考研電氣-第二章整流電路

18一月2023第2章整流電路

2.1單相可控整流電路

2.2三相可控整流電路

2.3變壓器漏感對整流電路的影響

2.4電容濾波的不可控整流電路

2.5整流電路的諧波和功率因數(shù)

2.6大功率可控整流電路

2.7整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

2.8晶閘管直流電動機系統(tǒng)

2.9相控電路的驅(qū)動控制本章小結(jié)18一月2023第2章整流電路整流電路的分類：按組成器件分為不控、半控、全控三種。按電路結(jié)構(gòu)分為橋式和零式電路。按交流輸入相數(shù)分為單相和多相電路。按變壓器二次側(cè)電流的方向分為單拍和雙拍電路。18一月20232.1

單相可控整流電路18一月20232.1.1單相半波可控整流電路圖2-1

單相半波可控整流電路及波形1、電阻負載工作情況變壓器：變換電壓和電氣 隔離的作用。特點：電壓、電流成正比，波形相同。wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00

(SinglePhaseHalfWaveControlledRectifier)18一月20232.1.1單相半波可控整流電路

移相范圍a為180

基本概念：觸發(fā)延遲角a

：晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,也稱觸發(fā)角或控制角。導通角θ

：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度。直流輸出電壓平均值為：(2-1)18一月20232.1.1單相半波可控整流電路2、阻感負載工作情況特點：電感電流不能突變。負載阻抗角j，VT觸發(fā)角a、導通角θ關(guān)系。圖2-2

帶阻感負載的單相半波電路及其波形wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++18一月20232.1.1單相半波可控整流電路單相半波電路分析：當VT處于斷態(tài)時；當VT處于通態(tài)時。圖2-3單相半波可控整流電路的分段線性等效電路基本分析方法器件理想化，將電路簡化為分段線性電路。器件的每種狀態(tài)對應于一種線性電路拓撲。18一月20232.1.1單相半波可控整流電路當VT處于通態(tài)時，如下方程成立：VTb)RLu2b)VT處于導通狀態(tài)（2-2）初始條件：ωt=

a

，id=0。求解式（2-2）并將初始條件代入可得當ωt=θ+a

時，id=0，代入式（2-3）并整理得

（2-3）其中，18一月20232.1.1單相半波可控整流電路（2-4）結(jié)論：a

或φ不同時，θ

不同；若φ

不變，a越大，θ

則?。蝗?/p>

a不變，φ越大，θ

越大。18一月20232.1.1單相半波可控整流電路帶續(xù)流二極管情況u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)圖2-4

單相半波帶阻感負載有續(xù)流二極管的電路及波形當u2過零變負時，VDR導通，ud為零，VT承受反壓關(guān)斷。L儲存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流。18一月2023

數(shù)量關(guān)系(id近似恒為Id）（2-5）（2-6）（2-7）（2-8）2.1.1單相半波可控整流電路18一月20232.1.1單相半波可控整流電路a移相范圍為180。簡單，輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流含直流分量，鐵芯直流磁化。很少應用。分析目的：建立整流電路基本概念。特點VT，VDR承受最大反向電壓為18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路1、電阻負載工作情況a)u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4圖2-5

單相全控橋式帶電阻負載時的電路及波形工作原理及波形分析VT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2過零時關(guān)斷。VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2負半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2過零時關(guān)斷。電路結(jié)構(gòu)(SinglePhaseBridgeContrelledRectifier)18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路數(shù)量關(guān)系（2-9）a角的移相范圍為180。輸出平均電流值：晶閘管電流平均值：（2-10）(2-11)18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路晶閘管的電流有效值：變壓器二次測電流有效值I2與輸出直電流有效值I

：由式（2-12）和式（2-13）得：變壓器的容量S=U2I2。VT承受的最大正、反向電壓分別為（2-12）（2-13）（2-14）18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4圖2-6

單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形u2、阻感負載工作情況

設電路已工作于穩(wěn)態(tài)且電感很大，id的平均值不變、連續(xù)且波形近似為直線。18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路u2

正半周，在a時刻，VT1和VT4有觸發(fā)信號開通。u2過零變負時，VT1和VT4并不關(guān)斷。至ωt=π+a時刻，VT2和VT3導通，VT1和VT4關(guān)斷。VT2和VT3導通，VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3，此過程稱換相，亦稱換流。18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路

