《電力電子技術(shù)》復(fù)習(xí)資料

電力電子技術(shù)第五版復(fù)習(xí)資料

第1章緒論

1電力電子技術(shù)定義：是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，主

要用于電力變換。

2電力變換的種類

(1)交流變直流AC-DC整流

(2)直流變交流DC-AC逆變

(3)直流變直流DC-DC一般通過(guò)直流斬波電路實(shí)現(xiàn)

(4)交流變交流AC-AC一般稱作交流電力控制

3電力電子技術(shù)分類：分為電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)。

第2章電力電子器件

1電力電子器件與主電路的關(guān)系

(1)主電路：指能夠直接承擔(dān)電能變換或控制任務(wù)的電路。

(2)電力電子器件：指應(yīng)用于主電路中，能夠?qū)崿F(xiàn)電能變換或控制的電子器件。

2電力電子器件一般都工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以減小本身?yè)p耗。

3電力電子系統(tǒng)基本組成與工作原理

(1)一般由主電路、控制電路、檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等組成。

(2)檢測(cè)主電路中的信號(hào)并送入控制電路，根據(jù)這些信號(hào)并按照系統(tǒng)工作要求形成電力電子器件的工作信號(hào)。

(3)控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去控制主電路中電力電子器件的導(dǎo)通或關(guān)斷。

(4)同時(shí)，在主電路和控制電路中附加一些保護(hù)電路，以保證系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行。

4電力電子器件的分類

根據(jù)控制信號(hào)所控制的程度分類

(1)半控型器件：通過(guò)控制信號(hào)可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷的電力電子器件。如SCR晶閘管。

(2)全控型器件：通過(guò)控制信號(hào)既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷的電力電子器件。如GT0、GTR、

MOSFET和IGBT0

(3)不可控器件：不能用控制信號(hào)來(lái)控制其通斷的電力電子器件。如電力二極管。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的性質(zhì)分類

(1)電流型器件：通過(guò)從控制端注入或抽出電流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的電力電子器件。如SCR、GTO、

GTR。

(2)電壓型器件：通過(guò)在控制端和公共端之間施加一定電壓信號(hào)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或關(guān)斷的電力電子器件。

如MOSFET、IGBT。

根據(jù)器件內(nèi)部載流子參與導(dǎo)電的情況分類

(1)單極型器件：內(nèi)部由一種載流子參與導(dǎo)電的器件。如MOSFET。

(2)雙極型器件：由電子和空穴兩種載流子參數(shù)導(dǎo)電的器件。如SCR、GT0、GTRo

(3)復(fù)合型器件：有單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件。如IGBT。

5半控型器件—晶閘管SCR

晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理

晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號(hào)

a）外形b）結(jié)構(gòu)C）電氣圖形符號(hào)

晶閘管的雙晶體管模型

將器件Nl、P2半導(dǎo)體取傾斜截面，則晶閘管變成Vl-PNP和V2-NPN兩個(gè)晶體管。

晶閘管的導(dǎo)通工作原理

（1）當(dāng)AK間加正向電壓Ezl,晶閘管不能導(dǎo)通，主要是中間存在反向PN結(jié)。

（2）當(dāng)GK間加正向電壓EG，NPN晶體管基極存在驅(qū)動(dòng)電流/G，NPN晶體管導(dǎo)通，產(chǎn)生集電極電流（2。

（3）集電極電流〃2構(gòu)成PNP的基極驅(qū)動(dòng)電流，PNP導(dǎo)通，進(jìn)一步放大產(chǎn)生PNP集電極電流/"。

（4）Q與b構(gòu)成NPN的驅(qū)動(dòng)電流，繼續(xù)上述過(guò)程，形成強(qiáng)烈的負(fù)反饋，這樣NPN和PNP兩個(gè)晶體管完全

飽和，晶閘管導(dǎo)通。

2.3.1.4.3晶閘管是半控型器件的原因

（1）晶閘管導(dǎo)通后撤掉外部門極電流必，但是NPN基極仍然存在電流，由PNP集電極電流Q供給，電流

已經(jīng)形成強(qiáng)烈正反饋，因此晶閘管繼續(xù)維持導(dǎo)通。

（2）因此，晶閘管的門極電流只能觸發(fā)控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。

2.3.1.4.4晶閘管的關(guān)斷工作原理

滿足下面條件，晶閘管才能關(guān)斷：

（1）去掉AK間正向電壓；

（2）AK間加反向電壓；

（3）設(shè)法使流過(guò)晶閘管的電流降低到接近于零的某一數(shù)值以下。

2.3.2.1.1晶閘管正常工作時(shí)的靜態(tài)特性

（1）當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。

（2）當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。

（3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。

（4）若要使己導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過(guò)晶閘管的電流降到接近于零的某

一數(shù)值以下。

2.4.1.1GTO的結(jié)構(gòu)

（I）GTO與普通晶閘管的相同點(diǎn)：是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外部引出陽(yáng)極、陰極和門極。

（2）GTo與普通晶閘管的不同點(diǎn)：GTo是一種多元的功率集成器件，其內(nèi)部包含數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)供陽(yáng)極的

小GTO元，這些GTO元的陰極和門極在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起，正是這種特殊結(jié)構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)門極關(guān)斷作用。

2.4.1.2GTO的靜態(tài)特性

（1）當(dāng)GTO承受反向電壓時(shí)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。

(2)當(dāng)GTO承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。

(3)GTO導(dǎo)通后，若門極施加反向驅(qū)動(dòng)電流，則GTO關(guān)斷，也即可以通過(guò)門極電流控制GTO導(dǎo)通和關(guān)斷。

