電力電子教材知識點(diǎn)部分總結(jié)

遼守工程技術(shù)大學(xué)電氣工程系

來源:電氣08-1鑫工作室linsin

《電力電3技術(shù)》期未復(fù)行敦

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一樣通過直流斬波電路實(shí)現(xiàn)

(4)交流變交流AC-AC一樣稱作交流電力控制

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電力電子器件一樣都工作于開關(guān)狀態(tài)，以減小本身損耗。

3電力電子系統(tǒng)基本組成與工作原理

(1)一樣由主電路、控制電路、檢測電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路等組成。

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

(3)控制信號通過驅(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)控制信號所控制的程度分類

(1)半控型器件：通過控制信號可以控制其導(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：通過控制信號既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷的電力電子器件。如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。

(3)不可控器件：不能用控制信號來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)信號的性質(zhì)分類

(1)電流型器件：通過從控制端注入或抽出電流的方式來實(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：通過在控制端和公共端之間施加一定電壓信號的方式來實(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)電的情形分類

(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、GTO、GTR。

(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半控型器件一晶閘管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

a)外形b)結(jié)構(gòu)0電氣圖形符號

晶閘管的雙晶體管模型

A

a)b)

將器件N1、P2半導(dǎo)體取傾斜截面，則晶閘管變成V1-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)生集電極電流人？。

(3)集電極電流構(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集電極電流幾一

(4)與/G構(gòu)成NPN的驅(qū)動(dòng)電流，連續(xù)上述過程，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/G，但是NPN基極仍舊存在電流，由PNP集電極電流供給，電流已經(jīng)形成強(qiáng)烈

正反饋，因此晶閘管連續(xù)堅(jiān)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)晶閘管承擔(dān)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)晶閘管承擔(dān)正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情形下晶閘管才能導(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)若要使已導(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)

(1)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，正是這種特別結(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承擔(dān)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承擔(dān)正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情形下晶閘管才能導(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，也即可以通過門極電流控制GTO導(dǎo)通和關(guān)斷。

(4)通過AK間施加反向電壓同樣可以保證GTO關(guān)斷。

2.4.3電力場效應(yīng)晶體管MOSFET

(1)電力MOSFET是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此它是電壓型器件。

(3)當(dāng)UGS大于某一電壓值時(shí),，柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，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

(1)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)，耐壓及耐電流等級高，但不足是開關(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)是開關(guān)速度快、所需驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡單。

(3)復(fù)合型器件：將上述兩者器件相互取長補(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

IGBT的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號

a)內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖b)簡化等效電路c)電氣圖形符號

(1)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a：

從晶閘管開始承擔(dān)正向陽極電壓起，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，與和Q波形隨之改變，直流輸出電壓想為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)直流，其波形

只在“2正半周內(nèi)顯現(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)忽略器件的開通過程和關(guān)斷過程時(shí)，可以將器件理想化，看作理想開關(guān),

即通態(tài)時(shí)認(rèn)為開關(guān)閉合，其阻抗為零；斷態(tài)時(shí)認(rèn)為開關(guān)斷開，其阻抗為無窮大。

3.1.2單相橋式全控整流電路

3.1.2.1帶電阻負(fù)載的工作情形

(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(VTi~VTQ組成單相橋式全控整流電路。

②VTi和VT4組成一對橋臂，VT2和VT3組成一對橋臂。

(2)單相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)的波形圖

b)

飛亦，門、，

0

0

d)

0

①0~a：

?V「~VT4未觸發(fā)導(dǎo)通，出現(xiàn)斷態(tài)，貝id=。、?2=0。

.1

wW=M

?"VT]+〃”4=〃2，VTj=VT4y2°

②a??：

?在a角度時(shí)，給和VT4加觸發(fā)脈沖，此時(shí)a點(diǎn)電壓高于b點(diǎn)，VTi和VT4承擔(dān)正向電壓，因此可靠導(dǎo)通,

W

"VTi=VT4=0。

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

?〃d="2，，2="d，形狀與電壓相同。

③)?0r+a)：

?電源"2過零點(diǎn)，VTi和VT4承擔(dān)反向電壓而關(guān)斷，MvT,=?vr4=1?2(負(fù)半周)。

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

④(乃+a)~2i：

?在(7+a)角度時(shí)，給VT2和VT.3加觸發(fā)脈沖，此時(shí)b點(diǎn)電壓高于a點(diǎn)，VT?和VT?承擔(dān)正向電壓，因此可靠導(dǎo)

通，Uy-p2="VT3=00

?VTi陽極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；VT4陽極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；因此“仃|=?2?

