u ac Ⅲ u bc Ⅳ
ba
w t
Ⅴ u ca Ⅵ u cb
u 2L ud
u
u
ab
u
ac
O
w t
ia O
w t
u
VT
1
u
ab
u
ac
u
bc
u
ba
u
ca
u
cbΒιβλιοθήκη uabuac
O
w t
u
ab
u
ac
三相桥式全控整流电路带电阻负载 a = 300 时的波形
u
d1
a = 30 u a
三相桥式全控整流电路带阻感负载 a = 900 时的波形
u d1
a = 90
ub
uc
ua
O u d2 ud
w t1
Ⅰ u ac Ⅱ u bc Ⅲ u ba Ⅳ u ca Ⅴ u cb Ⅵ u ab
w t
u ab
u ac
O
w t
u VT
1
u ac
u ac
O u

电力电子电路常见波形及分析

电力电子电路常见波形及分析

电力电子电路常见波形及分析电力电子电路的功率输出级是在大信号条件下工作的电路,由于工作电压高、传输电流大,在电路的设计中经常需要对电路的各部分进行电压、电流和功率等参数的计算或估算,这种计算或估算甚至要细化到每一个元件。

电路参数的计算或估算可使设计者清楚地了解功率输出级各个部分的详细情况,这对于整个电路的设计和器件的选择是非常重要的。

计算电路参数的作用可大致归结为以下几点:(1)电路输出功率的分析。

电力电子电路的作用就是驱动大功率的负载,因此,电路输出的电压和电流能否满足负载的功率要求,是设计中首先必须考虑的问题。

(2)功率器件自身功耗的分析:电力电子电路中,功率器件工作在高电压、大电流的条件下,器件的功耗往往也会比较大,故在电路设计中,分析器件自身将承受的电压、电流和器件可能产生的功耗是合理选择功率器件和有效使用功率器件的重要前提。

(3)电路供电电源容量的确定。

电力电子电路常常要采用多组电源,分别为控制级、驱动级和功率输出级电路供电。

控制级电路属于小电力电子电路,因此其电源功耗很小。

驱动级电路在功率输出器件处于稳态时,电源功耗也很小,但在驱动功率器件动作的瞬间,其电流常会达到几安数量级,要根据驱动电路的具体参数设计此部分的电源容量。

功率输出级电路的供电方式有两种,一种是以稳压电源供电,故供电电源的容量应大于输出功率和功率器件自身功耗的总和;另一种是以电力线路的交流电源直接供电,此时也应根据输出功率和功率器件自身功耗考虑电力线路的容量和电力变压器的容量。

(4)印刷线路板布线形式的重要参考。

电力电子电路的功率输出级采用大信号方式工作,其导线上电压高、电流大,并且在电路状态发生切换时,流过大信号的导线会产生很大的电磁干扰。

因此,电力电子电路的印刷线路板布线时,要清楚每条导线的电流、电压值以及电磁干扰情况,并依据这些数据合理进行布线。

合理布线的基本要求是:将电流大的导线设置成较大的宽度,以保证导线的可靠性;使低电压导线尽量远离高电压导线,避免出现“打火”现象;将电磁干扰比较大的导线与易受干扰的小信号电路部分尽量在空间上隔离开,并避免大信号导线与小信号导线的平行摆放,以减少强信号部分对弱信号部分的干扰。

电力电子技术课件第6章交流交流变流电路

电力电子技术课件第6章交流交流变流电路
√60°≤<90°范围内,任一时刻都是 两个晶闸管导通,每个晶闸管的导通角 度为120°。
图6-10 不同角时负载相电压波形 a)=30° b)=60°
16
6.1.2 三相交流调压电路
√90°≤<150°范围内,电路处于两个晶
闸管导通与无晶闸管导通的交替状态,每个
晶闸管导通角度为300°-2,而且这个导通
☞uo由若干段电源电压拼接而成, 在uo的一个周期内,包含的电源电 压段数越多,其波形就越接近正弦 波。
25
6.3.1 单相交交变频电路
图6-14 理想化交交变频电 路的整流和逆变工作状态
■整流与逆变工作状态 ◆以阻感负载为例,把电路等效成图6-
14a,二极管体现了交流电流的单方向性。
◆设负载阻抗角为,则输出电流滞后 输出电压角,两组变流电路采取无环流
Pin 29370.697
U1Io 22019 .16
12
6.1.1 单相交流调压电路
■斩控式交流调压电路
VD1 V1 i1
◆工作原理
u1
☞用V1,V2进行斩波控制,用V3,V4给
V2 VD2
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
负载电流提供续流通道。
图6-7 斩控式图4交-7流调压电路
☞设斩波器件(V1,V2)导通时间为ton,
√ t3~t4阶段:uo和io均为负,反组整 流,输出功率为正。
√ t4~t5阶段:uo反向,io仍为负,反 组逆变,输出功率为负。 ◆结论
☞哪组变流电路工作由io方向决定, 与uo极性无关。
流过零线,3的整数倍次谐波是同相位的,不能在 各相之间流动,全部流过零线。
◆三相三线带电阻负载时的工作原理 ☞任一相导通须和另一相构成回路,因此电流