(4)通過(guò)AK間施加反向電壓同樣可以保證GTO關(guān)斷。

2.4.3電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MoSFET

(1)電力MOSFET是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流的，因此它是電壓型器件。

(3)當(dāng)UGS大于某一電壓值t?時(shí)，柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過(guò)空穴濃度，從而使P型半導(dǎo)體反型成

N型半導(dǎo)體，形成反型層。

2.4.4絕緣柵雙極晶體管IGBT

(I)GTR和GTo是雙極型電流驅(qū)動(dòng)器件，其優(yōu)點(diǎn)是通流能力強(qiáng)，耐壓及耐電流等級(jí)高，但不足是開(kāi)關(guān)速度

低，所需驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜。

(2)電力MOSFET是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件，其優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)關(guān)速度快、所需驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。

(3)復(fù)合型器件：將上述兩者器件相互取長(zhǎng)補(bǔ)短結(jié)合而成，綜合兩者優(yōu)點(diǎn)。

(4)絕緣柵雙極晶體管IGBT是一種復(fù)合型器件，由GTR和MoSFET兩個(gè)器件復(fù)合而成,具有GTR和MOSFET

兩者的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性。

2.4.4.1IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理

C

b)C)

IGBT的結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化等效電路和電氣圖形符號(hào)

a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖b)簡(jiǎn)化等效電路C)電氣圖形符號(hào)

(I)IGBT是三端器件，具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。

(2)IGBT由MOSFET和GTR組合而成。

第3章整流電路

(1)整流電路定義：將交流電能變成直流電能供給直流用電設(shè)備的變流裝置。

3.1.1單相半波可控整流電路

(4)觸發(fā)角c：

從晶閘管開(kāi)始承受正向陽(yáng)極電壓起，到施加觸發(fā)脈沖為止的電角度，稱為觸發(fā)角或控制角。

(7)幾個(gè)定義

①“半波”整流：改變觸發(fā)時(shí)刻，"d和Q波形隨之改變，直流輸出電壓%為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)

直流，其波形只在“2正半周內(nèi)出現(xiàn)，因此稱"半波”整流。

②單相半波可控整流電路：如上半波整流，同時(shí)電路中采用了可控器件晶閘管，且交流輸入為單相，因此為

單相半波可控整流電路。

3.1.1.3電力電子電路的基本特點(diǎn)及分析方法

(1)電力電子器件為非線性特性，因此電力電子電路是非線性電路。

(2)電力電子器件通常工作于通態(tài)或斷態(tài)狀態(tài)，當(dāng)忽略器件的開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程時(shí)，可以將器件理想化，

看作理想開(kāi)關(guān)，即通態(tài)時(shí)認(rèn)為開(kāi)關(guān)閉合，其阻抗為零；斷態(tài)時(shí)認(rèn)為開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，其阻抗為無(wú)窮大。

3.1.2單相橋式全控整流電路

3.1.2.1帶電阻負(fù)載的工作情況

(1)單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的原理圖

①由4個(gè)晶閘管(VTl~VTQ組成單相橋式全控整流電路。

②VTl和VT4組成一對(duì)橋臂，VT2和VT3組成一對(duì)橋臂。

(2)單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖

b)0

①

:一2上

≠*

b

①0~α:

?VT|~VT4未觸發(fā)導(dǎo)通，呈現(xiàn)斷態(tài)，則"d=0、id=0、i2=0。

W=W,

?MVT1÷VT42〃VT]=UvT4=；〃2。

②a~乃：

?在α角度時(shí)，給VTl和VT4加觸發(fā)脈沖，此時(shí)a點(diǎn)電壓高于b點(diǎn)，VTi和VT4承受正向電壓，因此

可4B導(dǎo)通，"VT]=wvT4=0。

?電流從a點(diǎn)經(jīng)VTi、R、VT4流回b點(diǎn)。

?"d=〃2，2=2，形狀與電壓相同。

③乃~(萬(wàn)+a)：

?電源"2過(guò)零點(diǎn)，VTl和VT4承受反向電壓而關(guān)斷，"vτ|="VΓ4=g"2(負(fù)半周)。

?同時(shí)，VT2和VT3未觸發(fā)導(dǎo)通，因此〃d=0、Q=0、2=0。

④(π+a)~2π：

?在(乃+α)角度時(shí)，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，此時(shí)b點(diǎn)電壓高于a點(diǎn)，VT2和VT3承受正向電壓，

因此UT靠導(dǎo)通，UVT?)="VT3=0。

?VTl陽(yáng)極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；VT4陽(yáng)極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；因此"vη一，f="2。

?電流從b點(diǎn)經(jīng)VT3、R、VT2流回b點(diǎn)。

?〃d=-"2，％=-'d。

(3)全波整流

在交流電源的正負(fù)半周都有整流輸出電流流過(guò)負(fù)載，因此該電路為全波整流。

(4)直流輸出電壓平均值

〃1f^rτ.,..2V∑U2l+cosαl+cosα

Ud=—IV2Urj2SlnCotd(COt)=-----------------------=0.9(/2------------

乃Jaπ22

(5)負(fù)載直流電流平均值

Ud2V∑U2l+cosαU2l+cosα

ClR欣2R2

(6)晶閘管參數(shù)計(jì)算

①承受最大正向電壓：；(回2)

②承受最大反向電壓：√2t∕2

③觸發(fā)角的移相范圍：e=0時(shí)，Ud=O?902；α=180°時(shí)，Ud=0。因此移相范圍為180°。

④晶閘管電流平均值：VT1、VT4與VT2、VT3輪流導(dǎo)電，因此晶閘管電流平均值只有輸出直流電流平均值

山ππr1,21+CoSa

的一半，即∕dvτ=j/d=0?45亍一-—

2AZ

3.1.2.2帶阻感負(fù)載的工作情況

(1)單相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的原理圖

(2)單相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的波形圖

?分析時(shí)，假設(shè)電路已經(jīng)工作于穩(wěn)態(tài)下。

?假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流不能突變，使負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。