數(shù)量關(guān)系（2-15）a范圍為90。θ與a無關(guān)為180。電流的平均值和有效值：i2為對稱矩形波，相位由a決定，有效值I2=Id。晶閘管承受的最大正反向電壓均為。18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路3、反電動勢負載工作情況圖2-7單相橋式全控整流電路接反電動勢—電阻負載時的電路及波形18一月2023|u2|>E時，晶閘管有導通可能。a

角相同時，輸出電壓大。導通之后ud=u2，，至|u2|=E，id降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E。與電阻負載相比，晶閘管提前了d

停止導電，

d稱為停止導電角，（2-16）2.1.2單相橋式全控整流電路18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路當

a

<d時，晶閘管承受負電壓，不可能導通。圖2-7單相橋式全控整流電路接反電動勢—電阻負載時的波形如圖2-7b）所示id波形所示：ub)idOEdwtIdOwtqda18一月20232.1.2單相橋式全控整流電路負載為直流電動機時，如電流斷續(xù)，則電動機機械特性將很軟。為了克服此缺點，在直流側(cè)串聯(lián)平波電抗器。圖2-8

單相橋式全控整流電路帶反電動勢負載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況twwOud0Eidtpdaq=p18一月20232.1.3單相全波可控整流電路（SinglePhaseFullWaveControlledRectifier)，。圖2-9

單相全波可控整流電路及波形a)wtwab)udi1OOtwtuVT1O18一月20232.1.3單相全波可控整流電路單相全波與全控橋交流輸入、直流輸出基本一致。變壓器不存在直流磁化的問題。單相全波與全控橋的區(qū)別：變壓器結(jié)構(gòu)復雜，材料消耗多。晶閘管、門極驅(qū)動電路少一倍；晶閘管承受最大電壓是。導電回路晶閘管比單相橋少1個，管壓降少1倍。18一月20232.1.4單相橋式半控整流電路電阻負載半控電路與全控電路在電阻負載時工作情況相同。2318一月20232.1.4單相橋式半控整流電路阻感負載的情況u2正半周a時刻觸發(fā)VT1

，u2經(jīng)VT1和VD4向負載供電。

u2過零變負時，VT1和VD2續(xù)流，ud為零。u2負半周a時刻觸發(fā)VT3，VT3導通，u2經(jīng)VT3和VD2向負載供電。u2過零變正時，VD4導通，VD2關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。2318一月20232.1.4單相橋式半控整流電路

圖2-10單相橋式半控整流電路，阻感負載時的電路及波形Ob)2OudidIdOOOOi2IdIdawtwtwtwtwtwtapiVT1iVD41u18一月2023Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT3iVD2iVDR2.1.4單相橋式半控整流電路阻感負載且?guī)Юm(xù)流二極管的情況2332

圖2-10單相橋式半控整流電路，阻感負載且?guī)Юm(xù)流二極管時的電路及波形18一月20232.1.4單相橋式半控整流電路續(xù)流二極管的作用無續(xù)流二極管，可能失控。有續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流由VDR完成，避免了失控的現(xiàn)象。續(xù)流期間有一個管壓降，降低了損耗。18一月20232.1.4單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路的另一種接法省了續(xù)流二極管VDR，續(xù)流由VD3和VD4來實現(xiàn)。圖2-11單相橋式半控整流電路的另一接法18一月20232.2三相可控整流電路2.2.1三相半波可控整流電路2.2.2三相橋式全控整流電路18一月20232.2三相可控整流電路交流測三相電源供電。負載容量較大或要求直流電壓脈動較小、容易濾波?；倦娐罚喝喟氩煽卣?； 應用廣泛：三相橋式全控整流。18一月20232.2.1三相半波可控整流電路電路的特點：變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，一次側(cè)接成三角形避免3倍次次諧波流入電網(wǎng)。三個晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起——共陰極接法。1、電阻負載二極管換相時刻為自然換相點。18一月20232.2.1三相半波可控整流電路a