电力电子技术之第2-3章 三相半波整流

电力电子技术之第2-3章 三相半波整流
2012-2-22 电力电子技术 6
Ud 负载电流平均值为 负载电流平均值为 Id = R 1 晶闸管电流平均值为 晶闸管电流平均值为 I Id dT = 3
晶闸管电流有效值, 晶闸管电流有效值,当 α ≤ 30°时 °
(3 - 3) )
IT =
1 2π

5π +α 6 π +α 6
2U 2 Sin ωt 2 ( ) d (ωt ) R
(3 - 4) )
U2 = R
2012-2-22
1 2π 3 ( + cos 2α ) 2π 3 2
电力电子技术
7
晶闸管电流有效值, 晶闸管电流有效值,当 α > 30°时 °
IT =
1 2π
2U 2 Sin ω t 2 ) d (ω t ) ∫π6 +α ( R
π
U2 = R
1 5π 3 1 ( −α + cos 2α + sin 2α ) 2π 6 4 4
u2 过零时 , VT1 不关断 , 直到 2 的脉冲到 过零时, 不关断, 直到VT 才换流, 导通向负载供电, 来, 才换流 , 由VT2导通向负载供电,同时 施加反压使其关断——ud 波形中出现 向 VT1 施加反压使其关断 负的部分 晶闸管仍导通120° 晶闸管仍导通 ° 动画 阻感负载时的移相范围 移相范围为 ° 阻感负载时的移相范围为90°
(3 - 5) )
2012-2-22
电力电子技术
8
晶闸管承受的最大反向电压, 晶闸管承受的最大反向电压,为变压器二次线电压峰 最大反向电压 值,即 (3 - 6) )
U RM = 2 × 3U 2 = 6U 2 = 2.45U 2

电力电子技术项目化教程配套课件1.3 知识点2:单相半波可控整流电路

电力电子技术项目化教程配套课件1.3 知识点2:单相半波可控整流电路
例1-3 单相半波可控整流电路,阻性负载,
电源电压U2为220V,要求的直流输出电压
为50V,直流输出平均电流为20A,试计算: –晶闸管的控制角。 –输出电流有效值。 –电路功率因数。 –晶闸管的额定电压和额定电流,并选 择晶闸管的型号。
20
解:1.由计算输出电压
练习题
电压为50V时的晶闸管控制角α求得α =90°
目录
Contents
01 知识点1:认识晶闸管
02 知识点2:单相半波可控整流电路
03 知识点3:单结晶体管触发电路
04
扩展知识点:门极可关断晶闸管GTO
03
1.3 知识点2:单相半 波可控整流电路
调光灯电路的主电路是一个单相半波可控整流电路。整流电路是使用最早的电力电子 电路之一,它的作用就是将交流电变为直流电。整流电路按组成器件分为不可控型、半控 型和全控型整流电路三种,按照电路结构分为桥式电路和零式电路两种,按照交流输入相 数分为单相电路和多相电路,按照变压器二次侧电流的方向是单相或双向,又分为单拍电 路和双拍电路。
16
3.基本物理计算
ud
ωt
α
π

1)输出直流平均电压
1
Ud 2
2U2 sintdt
1 cos
0.45U2 2
2)输出电压有效值
U
1 (
2
2U2 sint)2dt
U2
1 sin2
4
2
17
3.基本物理计算
ud
ωt
α
π