①a?乃：

?在α角度時(shí)，給VTl和VT4加觸發(fā)脈沖，此時(shí)a點(diǎn)電壓高于b點(diǎn)，VT)和VT4承受正向電壓，因此

可罪導(dǎo)通，Wyp=WvT4=OO

?電流從a點(diǎn)經(jīng)VT∣、L、R、VT4流回b點(diǎn)，“d="2。

?itl為一水平線，ivT1.4='d=i2。

?VT2和VT3為斷態(tài)，ivT23=°

②萬(wàn)~(左+a)：

?雖然二次電壓"2己經(jīng)過(guò)零點(diǎn)變負(fù)，但因大電感的存在使VTl和VT4持續(xù)導(dǎo)通。

z=,=Z,f

?"VT]="VT4=°,"d=—VT14d2VT2J=θ°

③(τ+α)~2zr:

?在(乃+a)角度時(shí)，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，此時(shí)b點(diǎn)電壓高于a點(diǎn)，VT2和VT3承受正向電壓，

因此可靠導(dǎo)通，"VT,="VT3=O。

?由于VT2和VT3的導(dǎo)通，使VTt和VT4承受反向電壓而關(guān)斷ivT].4=0。VTl陽(yáng)極為a點(diǎn)，陰極為b

點(diǎn)；VT4陽(yáng)極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；因此"VR]4="2。

?電流從b點(diǎn)經(jīng)VT3、L、R、VT2流回b點(diǎn)，"d=-〃2。

，

?id為一水平線，∕vτ2,3='d=-G。

④1π~(2π+a)：

?雖然二次電壓"2已經(jīng)過(guò)零點(diǎn)變正，但因大電感的存在使VT2和VT3持續(xù)導(dǎo)通。

w=i/,z-,=0

?MVT2=MVT3=θ>vτ1-42"d=-"2，vτ23='d=?>'vτ∣.4°

(3)直流輸出電壓平均值

1∣?%+α廠、2√2(∕2

Ud=一72U2smωtd(ωt)=----------cosa=0.9U2cosα

(4)觸發(fā)角的移相范圍

a=0時(shí)，Ud=O-902；a=90。時(shí)，Ud=O。因此移相范圍為90°。

(5)晶閘管承受電壓：正向：√2t∕2:反向：√2t∕2

3.1.2.3帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況

(1)單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的原理圖

①當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動(dòng)機(jī)的電樞(忽略其中的電感)等時(shí)，負(fù)載可看成一個(gè)直流電壓源，即反電動(dòng)勢(shì)

負(fù)載。正常情況下，負(fù)載電壓"d最低為電動(dòng)勢(shì)E。

②負(fù)載側(cè)只有“2瞬時(shí)值的絕對(duì)值大于反電動(dòng)勢(shì)，即1"2Ae時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。

(2)單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的波形圖

①α~(α+6)：

?在0角度時(shí)，給V?和VT4加觸發(fā)脈沖，此時(shí)1"21>e，說(shuō)明VT］和VT4承受正向電壓，因此可靠

導(dǎo)通，〃d=〃2，'d=*1二與

②(α+0)~(T+a)：

?在(α+6)角度時(shí)，々YE,說(shuō)明VTl和VT4已經(jīng)開(kāi)始承受反向電壓關(guān)斷。

?同時(shí).，由于VT2和VT3還未觸發(fā)導(dǎo)通，因此"d=E，id=0。

③(π+a)~{π+a+θ)：

?此過(guò)程為VT2和VT3導(dǎo)通階段，由于是橋式全控整流，因此負(fù)載電壓與電流同前一階段，與=-"2,

〃d-E

3.2三相可控整流電路

3.2.1三相半波可控整流電路

3.2.1.1電阻負(fù)載

(1)三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的原理圖

①變壓器一次側(cè)接成三角形，防止3次諧波流入電網(wǎng)。

②變壓器二次側(cè)接成星形，以得到零線。

③三個(gè)晶閘管分別接入a、b、C三相電源，其所有陰極連接在一起，為共陰極接法。

(2)三相半波不可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖

?將上面原理圖中的三個(gè)晶閘管換成不可控二極管，分別采用VDi、VDz和VD3表示。

?工作過(guò)程分析基礎(chǔ)：三個(gè)二極管對(duì)應(yīng)的相電壓中哪一個(gè)的值最大，則該相所對(duì)應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另

兩相的二極管承受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓。

①("|~以2：a相電壓最高，則VDl導(dǎo)通，VDz和VD3反壓關(guān)斷，價(jià)=""。

②ωt~ωt:相電壓最高，則導(dǎo)通，和反壓關(guān)斷=i。

23bVD2VD3VDl，y1?