=0時原理分析(圖2-12)晶閘管的導通角為120

。晶閘管電壓波形由3段組成。a=30的波形（圖2-13）

特點：負載電流連續(xù)和斷續(xù)臨界狀態(tài),晶閘管的導通角為120

。a>30

的波形（圖2-14）

特點：負載電流斷續(xù)，晶閘管導通角等于150-

a。動畫演示圖2-12a=0時的波形

a)Ruuuabacbcbacacbabacb)c)d)e)f)u2abca=0Owt1wt2wt3uGOudOOiVT1uwtwtwtwtwOtVT118一月20232.2.1三相半波可控整流電路整流電壓平均值的計算a≤30時，負載電流連續(xù)，有：a>30時，負載電流斷續(xù)，晶閘管導通角減小，此時有：18一月20232.2.1三相半波可控整流電路

負載電流平均值為;

晶閘管承受的最大反向電壓為;晶閘管最大正向電壓;（2-20）（2-21）（2-22）a移相范圍為150。18一月20232.2.1三相半波可控整流電路2、阻感負載特點：阻感負載，L值很大，id波形基本平直。a≤30時：整流電壓波形與電阻負載相同。a>30時（如a=60時的波形如圖2-16所示）。a移相范圍為90。動畫演示18一月2023wabacbcbacacbabacOtudiauaubucibiciduacwtOwtOOwtOOwtawt2.2.1三相半波可控整流電路圖2-16

阻感負載,a=60時的波形18一月20232.2.1三相半波可控整流電路數(shù)量關(guān)系由于負載電流連續(xù)，

Ud為：變壓器二次、晶閘管電流的有效值為：（2-23）負載電流平均值:18一月20232.2.1三相半波可控整流電路晶閘管的額定電流為晶閘管最大正、反向電壓峰值均為三相半波的主要缺點： 變壓器二次電流中含有直流分量，應用較少。（2-24）（2-25）18一月20232.2.2三相橋式全控整流電路三相橋應用最廣泛的整流電路圖2-17三相橋式全控整流電路原理圖導通順序：

VT1－VT2

－VT3－

VT4

－VT5－VT618一月20232.2.2三相橋式全控整流電路1、電阻負載工作情況當a≤60時，ud、id波形連續(xù)，且形狀一樣。波形圖：a=0（圖2－18）

a=30（圖2－19）

a=60（圖2－20）當a>60時，ud波形每60中有一段為零。波形圖：a=90（圖2－21）a角的移相范圍是12018一月20232.2.2三相橋式全控整流電路（1）共陰組和共陽組同時各有一個元件導通，且不能同相。（2）觸發(fā)脈沖：VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6順序，相位依次差60。共陰組VT1、VT3、VT5脈沖依次差120，共陽組元件類似。同一相上下兩個橋臂器件脈沖相差180。電路的特點18一月20232.2.2三相橋式全控整流電路（3）輸出為6脈波。（4）為保證2個晶閘管同時導通,脈沖可采用兩種方法： 一種是寬脈沖觸發(fā)（80~100) 一種是雙脈沖觸發(fā)（常用,20~30）18一月2023a≤60時（a=0

圖2－22；a=30圖2－23）ud波形連續(xù)，工作情況與電阻負載相似。區(qū)別在于：負載電流id波形不同。

L足夠大時，id的波形近似為一條水平線。2.2.2三相橋式全控整流電路2、阻感負載工作情況a

>60時（a

=90圖2－24）阻感負載時，ud波形會出現(xiàn)負的部分。a角移相范圍為90

。18一月20232.2.2三相橋式全控整流電路18一月20232.2.2三相橋式全控整流電路3、定量分析當整流輸出電壓連續(xù)時（阻感負載或電阻負載a≤60時）平均值為：電阻負載a>60時，整流電壓平均值為：Id=Ud/R（2-26）（2-27）

輸出電流平均值為18一月20232.2.2三相橋式全控整流電路阻感負載時，器件電流平均值阻感負載時，器件電流有效值阻感負載時，變壓器二次側(cè)電流有效值為：18一月20232.2.2三相橋式全控整流電路阻感負載時，器件電壓接反電勢阻感負載時的Id為：18一月20232.3

變壓器漏感對整流電路的影響漏感用一個集中電感LB表示。三相半波為例，然后結(jié)論推廣。圖2-25

考慮變壓器漏感時的三相半波可控整流電路及波形udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca18一月20232.3