3)输出电流平均值
Id
Ud R
0.45 U2 R
即改变控制角的大小。
移相范围:移相范围是指一个周期内触发脉 冲的移动范围,它决定了输出电压的变化范 围。
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u
a =0
u
a
2
u
b
uR
c
i
d
b)
O
wt 1
wt 2
wt 3
wt
u
G
c)
O
wt
u
d
d)
O
wt
i
VT 1
e)
O u
wt
f)
VT 1
O
wt
u
u
ab
ac
a =0时的波形
三相半波可控整流电路 电阻负载 a=30
三相半波可控整流电路 电阻负载 a=60
u2 a=30°ua ub
uc
u2 a=60°ua ub
SCR移相范围为90 SCR承受的最大正反向电压均为 SCR导通角θ与a无关,均为180
T的二次侧电流i2正负各180的矩形波, 其相位由a角决定,有效值I2=Id。
3) 带反电动势负载
三相半波可控整流电路
1)电阻负载
ud E
Oa q d
wt
id Id
O
wt
b)
负载为直流电动机时,如果 出现电流断续,则电动机的 机械特性将很软。为了克服 此缺点,在主电路中直流输 出侧串联一个平波电抗器。
uG1 1 1′
1 1′
o
uG2
2 2′
ωt
2 2′
o
uG3
o
uG4
o
uG5
o
uG6
6′
o
3 3′ 4 4′ 5 5′ 6 6′
ωt
3 3′
ωt
4 4′
ωt
5 5′
ωt
6
ωt
双窄脉冲
三相桥式全控 电阻负载 a=90 (负载电流断续)
u d1
ua
ub
uc
ua
ub
u d1
ua
ub
uc
ua
ub
O
wt
O
w
u2
p a
b)
IdVT 2p Id
O
w t1
wt
u
d
IVT
21 pa pId 2d(wt)
pa 2pId
c)
O i
wt
d
pa
p IdVD R 2
Id
d) O
Id wt
i VT
IVR D
p w 2 1p2paId 2d( t)
pa 2pId
I d
e)
O
p-a
p+a
wt
i
VD
R
f)
O
wt
u VT
ub
uc
O wt1
wt
ud2 ⅠⅡ ⅢⅣ ⅤⅥ
uG 1
3
5
1
3
5
o
ωt
uG
2
4
6
2
4
6
o
ωt
宽 脉 冲
uG
1
o
uG 6
2
3
5
4
6
1
3
2
4
5
ωt
6
o
ωt
uG
双窄 o 脉冲 uG
1 1′ 3 3′ 5 5′ 1 1′ 3 3′ 5 5′
ωt
6′ 2 2′ 4 4′ 6 6′ 2 2′ 4 4′ 6
o
ωt
uc
O
wt
O
wt
uG
O ud
wt
uG
O iVT1
wt1
wt
uOd
wt
O uVT1 uac
wt
O
iVT1
wt
O
wt
uab
uac
O
wt
三相半波可控整流电路
阻感负载{移相范围为90}
L值很大,id波形基本平直。 a≤30:整流电压波形与电阻负载时相同
u
u
u
u
a
b
c
d
Oa
wt
i
a
O
ib
wt
O
wt
i
c
O
wt
O
wt
O uab uac
wt ia
u ab
u ac
O
wt
•带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120
三相桥式全控整流电路
电阻负载 a=60
电阻负载 a=90
ud1 a= 60°ua
ub
uc
wt1 O
ud2 ud
uab uⅠac uⅡbc uⅢba uⅣca uⅤcb uⅥab uac
ud1
wt
u d2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac
O
iVT1
O uVT1
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
wt
wt
u VT1
u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac
wt
三相桥式可控整流电路 6个晶闸管门极触发信号
uud21 a = 0°ua
ub
uc
uud21 a = 0°ua
ub
uc
O wt1
wt
ud2 ⅠⅡ ⅢⅣ ⅤⅥ
uG1
1
1
o
uG2
2
ωt
2
o
uG3
3
ωt
3
o
uG4
o
uG5
o
uG6 6
o
4 5 6
ωt
4
ωt
5
ωt
6
ωt
宽脉冲
O wt1
wt
ud2 ⅠⅡ ⅢⅣ ⅤⅥ
ua
ub
uc
ua
ub
wt O
wt
ud2
ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba
O
wt O
wt
id
uVT1
uac
uac
O
wt
iVT1
O
wt O
wt
ia
uab
O
wt
•带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120
三相桥式全控整流电路的触发脉冲
uud21 a = 0 °ua
单相半波可控整流电路
1)带电阻负载
T
a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
2) 带阻感负载
u
2
b)
0
wt
p
1
u
g
c) 0
u
d
d)
0a
q
u
VT
e) 0
u 2Leabharlann b)2pwt0
wt1
p
2p
wt
ug
c)
0
wt
ud
+
d) 0a
wt
id
e)
0
q
u VT
wt +
wt
wt
wt
f) 0
wt
续流二极管
a)
数量关系(id近似恒为Id)
阻感负载 a=30
ud1 a= 30°ua
ub
uc
wt O wt1
wt
ud2
ud
uⅠab uⅡac uⅢbc uⅣba uⅤca uⅥcb uab uac
O
wt O
wt
id
id
iVTO1
wt
O ia
wt
O
wt O
wt
三相桥式全控整流电路
阻感负载 a=90
a = 90° u d1
ub
uc
ua
i
d
O
wt
Ou
wt
ac
a =60
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路
uud21 a= 0°ua
电阻负载 a=0
ub
uc
ud1 a = 30°ua
电阻负载 a=30
ub
uc
O wt1
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
uu2dL
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
wt O wt1
ωt
o
5 5′ 1 1′ 3 3′ 5 5′ 1 1′ 3 3′
ωt
4′ 6 6′ 2 2′ 4 4′ 6 6′ 2 2′ 4
ωt
三相桥式全控整流电路
阻感负载 a=0
uud21 a= 0°ua
ub
uc
O wt1
ud2 uu2dL
ⅠⅡ uab uac
Ⅲ ubc
Ⅳ uba
Ⅴ uca
uⅥcb
uab
uac
g)
O
wt
单相桥式全控整流电路
1) 带电阻负载
u (i )
u
dd
d
i
d
0a
pa
wt
u
VT 1,4
0
wt
i
2
0
wt
O 2)带阻感负载
u
d
O i
d
i
O
VT 1,4
i
O
VT
2,3
O i
2
O u
VT 1,4
O
I
d
I
d
I d
I
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