③Mτl~cot^：b相電壓最局，則VDz導(dǎo)通，VD3和VDl反壓關(guān)斷，與="匕。

④按照上述過(guò)程如此循環(huán)導(dǎo)通，每個(gè)二極管導(dǎo)通120。。

⑤自然換向點(diǎn)：在相電壓的交點(diǎn)萌I、?2、函3處，出現(xiàn)二極管換相，即電流由一個(gè)二極管向另一個(gè)二極管

轉(zhuǎn)移，這些交點(diǎn)為自然換向點(diǎn)。

(3)三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖(α=0。)

自然換向點(diǎn)：對(duì)于三相半波可控整流電路而言，自然換向點(diǎn)是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻(即開(kāi)始承受

正向電壓)，該時(shí)刻為各晶閘管觸發(fā)角α的起點(diǎn)，即a=0。。

①fyf[~%:

相電壓最高，開(kāi)始承受正壓，在嗎時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，而和反壓關(guān)斷。

?aVTI"vη=0,VT2VT3

ww,z

?d=α>vτ∣=d-—0

(2)C承9~函3:

?b相電壓最高，VT2開(kāi)始承受正壓，在d2時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，"VT2=O,而VT3和VTl反壓關(guān)斷。

?"d="b，^VT[=O，VT1承受a點(diǎn)-b點(diǎn)間電壓，即"VT]="ab。

③叫~"4:

?C相電壓最高，VT3開(kāi)始承受正壓，在函3時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，"VT3=°,而VTl和VT2反壓關(guān)斷。

承受點(diǎn)點(diǎn)間電壓，即。

?Wj=Mc,∕yy∣=O,VTia-C"vτ∣="ac

(4)三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖(a=30。)

定義：用時(shí)刻為自然換向點(diǎn)后30°,萌2和碗3時(shí)刻依次間距120°。

①ωt?~3]+90°）；

?a相電壓最高，VTl已經(jīng)承受正壓，但在碗1時(shí)刻（即α=30°）時(shí)開(kāi)始觸發(fā)導(dǎo)通，"vr]=0,而VT2和VT3

反壓關(guān)斷。

?"d=〃■，"VT]="d=N。

②（以]+90°）~cot2：

?雖然已到a相和b相的自然換向點(diǎn)，b相電壓高于a相電壓，VT2已經(jīng)開(kāi)始承受正壓，但是VT2沒(méi)有門極

觸發(fā)脈沖，因此VT2保持關(guān)斷。

?這樣，原來(lái)已經(jīng)導(dǎo)通的VTl仍然承受正向電壓（"a>0）而持續(xù)導(dǎo)通，"vη=0,，，d="〃，S=id=芋。

③碗2~叫：

?b相電壓最高，VT2已經(jīng)承受正壓，萌2時(shí)刻（即a=30°）時(shí)開(kāi)始觸發(fā)導(dǎo)通VT2,wvr2=0,這樣VTl開(kāi)

始承受反壓而關(guān)斷。

,,

?〃d="bvτ∣=O，VTl承受a點(diǎn)-b點(diǎn)間電壓，即Mypl="ab。

④叫~a4:

?C相電壓最高，VT3已經(jīng)承受正壓，萌3時(shí)刻（即α=30°）時(shí)開(kāi)始觸發(fā)導(dǎo)通VT3,"VT3=O,這樣VT2開(kāi)

始承受反壓而關(guān)斷。

?Mj=Wc,Zyy1=O,VT∣承受a點(diǎn)-C點(diǎn)間電壓，即Hyyl=?aco

（5）三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖（a=60。）

定義：M時(shí)刻為目然換I可點(diǎn)后60°,萌2和以3時(shí)刻依次間距120°。

①碗I~（M+90°）：

?a相電壓最高，VTI在嗎時(shí)刻（即α=60°）時(shí)開(kāi)始觸發(fā)導(dǎo)通，即使過(guò)了自然換向點(diǎn)，但因VT2未導(dǎo)通及

而使持續(xù)導(dǎo)通，而和反壓關(guān)斷。

Ha>0,VTl"vη=0,VT2VT3

?"d=“a，5]=%=/°

o

②（<υη+90）~ωt2:

?a相電壓過(guò)零變負(fù)（"a<0），而使VTl承受反壓關(guān)斷，而VT2（未觸發(fā)導(dǎo)通）和VT3仍為關(guān)斷。

?ZVTl=〃=0，Xd=Oo

③萌2~叫及叫~?4期間情況分別為VT2和VT3導(dǎo)通過(guò)程，與上述相同。

（6）三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載不同觸發(fā)角工作時(shí)的情況總結(jié)

①當(dāng)α<30°時(shí)，負(fù)載電流處于連續(xù)狀態(tài)，各相導(dǎo)電120°。

②當(dāng)a=30。時(shí)，負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)，各相仍導(dǎo)電120。。

③當(dāng)α>30°時(shí)，負(fù)載電流處于斷續(xù)狀態(tài)，直到a=1500時(shí)，整流輸出電壓為零。

④結(jié)合上述分析，三相半波可控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)α角的移相范圍為150°,其中經(jīng)歷了負(fù)載電流連續(xù)和

斷續(xù)的工作過(guò)程。

（7）數(shù)值計(jì)算

①e≤30°時(shí)，整流電壓平均值（負(fù)載電流連續(xù)）：

?Ud=-----6J2U2Sinωtd（ωt）=~----UCoSa=1.17。2CoSa

2萬(wàn)2

36

?當(dāng)α=0°時(shí)，Ud最大，Ud=I」7。2。

②α>3O°時(shí)，整流電壓平均值(負(fù)載電流斷續(xù))：

?Ud=—^―LV2(∕2sinωfj(<υf)=^^?(72[l+cos(-+α)]=0.675t∕9∏+cos(-+α)]

2J—+α2乃66

一萬(wàn)6

3

?當(dāng)α=150°時(shí)，Ud最小，4=0。

③負(fù)載電流平均值：

∕d=-?o

④晶閘管承受的最大反向電壓：

為變壓器二次側(cè)線電壓的峰值，

URM=√2x√3t∕2=√6t∕2=2.4502

⑤晶閘管承受的最大正向電壓：

如相，二次側(cè)相電壓與晶閘管正向電壓之和為負(fù)載整流輸出電壓由于最小為因此晶閘管

aaUcl，Ud0，

最大正向電壓UFM=同2。

2.2.1.2阻感負(fù)載

(1)三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的原理圖

①當(dāng)阻感負(fù)載中的電感值很大時(shí)，整流獲得的電流J波形基本是平直的，即流過(guò)晶閘管的電流接近矩形波。

②當(dāng)aM30°時(shí)，整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同，因?yàn)閮煞N負(fù)載情況下，負(fù)載電流均連續(xù)。

