電子電力技術(shù)課件-1

3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響，該漏感可用一個(gè)集中的電感LB表示。由于電感電流不能突變，因此換相過(guò)程不能瞬時(shí)完成。現(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。VT1換相至VT2的過(guò)程：因a、b兩相均有漏感，故ia、ib均不能突變。于是VT1和VT2同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于將a、b兩相短路，在兩相組成的回路中產(chǎn)生環(huán)流ik。13.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響考慮包括變壓器漏感在內(nèi)udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca圖3-26

考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形ik=ib是逐漸增大的，而ia=Id-ik是逐漸減小的。當(dāng)ik增大到等于Id時(shí)，ia=0，VT1關(guān)斷,換流過(guò)程結(jié)束。++--2udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角——換相過(guò)程持續(xù)的時(shí)間，用電角度g表示。換相過(guò)程中，整流電壓ud為同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相電壓的平均值。換相壓降——與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，ud平均值降低的多少。（3-30）（3-31）XB—漏感為L(zhǎng)B的變壓器每相折算到二次側(cè)的漏電抗，XB=ωLB33.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角——換相過(guò)程3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角g的計(jì)算,由式（3-30）可知：由上式得：進(jìn)而得出：（3-32）（3-33）（3-34）43.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角g的計(jì)算,由3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響由上述推導(dǎo)過(guò)程，已經(jīng)求得：當(dāng)時(shí)，，于是（3-35）（3-36）53.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響由上述推導(dǎo)過(guò)程，已經(jīng)求3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響②電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路①表3-2

各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算注：①單相全控橋電路中，環(huán)流ik是從-Id變?yōu)镮d。本表所列通用公式不適用；

②三相橋等效為相電壓等于的6脈波整流電路，故其m=6，相電壓按代入。63.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubucag隨其它參數(shù)變化的規(guī)律：（1）

Id越大則g越大；（2）

XB越大g越大；（3）

當(dāng)a≤90時(shí)，越小g越大。7udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g

，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通。有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。83.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路影3.4

電容濾波的不可控整流電路在交—直—交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場(chǎng)合中，大量應(yīng)用。最常用的是單相橋和三相橋兩種接法。由于電路中的電力電子器件采用整流二極管，故也稱這類電路為二極管整流電路。93.4電容濾波的不可控整流電路在交—直—交變頻器、不間3.4.1電容濾波的單相不可控整流電路常用于小功率單相交流輸入的場(chǎng)合，如目前大量普及的微機(jī)、電視機(jī)等家電產(chǎn)品中的開關(guān)電源。1）工作原理及波形分析基本工作過(guò)程：在u2正半周過(guò)零點(diǎn)至wt=0期間，因u2<ud，故二極管均不導(dǎo)通，電容C向R放電，提供負(fù)載所需電流。至wt=0之后，u2將要超過(guò)ud，使得VD1和VD4開通，ud=u2，交流電源向電容充電，同時(shí)向負(fù)載R供電。a)i+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4diCiRud103.4.1電容濾波的單相不可控整流電路常用于小功率單相交流輸圖3-28

電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a)電路

b)波形b)0iudqdp2pwti,uda)i+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4diCiRud11圖3-28電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形b2)主要的數(shù)量關(guān)系

輸出電壓平均值

電流平均值

輸出電流平均值IR為：IR=Ud/R

在一個(gè)周期內(nèi)電容吸收和釋放的能量相等，其電壓平均值保持不變，相應(yīng)的流過(guò)電容的電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零，又由id=ic+iR得出

Id=IR二極管電流iD平均值為：ID=Id/2=IR/2

二極管承受的電壓

空載時(shí)，。重載時(shí)，Ud逐漸趨近于0.9U2，即趨近于接近電阻負(fù)載時(shí)的特性。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)負(fù)載的情況選擇電容C值，使,此時(shí)輸出電壓為：Ud≈1.2U2。122)主要的數(shù)量關(guān)系輸出電壓平均值電流平均值空3.4.1電容濾波的單相不可控整流電路