變壓器漏感對整流電路的影響VT1換相至VT2的過程：

ia、ib不能突變,VT1和VT2同時導通，相當于a、b兩相短路。ib逐漸增大，ia逐漸減小。當ib增大到Id時，ia=0，VT1關(guān)斷,換流過程結(jié)束。18一月20232.3

變壓器漏感對整流電路的影響換相重疊角g——換相過程持續(xù)時間。換相壓降瞬時值換相過程中，整流輸出電壓瞬時值ud。換相壓降平均值。18一月20232.3

變壓器漏感對整流電路的影響換相重疊角g的計算18一月20232.3

變壓器漏感對整流電路的影響當時，，于是g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a≤90時，越小g越大。18一月20232.3

變壓器漏感對整流電路的影響

變壓器漏抗對各種整流電路的影響

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

②三相橋等效相電壓等于的6脈波整流電路，故其m=6，相電壓按代入。18一月20232.3

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

，Ud降低。整流電路工作狀態(tài)增多。晶閘管di/dt減小，有利晶閘管安全開通。換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可使晶閘管誤導通，須加吸收電路。換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。18一月20232.5整流電路的諧波和功率因數(shù)電力電子技術(shù)的發(fā)展及廣泛應用，帶來諧波(harmonics)和無功(reactivepower)問題日益嚴重，引起關(guān)注。無功的危害：導致設備容量增加。引起設備和線路損耗增加。線路壓降增大，沖擊性負載使電壓劇烈波動。18一月20232.5整流電路的諧波和功率因數(shù)諧波的危害：降低設備效率。影響用電設備正常工作。引起電網(wǎng)局部諧振，使諧波放大，危害加劇。導致繼電保護和自動裝置誤動。對通信系統(tǒng)造成干擾。18一月20232.5.1

諧波和無功功率分析基礎1.諧波對于非正弦波電壓，滿足狄里赫利條件，可分解為傅里葉級數(shù)：正弦波電壓可表示為：18一月2023基波—頻率與工頻相同的分量諧波—頻率為基波整數(shù)倍（大于1）的分量諧波次數(shù)——諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比2.5.1諧波和無功功率分析基礎18一月2023n次諧波電流含有率以HRIn（HarmonicRatioforIn）表示

In:第n次諧波電流有效值,

I1:基波電流有效值

2.5.1諧波和無功功率分析基礎18一月20232.5.1諧波和無功功率分析基礎電流諧波總畸變率THDi（TotalHarmonicdistortion）定義為

Ih:總諧波電流有效值18一月20232.5.1

諧波和無功功率分析基礎2.功率因數(shù)正弦電路中的情況電路的有功功率就是其平均功率：視在功率為： S=UI

（2-60）無功功率定義為: Q=UIsinj

（2-61）j電壓和電流的相位差18一月2023功率因數(shù)l定義：

此時無功功率Q與有功功率P、視在功率S之間有如下關(guān)系：正弦電路：l=cosj

2.5.1諧波和無功功率分析基礎18一月20232.5.1

諧波和無功功率分析基礎非正弦電路中的情況有功功率、視在功率、功率因數(shù)的定義均和正弦電路相同，功率因數(shù)仍由式定義。不考慮電壓畸變，研究電壓為正弦波、電流為非正弦波有很大實際意義。18一月2023（2-66）基波因數(shù)——

n=I1/I，I1:基波電流有效值,I:總電流有效值位移因數(shù)（基波功率因數(shù)）——cosj1功率因數(shù):基波電流相移和電流波形畸變決定.2.5.1諧波和無功功率分析基礎

非正弦電路的有功功率：

功率因數(shù)為：18一月20232.5.1

諧波和無功功率分析基礎非正弦電路的無功功率定義很多，無廣泛接受科學而權(quán)威的定義。一種簡單的定義仿照式（2-63）給出： （2-67）仿照式（2-61）定義無功功率，采用符號Qf，忽略電壓中的諧波： Qf=UI1

sinj

1(2-68）18一月20232.5.1

諧波和無功功率分析基礎在非正弦情況下，，因此引入畸變功率D，使得：

Qf：基波電流產(chǎn)生的無功功率， D：諧波電流產(chǎn)生的無功功率。

18一月20232.5.2

阻感負載可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析1)單相橋式全控整流電路忽略換相過程和電流脈動，阻感負載，直流電感L足夠大，i2的波形如下i2Owtd18一月2023In:各次諧波有效值；電流中僅含奇次諧波；各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比；與基波有效值比值為2.5.2 阻感負載可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析n=1,3,5,…（2-73）18一月20232.5.2