(2)三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)的波形圖(a=60。)

定義：&|時(shí)刻為自然換向點(diǎn)后60°,α2和日3時(shí)刻依次間距120°。

①<"∣~"2:

?VTl承受正壓并觸發(fā)導(dǎo)通，過(guò)自然換向點(diǎn)后a相電壓仍大于O,VTl仍持續(xù)導(dǎo)通。

?a相過(guò)零點(diǎn)后，由于電感的存在，阻止電流下降，因而VTl仍持續(xù)導(dǎo)通。

wd="a，'a='d=∕<i，?=?=θ,MVT∣=°。

(2),"2?歟3*

?當(dāng)萌2時(shí)?亥I」，b相電壓最高，同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，則VT2導(dǎo)通，這樣VTl承受反壓關(guān)斷，由VT2向負(fù)載供電。

M

?αc∣="b，'b='d='d，'a='c=。，VT∣="ab。

③ωt^~6JQ:

?工作過(guò)程與上述相同。

"d=MC,'c='d=^d,'a~?=。，MVT∣=U

(3)三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載不同觸發(fā)角工作時(shí)的情況總結(jié)

①阻感負(fù)載狀態(tài)下，由于大電感的存在，使負(fù)載電流始終處于連續(xù)狀態(tài)，各相導(dǎo)電120。。

②當(dāng)α>30。時(shí)，負(fù)載電壓〃d波形將出現(xiàn)負(fù)的部分，并隨著觸發(fā)角的增大，使負(fù)的部分增多。

③當(dāng)α=90°時(shí)，負(fù)載電壓eq波形中正負(fù)面積相等，〃d平均值為0。

④結(jié)合上述分析，三相半波可控整流電路帶阻感負(fù)載時(shí)α角的移相范圍為90°。

(4)數(shù)值計(jì)算

①整流電壓平均值(負(fù)載電流始終連續(xù))：［/d=1.17t∕2cosa0

②晶閘管承受的最大正反向電壓：

為變壓器二次側(cè)線電壓的峰值，UFM=URM=√2×√3t/2=瘋/2=2.45力

3.2.2三相橋式全控整流電路

三相橋式全控整流電路原理圖:

負(fù)

載

(1)由6只晶閘管組成，形成三個(gè)橋臂，其中每個(gè)橋臂連接一相電源。

(2)陰極連接在一起的3只晶閘管(VI、VT3、VT5)稱為共陰極組，處于橋臂上端。

(3)陽(yáng)極連接在一起的3只晶閘管(VT4、VT6、VT2)稱為共陽(yáng)極組，處于橋臂下端。

(4)晶閘管的導(dǎo)通順序：VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6O

3.2.2.1帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況(a=0。)

(1)基本說(shuō)明

①自然換向點(diǎn)仍為a、b、C相的交點(diǎn)。

②將叫時(shí)刻（自然換向點(diǎn)）后的一個(gè)電源周期分成6段，每段電角度為60。，分別為I、［I、III、IV、V、

VL

（2）波形圖分析

①階段I：

?a相電壓最大，b相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VTl（事實(shí)上，VT6己經(jīng)導(dǎo)通）

"abn

Md="ab，^VTM

1='VT1=°。

②階段II：

相電壓最大，相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通

?aCVT2,則VT（,承受反壓（Hcb<0）而關(guān)斷,VT1持續(xù)導(dǎo)通。

■z^ac八

?〃d=%，vτ∣=—，wvτι=0o

③階段III：

相電壓最大，相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通

?bCVT3,則VTl承受反壓（Mab<0）而關(guān)斷，VT2持續(xù)導(dǎo)通。

."be

?"d="be，,VT=,M=Hab。

1VT1

④階段IV:

?b相電壓最大，a相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT4,則VT2承受反壓（"ac<0）而關(guān)斷，VT3持續(xù)導(dǎo)通。

zwwo

?〃d=〃ba，VT1=?VT1=ab

⑤階段V：

?C相電壓最大，a相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT5,則VT3承受反壓（"bc<0）而關(guān)斷，VT4持續(xù)導(dǎo)通。

⑥階段VI：

?C相電壓最大，b相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT6,則VT4承受反壓（"ba?0）而關(guān)斷，VT5持續(xù)導(dǎo)通。

(3)總結(jié)

①對(duì)于共陰極組的3個(gè)晶閘管來(lái)說(shuō)，陽(yáng)極所接交流電壓值最高的一個(gè)導(dǎo)通；對(duì)于共陽(yáng)極組的3個(gè)晶閘管來(lái)說(shuō),

陰極所接交流電壓值最低的一個(gè)導(dǎo)通。

②每個(gè)時(shí)刻均需2個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，其中1個(gè)晶閘管是共陰極組的，1個(gè)是共陽(yáng)

極組的，且不能為同1相的晶閘管。

③對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：6個(gè)晶閘管的脈沖按VTl-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。。

④共陰極組VTi、VT3、VT5的脈沖依次差120°,共陽(yáng)極組VT2、VT4、VT6的脈沖依次差120°。

⑤同一相的上下兩個(gè)橋臂，即VTl與VT4,VT3與VT6,VT5與VT2，脈沖相差180°。

⑥整流輸出電壓"d一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路為6脈沖整流電路。

3.2.2.2帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況(α=30°)