感容濾波的二極管整流電路ud波形更平直，電流i2的上升段平緩了許多，這對(duì)于電路的工作是有利的。圖3-31

感容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a）電路圖b）波形a)b)u2udi20dqpwti2,u2,ud133.4.1電容濾波的單相不可控整流電路

感容濾波的二極管整流3.4.2電容濾波的三相不可控整流電路1）基本原理某一對(duì)二極管導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個(gè)，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。當(dāng)沒(méi)有二極管導(dǎo)通時(shí)，由電容向負(fù)載放電，ud按指數(shù)規(guī)律下降。圖3-32

電容濾波的三相橋式不可控整流電路及其波形a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt143.4.2電容濾波的三相不可控整流電路1）基本原理某一對(duì)二

電流id

斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件wRC=圖3-33電容濾波的三相橋式整流電路當(dāng)wRC等于和小于時(shí)的電流波形

a）wRC=

b）wRC<a)b)wtwtwtwtaidaidOOOO在輕載時(shí)直流側(cè)獲得的充電電流是斷續(xù)的，wRC>重載時(shí)是連續(xù)的，wRC<，時(shí)間常數(shù)小，電容放電快，Ud下降多，uab>Ud時(shí)間長(zhǎng)，脈沖展寬，實(shí)現(xiàn)連續(xù)。分界點(diǎn)就是R=/wC。15電流id斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件wRC=圖3-33電容濾波16163.4.2電容濾波的三相不可控整流電路考慮實(shí)際電路中存在的交流側(cè)電感以及為抑制沖擊電流而串聯(lián)的電感時(shí)的工作情況：電流波形的前沿平緩了許多，有利于電路的正常工作。隨著負(fù)載的加重，電流波形與電阻負(fù)載時(shí)的交流側(cè)電流波形逐漸接近。圖3-34

考慮電感時(shí)電容濾波的三相橋式整流電路及其波形

a）電路原理圖b）輕載時(shí)的交流側(cè)電流波形

c）重載時(shí)的交流側(cè)電流波形b)c)iaiaOO

tt173.4.2電容濾波的三相不可控整流電路考慮實(shí)際電路中存在的交2)主要數(shù)量關(guān)系（1）輸出電壓平均值

Ud在（2.34U2~2.45U2）之間變化（2）電流平均值

輸出電流平均值IR為：IR=Ud/R

與單相電路情況一樣，電容電流iC平均值為零，

Id=IR

二極管電流平均值為Id的1/3，即ID=Id/3=IR/3

（3）二極管承受的電壓二極管承受的最大反向電壓為線電壓的峰值為

182)主要數(shù)量關(guān)系（1）輸出電壓平均值Ud在（2.34a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt19a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt13.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響，該漏感可用一個(gè)集中的電感LB表示。由于電感電流不能突變，因此換相過(guò)程不能瞬時(shí)完成。現(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。VT1換相至VT2的過(guò)程：因a、b兩相均有漏感，故ia、ib均不能突變。于是VT1和VT2同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于將a、b兩相短路，在兩相組成的回路中產(chǎn)生環(huán)流ik。203.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響考慮包括變壓器漏感在內(nèi)udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca圖3-26

考慮變壓器漏感時(shí)的三相半波可控整流電路及波形ik=ib是逐漸增大的，而ia=Id-ik是逐漸減小的。當(dāng)ik增大到等于Id時(shí)，ia=0，VT1關(guān)斷,換流過(guò)程結(jié)束。++--21udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角——換相過(guò)程持續(xù)的時(shí)間，用電角度g表示。換相過(guò)程中，整流電壓ud為同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)相電壓的平均值。換相壓降——與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，ud平均值降低的多少。（3-30）（3-31）XB—漏感為L(zhǎng)B的變壓器每相折算到二次側(cè)的漏電抗，XB=ωLB223.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角——換相過(guò)程3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角g的計(jì)算,由式（3-30）可知：由上式得：進(jìn)而得出：（3-32）（3-33）（3-34）233.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響換相重疊角g的計(jì)算,由3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響由上述推導(dǎo)過(guò)程，已經(jīng)求得：當(dāng)時(shí)，，于是（3-35）（3-36）243.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響由上述推導(dǎo)過(guò)程，已經(jīng)求3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響②電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路①表3-2

