整流与有源逆变(一)_电力电子技术

5.2.1
3.
•
单相半波可控整流电路
T VT u2 uV T ud id iV D
R
单相半波带阻感负载有续 流二极管的电路及波形
为避免 Ud 太小，在整流电路的 负载两端并联续流二极管 当 u2 过零变负时， VDR 导通， ud为零。此时为负的u2通过VDR 向VT施加反压使其关断，L储存 的能量保证了电流 id 在 L-R-VDR 回路中流通，此过程通常称为续 流。续流期间 ud为 0 ， ud中不再 出现负的部分
t
图2-1 单相半波可控整流 电路及波形
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5.2.1
单相半波可控整流电路
几个概念的解释：
ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故 称“半波”整流
采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相， 故该电路为单相半波可控整流电路
ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电 路为单脉波整流电路
id
其中
2U 2 sin(t ) Z
（2-3）
arctan Z R (L) 当ωt=θ+ 时，id=0，代入式（2-3）并整理得
2 2
L
R
sin( )e


tan
sin( )
Βιβλιοθήκη Baidu
（2-4）
5.2.1
单相半波可控整流电路
若 为定值，a 越大，在u2正半周 L储能越少， 维持导电的能力就越弱，θ越小 若a为定值， 越大，则L贮能越多，θ越大；且 越大，在u2负半周L维持晶闸管导通的时间就 越接近晶闸管在 u2 正半周导通的时间， ud 中负 的部分越接近正的部分，平均值 Ud 越接近零， 输出的直流电流平均值也越小。
(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)
1.

t1
2
u2 b) 0 ug 0 ud 0 uV T e) 0
t
c)
t

d)

t
带电阻负载的工 作情况 变压器T起变换 电压和隔离的作 用 电阻负载的特点： 电压与电流成正 比，两者波形相 同
a)
u1
L
VDR R
u2 b) O ud c) O id d) O iV T e) O iV D
R
t 1
t
t
Id
t
Id - +
t
f) O uV T g) O
t
t
图2-4 单相半波带阻感负载有 续流二极管的电路及波形
5.2.1
单相半波可控整流电路
数量关系 若近似认为id为一条水平线，恒为Id，则有
I dVT
I VT
Id 2
（2-5）
Id 2
1 2


2 Id d (t )
（2-5）
I dVD R
I VD R
Id 2
1 2
（2-5）
2 Id d (t )

2
I d（2-5） 2
5.2.1
单相半波可控整流电路
1. 带电阻负载的工作情况
工作原理及波形分析 VT1和VT4组成一对桥臂， 在 u2 正半周承受电压 u2 ， 得到触发脉冲即导通，当 u2过零时关断 VT2 和 VT3组成另一对桥臂， 在 u2正半周承受电压 -u2， 得到触发脉冲即导通，当 u2过零时关断
a)VT处于关断状态 b) VT处于导通状态
5.2.1
L
单相半波可控整流电路
• 当VT处于通态时，相当于VT短路
did Rid 2U 2 sint dt （2-2） 初始条件：ωt= ，id=0。求解式（2-2）并将初始条件代入可得
(t ) 2U 2 sin( )e L Z R
t

e) 0 uV T f)

t
0
t
图2-2 带阻感负载的单相 半波电路及其波形
5.2.1
单相半波可控整流电路
VT u2 L R a) u2 VT L R b)
• 对单相半波电 路的分析可基 于上述方法进 行：当VT处于 断态时，相当 于电路在VT处 断开，id=0。
图2-3 单相半波可控整流电路的分段线性 等效电路
4. 单相半波可控整流电路的特点
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 实际上很少应用此种电路 分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点， 建立起整流电路的基本概念

5.2.2
单相桥式全控整流电路
VT1 VT3
T a) u1 i2 u2 b id a ud R
第五讲
5.1 5.2
整流与有源逆变(一)
引言 单相可控整流电路
5.1
引
言
整流电路：出现最早的电力电子电路，
将交流电变为直流电
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，又分为单 拍电路和双拍电路
5.2.1
单相半波可控整流电路
几个重要的基本概念：
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 角度称为，用θ表示
5.2.1
单相半波可控整流电路
基本数量关系
直流输出电压平均值为
1 Ud 2
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5.2 单相可控整流电路
交流侧接单相电源 重点注意：工作原理（波形分析）、定量 计算、不同负载的影响。
5.2.1
5.2.2
单相半波可控整流电路
单相桥式全控整流电路
5.2.3
5.2.4
单相全波可控整流电路
单相桥式半控整流电路
返回
5.2.1
T a) u1 u2
单相半波可控整流电路
VT uV T id ud R
单相半波可控整流电路
L R
2. 带阻感负载的工作
情况
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 能发生突变 电力电子电路的一种基 本分析方法 通过器件的理想化，将 电路简化为分段线性电 路，分段进行分析计算
u2 b)
0 ug
t1

2
t
c)
0 ud + +
t
d)
0 id


2U 2 sin td (t )
2U 2 1 cos (1 cos ) 0.45U 2 2 2
(2-1) VT的a 移相范围为180 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 方式称为相位控制方式，简称相控方式
5.2.1
T a) u1 u2 VT uV T ud id