(1)基本說(shuō)明

①自然換向點(diǎn)仍為a、b、C相的交點(diǎn)。

②"|時(shí)刻為a相30。觸發(fā)角位置，將該時(shí)刻后的一個(gè)電源周期360。分成6段，每段電角度為60°,分別為I、

II、III、IV、V、VL

(2)波形圖分析

①階段I：

?a相電壓最大，b相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VTl（事實(shí)上，VT6已經(jīng)導(dǎo)通）

?當(dāng)過(guò)b、C相交點(diǎn)后，雖然b電壓高于C相電壓，但是由于未觸發(fā)導(dǎo)通VT2,且a相電壓仍高于b相，因

此整個(gè)階段I中，VTI和VT6持續(xù)導(dǎo)通。

Ml

?〃d=?ab，VT1=θ''a=d=~°

②階段II：

?分析過(guò)程同階段I,VTI和VT2持續(xù)導(dǎo)通。

?"d=“ac，"VT]=O，%=Q=貸。

③階段III：

?分析過(guò)程同階段I,VT2和VT3持續(xù)導(dǎo)通。

?"d="bc，"VT|="ab，，a=。。

④階段IV：

?分析過(guò)程同階段I,VT3和VT4持續(xù)導(dǎo)通。

M--

?"d=Uba，VT1="ab，％=?=-。

⑤階段V：

?分析過(guò)程同階段I,VT4和VTs持續(xù)導(dǎo)通。

."ca

ww,

?"d="ca'VT1=ac

⑥階段VI：

?分析過(guò)程同階段I,VT5和VT6持續(xù)導(dǎo)通。

?Nd="cb，wVT∣="ac，％=°。

（3）總結(jié)

①與α=0。時(shí)相比，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30°,組成〃d的每一段線電壓因此推遲30°，〃d平均值降低。

②VTl處于通態(tài)的120。期間,變壓器二次側(cè)a相電流ia>0,波形與同時(shí)段的"d波形相同。Vh處于通態(tài)的120。

期間，%波形與同時(shí)段的"d波形相同，但為負(fù)值。

3.2.2.3帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況（α=60。）

（1）波形圖分析

①階段I：

?a相電壓最大，C相電壓最小，通過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)知道VT6己經(jīng)導(dǎo)通，此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VT"不觸發(fā)VT2,則整

個(gè)階段1中，VTI和VT6持續(xù)導(dǎo)通。

w

"d=Uab，VT1=O。

②階段II：

?b相電壓最大，C相電壓最小，此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VT2,則VT6承受電壓“cb<0而關(guān)斷，而a相電壓仍比C相

大，因此VTI和VT2持續(xù)導(dǎo)通。

?"d="ac，wVT∣=°。

③階段III：

?分析過(guò)程同階段H,VT2和VT3持續(xù)導(dǎo)通。

w

?〃d="bc，VT1="ab。

④階段M

?分析過(guò)程同階段H,VT3和VT4持續(xù)導(dǎo)通。

〃d="ba，〃VT]="ab°

⑤階段V:

?分析過(guò)程同階段H,VT4和VT5持續(xù)導(dǎo)通。

?"d="ca，〃VT]="ac。

⑥階段VI：

?分析過(guò)程同階段H,VT5和VT6持續(xù)導(dǎo)通。

?"d="cb，MVTJ=wac。

(2)總結(jié)

①與α=30"時(shí)相比，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻繼續(xù)向后推遲30°,〃d平均值繼續(xù)降低，并出現(xiàn)了為零的點(diǎn)。

②當(dāng)a460。時(shí)，，J波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)載，I波形與"d波形的形狀一樣，保持連續(xù)。

3.2.2.4帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況(a=90。)

(1)a260。時(shí)整流電路觸發(fā)脈沖要求

①a260°時(shí)，負(fù)載電流將出現(xiàn)斷續(xù)狀態(tài)，這樣為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有觸

發(fā)脈沖。

②方法一：采用寬脈沖觸發(fā)，即觸發(fā)脈沖的寬度大于60°,一般取80。~100。。

③方法二：采用雙脈沖觸發(fā)，即在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給序號(hào)緊前的一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖。即用兩個(gè)窄

脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60",脈寬一般為20。~30。。

(2)波形圖分析

NNNNNN

①階段I：

?前半段內(nèi)，"a>Wb>"c,通過(guò)以往經(jīng)驗(yàn)知道VT6己經(jīng)導(dǎo)通，此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VTi,不觸發(fā)VT2，則VTl和

VT6導(dǎo)通。"d=“ab，id=iγτ?=ia=半。

?后半段內(nèi)，"l,>"a>%，出現(xiàn)a、b相交點(diǎn),則過(guò)交點(diǎn)后VT6和VTl承受反壓關(guān)斷。〃d=0，，d=/=?a=0。

②階段II:

?前半段內(nèi)，"b>"a>"c,此時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通VT2,同時(shí)采用寬脈沖或雙脈沖方式觸發(fā)VTl導(dǎo)通。，J="ac，

,,."d

d=vτ1=L=N。

=,

?后半段內(nèi)，uh>uc>Ua,出現(xiàn)a、C相交點(diǎn),則過(guò)交點(diǎn)后VTI和VT2承受反壓關(guān)斷。Wd=0,/d=∕'vτ∣a=θ。

③階段III：

?前半段內(nèi)，VT2和VT3持續(xù)導(dǎo)通。"d=“bc，"=半，ivη=ia=0。

?后半段內(nèi)，wd=0,zc∣=z'vτ1=Za=Oo

④階段IV：

?前半段內(nèi)，VT3和VT4持續(xù)導(dǎo)通。Hd=?a.∕d=-4=?y>/VT1=0?