帶阻感負載時可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析基波電流有效值為

（2-74）

i2的有效值I=Id，結(jié)合式（2-74）可得基波因數(shù)為

（2-75）電流基波與電壓的相位差就等于控制角，故位移因數(shù)為

（2-76）所以，功率因數(shù)為

（2-77）功率因數(shù)計算18一月20232.5.2

帶阻感負載時可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析2）三相橋式全控整流電路阻感負載，忽略換相過程和電流脈動。電流為正負半周各120的方波，有效值與直流電流的關(guān)系為：（2-78）18一月20232.5.2

帶阻感負載時可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析tud1a=30°ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥwtOwOwtOwtOidiawt1uaubuc（2-78）圖2-23三相橋式全控整流電路帶阻感負載a=30時的波形18一月20232.5.2

帶阻感負載時可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析變壓器二次側(cè)電流諧波分析：基波和各次諧波有效值分別為（2-80）18一月20232.5.2

帶阻感負載時可控整流電路

交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析電流中僅含6k1（k為正整數(shù)）次諧波。各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為1/n。功率因數(shù)計算基波因數(shù)：（2-81）位移因數(shù)仍為：（2-82）功率因數(shù)為：（2-83）18一月20232.5.4

整流輸出電壓和電流的諧波分析

整流電路的輸出電壓中主要成分為直流，同時包含各種頻率的諧波，這些諧波對于負載的工作是不利的。圖2-33

a=0時，m脈波整流電路的整流電壓波形

=0時，m脈波整流電路的整流電壓和整流電流的諧波分析。整流輸出電壓諧波分析整流輸出電流諧波分析詳見書P7218一月20232.5.4

整流輸出電壓和電流的諧波分析

=0時整流電壓、電流中的諧波有如下規(guī)律：m脈波整流電壓ud0的諧波次數(shù)為mk（k=1，2，3...）次，即m的倍數(shù)次；整流電流也為mk次。當m一定時，隨諧波次數(shù)增大，諧波幅值迅速減小，表明最低次（m次）諧波是最主要的，其它次數(shù)的諧波相對較少；當負載中有電感時，負載電流諧波幅值dn的減小更為迅速。m增加時，最低次諧波次數(shù)增大，且幅值迅速減小，電壓紋波因數(shù)迅速下降。18一月20232.5.4

整流輸出電壓和電流的諧波分析

不為0時的情況：整流電壓諧波的一般表達式十分復雜，下面只說明諧波電壓與

角的關(guān)系。圖2-34

三相全控橋電流連續(xù)時，以n為參變量的與

的關(guān)系以n為參變量，n次諧波幅值對

的關(guān)系如圖2-34所示：當

從0~90變化時，ud的諧波幅值隨

增大而增大，

=90時諧波幅值最大。

從90~180之間電路工作于有源逆變工作狀態(tài)，ud的諧波幅值隨

增大而減小。18一月20232.7

整流電路的有源逆變工作狀態(tài)2.7.1

逆變的概念2.7.2

三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)2.7.3

逆變失敗與最小逆變角的限制18一月20232.7.1

逆變的概念1.什么是逆變？為什么要逆變？逆變（Invertion）——把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過程。逆變電路——把直流電逆變成交流電的電路。有源逆變電路——交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)。無源逆變電路——變流電路的交流側(cè)接到負載。對于可控整流電路，滿足一定條件就可工作在有源逆變狀態(tài)。既可工作在整流狀態(tài)又可工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路。18一月20232.7.1

逆變的概念2.直流發(fā)電機—電動機系統(tǒng)電能的流轉(zhuǎn)圖2-44直流發(fā)電機—電動機之間電能的流轉(zhuǎn)a）兩電動勢同極性EG