各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算注：①單相全控橋電路中，環(huán)流ik是從-Id變?yōu)镮d。本表所列通用公式不適用；

②三相橋等效為相電壓等于的6脈波整流電路，故其m=6，相電壓按代入。253.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubucag隨其它參數(shù)變化的規(guī)律：（1）

Id越大則g越大；（2）

XB越大g越大；（3）

當(dāng)a≤90時(shí)，越小g越大。26udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca3.3

變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路影響的一些結(jié)論:出現(xiàn)換相重疊角g

，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通。有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。換相時(shí)晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。273.3變壓器漏感對(duì)整流電路的影響變壓器漏感對(duì)整流電路影3.4

電容濾波的不可控整流電路在交—直—交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場(chǎng)合中，大量應(yīng)用。最常用的是單相橋和三相橋兩種接法。由于電路中的電力電子器件采用整流二極管，故也稱這類電路為二極管整流電路。283.4電容濾波的不可控整流電路在交—直—交變頻器、不間3.4.1電容濾波的單相不可控整流電路常用于小功率單相交流輸入的場(chǎng)合，如目前大量普及的微機(jī)、電視機(jī)等家電產(chǎn)品中的開關(guān)電源。1）工作原理及波形分析基本工作過(guò)程：在u2正半周過(guò)零點(diǎn)至wt=0期間，因u2<ud，故二極管均不導(dǎo)通，電容C向R放電，提供負(fù)載所需電流。至wt=0之后，u2將要超過(guò)ud，使得VD1和VD4開通，ud=u2，交流電源向電容充電，同時(shí)向負(fù)載R供電。a)i+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4diCiRud293.4.1電容濾波的單相不可控整流電路常用于小功率單相交流輸圖3-28

電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a)電路

b)波形b)0iudqdp2pwti,uda)i+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4diCiRud30圖3-28電容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形b2)主要的數(shù)量關(guān)系

輸出電壓平均值

電流平均值

輸出電流平均值IR為：IR=Ud/R

在一個(gè)周期內(nèi)電容吸收和釋放的能量相等，其電壓平均值保持不變，相應(yīng)的流過(guò)電容的電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零，又由id=ic+iR得出

Id=IR二極管電流iD平均值為：ID=Id/2=IR/2

二極管承受的電壓

空載時(shí)，。重載時(shí)，Ud逐漸趨近于0.9U2，即趨近于接近電阻負(fù)載時(shí)的特性。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)負(fù)載的情況選擇電容C值，使,此時(shí)輸出電壓為：Ud≈1.2U2。312)主要的數(shù)量關(guān)系輸出電壓平均值電流平均值空3.4.1電容濾波的單相不可控整流電路

感容濾波的二極管整流電路ud波形更平直，電流i2的上升段平緩了許多，這對(duì)于電路的工作是有利的。圖3-31

感容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形a）電路圖b）波形a)b)u2udi20dqpwti2,u2,ud323.4.1電容濾波的單相不可控整流電路

感容濾波的二極管整流3.4.2電容濾波的三相不可控整流電路1）基本原理某一對(duì)二極管導(dǎo)通時(shí)，輸出電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個(gè)，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。當(dāng)沒(méi)有二極管導(dǎo)通時(shí)，由電容向負(fù)載放電，ud按指數(shù)規(guī)律下降。圖3-32

電容濾波的三相橋式不可控整流電路及其波形a)b)Oiaudiduduabuac0dqwtpp3wt333.4.2電容濾波的三相不可控整流電路1）基本原理某一對(duì)二

電流id

斷續(xù)和連續(xù)的臨界條件wRC=圖3-33電容濾波的三相橋式整流電路當(dāng)wRC等于和小于時(shí)的電流波形

a）wRC=

b）wRC<a)b)wtwtwtwtaidaidOOOO在輕載時(shí)直流側(cè)獲得的充電電流是斷續(xù)的，wRC>重載時(shí)是連續(xù)的，wRC<，時(shí)間