?后半段內(nèi)，〃d=0，,d=zVTj="a=Oo

⑤階段V：

?前半段內(nèi)，VT4和VT5持續(xù)導(dǎo)通。"d=〃ca，，d=Ta=黃，5=0。

?后半段內(nèi)，〃d=0，id=ivη=ia=0。

⑥階段VI：

?前半段內(nèi)，VT5和VT6持續(xù)導(dǎo)通。"d=〃cb，id=半，％τ∣=ia=0。

?后半段內(nèi)，MtI=0,∕tj=ZVTI=za=Oo

(3)總結(jié)

①當(dāng)α260°時(shí)，負(fù)載電流將出現(xiàn)斷續(xù)狀態(tài)。

②當(dāng)α=1200時(shí)，整流輸出電壓“d波形全為零，因此帶電阻負(fù)載時(shí)的三相橋式全控整流電路a角的移相范圍

是120。。

3.2.2.7三相橋式全控整流電路的定量分析

(1)帶電阻負(fù)載時(shí)的平均值

①特點(diǎn)：α460。時(shí)，整流輸出電壓連續(xù)；6()。<α<120。時(shí)，整流輸出電壓斷續(xù)。

②整流電壓平均值計(jì)算公式：以“d所處的線電壓波形為背景，周期為?。

2;T

1:.....f^α/-

a≤60°：Ud=—3√6f∕9sinωtd(ωt)=2.34t∕2cosα

3^3

60o<α<120o:Ud=^u2sinωtd(ωt)=2.34i∕[1+cos(-+α)J

乃J—+α32

-3

3

③輸出電流平均值計(jì)算公式：Id=*。

3.7整流電路的有源逆變工作狀態(tài)

3.7.1逆變的概念

3.7.1.1什么是逆變？為什么要逆變？

(1)逆變定義：生產(chǎn)實(shí)踐中，存在著與整流過(guò)程相反的要求，即要求把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，這種對(duì)應(yīng)于整

流的逆向過(guò)程，定義為逆變。

(3)逆變電路定義：把直流電逆變成交流電的電路。

(4)有源逆變電路：將交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)時(shí)的逆變電路，實(shí)質(zhì)是整流電路形式。

(5)無(wú)源逆變電路：將交流側(cè)不與電網(wǎng)連結(jié)，而直接接到負(fù)載的電路，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻

率的交流電供給負(fù)載的電路。

(6)有源逆變電路的工作狀態(tài)：只要滿足一定條件，可控整流電路即可以工作于整流狀態(tài)，也可以工作于逆

變狀態(tài)。

3.7.1.3逆變產(chǎn)生的條件

(1)單相全波電路(相當(dāng)發(fā)電機(jī))-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

(2)單相全波電路(整流狀態(tài))-電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)狀態(tài))系統(tǒng)

①電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，全波電路處于整流工作狀態(tài)(0<α<]),直流輸出電壓Uct>0,而且Ud>EM，

Ud-EM

才能輸出電樞電流/d

質(zhì)

②能量流向：交流電網(wǎng)輸出電功率，電動(dòng)機(jī)輸入電功率。

(3)單相全波電路(有源逆變狀態(tài))-電動(dòng)機(jī)(發(fā)電回饋制動(dòng))系統(tǒng)

①電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電回饋制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，由于晶閘管單向?qū)щ娦?，電路?nèi)/d的方向依然不變。

②這樣，要保證電動(dòng)機(jī)有電動(dòng)運(yùn)行變成發(fā)電回饋制動(dòng)運(yùn)行，必須改變EM的極性，同時(shí)直流輸出電壓Ud也改

變極性（Ud<0，?!?<α<z）。

③此時(shí)，必須保證IEMI>∣Ud∣,幾二迎二"，才能把電能從直流側(cè)送到交流側(cè)，實(shí)現(xiàn)逆變。

④能量流向：電動(dòng)機(jī)輸出電功率，交流電網(wǎng)吸收電功率。

⑤全波電路有源逆變工作狀態(tài)下，為什么晶閘管觸發(fā)角處眨?。5仍能導(dǎo)通運(yùn)行?

答：主要由于全波電路有外接直流電動(dòng)勢(shì)EM的存在且廬M∣>∣Ud∣，這是電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電回饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí)得到

的，這樣能夠保證系統(tǒng)得到很大的續(xù)流，即使晶閘管的陽(yáng)極電位大部分處于交流電壓為負(fù)的半周期，但是仍能

承受正向電壓而導(dǎo)通。

（4）有源逆變產(chǎn)生的條件

①變流電路外側(cè)要有直流電動(dòng)勢(shì)，其極性必須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均

電壓。

②要求晶閘管的控制觸發(fā)角α>],使Ud為負(fù)值。

第4章逆變電路

（1）逆變定義：將直流電能變成交流電能。

（2）有源逆變：逆變電路的交流輸出側(cè)接在電網(wǎng)上。

（3）無(wú)源逆變：逆變電路的交流輸出側(cè)直接和負(fù)載相連。

4.2電壓型逆變電路

（1）逆變電路分類：根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)可以分為電壓（源）型逆變電路和電流（源）型逆變電路。

（2）電壓（源）型逆變電路VSI：直流側(cè)為電壓源。

（3）電流（源）型逆變電路CSI：直流側(cè)為電流源。

（4）電壓型逆變電路舉例：

①直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容。直流側(cè)電壓基本無(wú)脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。

②由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無(wú)關(guān)。而交流側(cè)輸出電流

波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。

③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)，需要提供無(wú)功功率，直流側(cè)電容起緩沖無(wú)功能量的作用。