>EM

b）兩電動勢同極性︱EM︱>︱EG

︱

c）兩電動勢反極性，形成短路兩個電動勢同極性相接時，回路電阻小，可在兩個電動勢間交換很大的功率。18一月20232.7.1

逆變的概念3.逆變產(chǎn)生的條件單相全波電路代替上述發(fā)電機圖2-45

單相全波電路的整流和逆變交流電網(wǎng)輸出電功率電動機輸出電功率a)b)u10udu20u10aOOwtwtIdidUd>EMu10udu20u10OOwtwtIdidUd<EMaiVT1iVT2iVT2id=iVT+iVT12id=iVT+iVT12iVT1iVT2iVT1+-ud18一月20232.7.1

逆變的概念產(chǎn)生逆變的條件：有直流電動勢，其極性和晶閘管導通方向一致，且

︱EM︱>︱EG

︱

。晶閘管的控制角

>/2，使Ud為負值。直流回路有平波電感L半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負值，故不能實現(xiàn)有源逆變。欲實現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。18一月20232.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)逆變和整流的區(qū)別：控制角不同0<<p

/2

時，電路工作在整流狀態(tài)。

p

/2<

<

p時，電路工作在逆變狀態(tài)。定義:把a>p/2時的控制角用b

=p-

表示，b稱為逆變角。逆變角大小自b=0的起始點向左方計量。18一月20232.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)+-18一月20232.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)不同逆變角時的輸出電壓波形如圖2-46所示。圖2-46

三相橋式整流電路工作于有源逆變狀態(tài)時的電壓波形uabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcudwtOb=p4b=p3b=p6b=p4b=p3b=p6wt1wt3wt2uaubucuaubucuaubuc18一月20232.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)各電量的計算：直流電流的平均值:（2-105）流過晶閘管的電流有效值為：（2-106）直流電壓平均值:18一月20232.7.2三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

由于EM為負值，故Pd一般為負值，表示功率由直流電源輸送到交流電源。（2-108）變壓器二次側(cè)線電流的有效值：從交流電源送到直流側(cè)負載的有功功率：（2-107）18一月20232.7.3

逆變失敗與最小逆變角的限制逆變失?。孀冾嵏玻┯|發(fā)電路工作不可靠,晶閘管不能正常換相。晶閘管發(fā)生故障，該斷不斷，或該通不通。交流電源缺相或突然消失。換相的裕量角不足，引起換相失敗。1.逆變失敗的原因外接直流電源經(jīng)晶閘管短路;變流器輸出電壓和直流電動勢順向串聯(lián)，形成短路電流。18一月20232.7.3

逆變失敗與最小逆變角的限制換相重疊角的影響

VT3至VT1換相為例:圖2-47交流側(cè)電抗對逆變換相過程的影響 當b>g時，換相結(jié)束時,晶閘管能承受反壓而關(guān)斷。 如果b<g時，該通的晶閘管（VT1）會關(guān)斷，應關(guān)斷的晶閘管（VT3)導通，最終導致逆變失敗。udOOidwtwtuaubucuaubpbgb<gagbb>giVT1iVTiVT3iVTiVT322+-18一月20232.7.3

逆變失敗與最小逆變角的限制2.確定最小逆變角bmin的依據(jù)逆變時允許采用的最小逆變角b

應等于bmin=d+g+q′

（2-109）d——晶閘管的關(guān)斷時間tq折合的電角度g——

換相重疊角q′——安全裕量角tq大的可達200~30μs，折算到電角度約4~5。隨直流平均電流和換相電抗的增加而增大。主要針對脈沖不對稱程度（一般可達5）。約取為10。18一月20232.7.3

逆變失敗與最小逆變角的限制這樣，bmin一般取30~35。18一月2023本章小結(jié)重點掌握：電力電子電路作為分段線性電路進行分析的基本思想、單相全控橋式整流電路和三相全控橋式整流電路的原理分析與計算、各種負載對整流電路工作情況的影響；與整流電路相關(guān)的一些問題，包括： (1)變壓器漏抗對整流電路的影響，重點建立換相壓降、重疊角等概念，并掌握相關(guān)的計算，熟悉漏抗對整流電路工作情況的影響。18一月2023本章小結(jié)2）整流電路的諧波和功率因數(shù)分析，重點掌握諧波概念、各種整流電路產(chǎn)生諧波情況的定性分析，功率因數(shù)分析的特點、功率因數(shù)分析。3）可控整流電