④圖中逆變橋各臂都并聯(lián)反饋二極管，為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無(wú)功能量提供通道。

4.2.1單相電壓型逆變電路

4.2.1.1半橋逆變電路

(1)電路原理圖

①由兩個(gè)橋臂組成，其中每個(gè)橋臂均包含一個(gè)可控器件和一個(gè)反并聯(lián)二極管。

②直流輸入側(cè)接有兩個(gè)相互串聯(lián)的足夠大的電容，兩個(gè)電容的連接點(diǎn)為直流電源的中點(diǎn)。

③負(fù)載連接在直流電源中點(diǎn)和兩個(gè)橋臂連接點(diǎn)之間。

(2)柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)

①開(kāi)關(guān)器件Vl和V2的柵極信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)半周正偏，半周反偏，且二者互補(bǔ)。

②0~，2：Vl柵極高電平，V2柵極低電平。

③t2~t4:V2柵極高電平，Vl柵極低電平。

④t4~t6:Vl柵極高電平，V2柵極低電平。

(3)電壓與電流波形圖

①0~，2：Vl柵極高電平，V2柵極低電平，因此Vl為通態(tài)，V2為斷態(tài)，則負(fù)載電壓"o=Um=Ud/2。

②，2時(shí)刻：Vl開(kāi)始關(guān)斷，但感性負(fù)載中的電流i。不能立即改變方向，于是VD2導(dǎo)通續(xù)流(稱為續(xù)流二極管),

則負(fù)載電壓"o=T/m=-?l/2。直到，3時(shí)刻i。降為零時(shí)，VD2截止，V2開(kāi)始導(dǎo)通，負(fù)載電壓仍為

"o=-Unl=-Ud/2，，0反向。

③其他時(shí)刻同理。

(4)有功功率與無(wú)功功率

①當(dāng)Vl或V2為通態(tài)時(shí)，負(fù)載電流與電壓同方向，直流側(cè)向負(fù)載提供能量。

②當(dāng)VDl或VD?為通態(tài)時(shí)，負(fù)載電流與電壓反向，則負(fù)載電感中儲(chǔ)存的能量向直流側(cè)反饋，即負(fù)載電感將

其吸收的無(wú)功能量反饋回直流側(cè)，反饋回的能量暫時(shí)儲(chǔ)存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容器起著緩沖這種無(wú)功能

量的作用。

(5)應(yīng)用說(shuō)明

①上述電路中開(kāi)關(guān)器件若為晶閘管，則需要使用強(qiáng)迫換流電路。

②半橋逆變電路優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用器件少，但缺點(diǎn)是輸出交流電壓幅值僅為Uci/2,且直流側(cè)需要兩個(gè)

電容器串聯(lián)。

③半橋逆變電路常使用在幾千瓦以下的小功率逆變電源中。

4.2.2三相電壓型逆變電路

4.2.2.1三相電壓型橋式逆變電路

(1)電路圖

①開(kāi)關(guān)器件為IGBT。

②直流側(cè)由兩個(gè)電容器組成，電壓中點(diǎn)為N，。

③直流電壓為%，因此"+"電壓為4/2,"一”電壓為-Ud/2。

④負(fù)載側(cè)中點(diǎn)為N。

(2)工作方式(180°導(dǎo)電方式)

①每個(gè)橋臂(上或下)的導(dǎo)電角度為180。，同一相上下兩個(gè)橋臂交替導(dǎo)電,各相開(kāi)始導(dǎo)電的角度依次相差120。。

O0~60°60o~120o120o~180o180o~240o240o~300°300o~360°

ViViViV4V4V4

V6V6V3V3V3V6

V5V2V2V2V5V5

②任一瞬間，將有三個(gè)橋臂同時(shí)導(dǎo)通，可能是上面一個(gè)橋臂下面兩個(gè)橋臂，也可能是上面兩個(gè)橋臂下面一個(gè)

橋臂同時(shí)導(dǎo)通。

③每一次換流都是在同一相上下兩個(gè)橋臂之間進(jìn)行，即縱向換流。

(3)負(fù)載線電壓波形

①針對(duì)U相，當(dāng)橋臂1導(dǎo)通時(shí)，"u!√=Ud/2,當(dāng)橋臂4導(dǎo)通時(shí)，"u(√=-Ud/2,因此"UN，是幅值為4/2

的矩形波，V、W兩相的情況與U相類似。

②"UN，'"VN，、^WN,相位依次相差120°o

UUV=UUN-UVN

③負(fù)載線電壓公式：UVW=UVN，-UWN，，幅值為Ud的矩形波，相位依次相差120。。

UWU=UWN'-UUN'

(4)負(fù)載相電壓及中點(diǎn)電壓波形

UUN=U(JN，-UNN'

①負(fù)載相電壓公式：，UVN=UVN，-UNN，

UWN=UWN'-UNN'

其中，,為負(fù)載中點(diǎn)與直流電源中點(diǎn)之間的電壓。

UNNNN，

②上式中，通過(guò)求解,才能得出負(fù)載相電壓

UNN

將上式相力口:UUN+UVN+UWN=UUN，+UVN+UWbr-3Ufq^r

貝N，+UWN)

U:U^=§(UUK+UV+Uwbr)-§(UUN+UvN

考慮負(fù)載側(cè)為三相對(duì)稱負(fù)載，即UUN+UVN+UWN=。

因此：

UNN，=；(υ8,+UVN+UWbr)

③中點(diǎn)電壓UNN，的波形：矩形波，頻率為UUN，的3倍，幅值為UUN，的1/3倍，即Ud/6。