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

*"d=-"2，=Td。

(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負(fù)載，因此該電路為全波整流。

（4）直流輸出電壓平均值

2y/2U21+cosa

t/d=—f41U2sincotd(cot)=

九Ja7T2

(5)負(fù)載直流電流平均值

/Ud2技/21+cosa八八力1+cosa

-----------=0.9----------

°R=成-=---------2--R2

（6）晶閘管參數(shù)運(yùn)算

①承擔(dān)最大正向電壓：g（同2）

②承擔(dān)最大反向電壓：72472

③觸發(fā)角的移相范疇：a=0時(shí)，Ud=0.W2：a=180°時(shí)，Ud=0,因此移相范疇為180°。

④晶閘管電流平均值：V「、VT4與VT2、VT3輪番導(dǎo)電，因此晶閘管電流平均值只有輸出直流電流平均值的一半，即

/dVT=；/d=0-45U2l+cosa

R2

3.1.2.2帶阻感負(fù)載的工作情形

（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)載電流連id續(xù)且波形近似為一水平線。

①a?兀：

?在a角度時(shí)，給和VT4加觸發(fā)脈沖，此時(shí)a點(diǎn)電壓高于b點(diǎn)，VTi和V。承擔(dān)正向電壓，因此可靠導(dǎo)通,

=M

"VT]VT4=0°

?電流從a點(diǎn)經(jīng)VTi、L、R、VT4流回b點(diǎn)，ud=H2?

?id為一水平線，，VT],4='d=2。

?VT?和VT.3為斷態(tài)，，曜3=°

②兀~（,71+a）：

?雖然二次電壓W2已經(jīng)過零點(diǎn)變負(fù)，但因大電感的存在使V1和VT4連續(xù)導(dǎo)通。

=0

*"VT]="VT4=0，"d="2，51.4='d=2，'vr2,3°

③（7t+a）~In：

?在（萬+a）角度時(shí)，給VT?和VT3加觸發(fā)脈沖，此時(shí)b點(diǎn)電壓高于a點(diǎn)，VT?和VT3承擔(dān)正向電壓，因此可靠導(dǎo)

通，"VT2="VT3=O。

?由于VT2和VT3的導(dǎo)通，使VTi和VT4承擔(dān)反向電壓而關(guān)斷ivT14=0。V]陽極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；VT《陽

極為a點(diǎn)，陰極為b點(diǎn)；因此“匕M="？。

?電流從b點(diǎn)經(jīng)VT3、L、R、VT2流回b點(diǎn)，ud=-u2?

?id為一水平線，，VT2.3=〃=-?2?

④2萬~（2萬+0）：

?雖然二次電壓“2已經(jīng)過零點(diǎn)變正，但因大電感的存在使VT?和VT3連續(xù)導(dǎo)通。

Z=-zZ

*"VT2="VT3=°，"VT].4="2，"d=-"2，VT2,3=2>VT14=?

（3）直流輸出電壓平均值

]產(chǎn)+ai—2y[2U2

Ud=-V2t/sincotd\cot）=----^cosa=0.9%cosa

乃Ja271

（4）觸發(fā)角的移相范疇

a=0時(shí)，（7d=0.9t/2；a=90°時(shí)，t/d=0?因此移相范疇為90°。

（5）晶閘管承擔(dān)電壓：正向：回2；反向：島2

3.1.2.3帶反電動(dòng)勢負(fù)載時(shí)的工作情形

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

R

■E

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)勢負(fù)載。正常情

形下，負(fù)載電壓與最低為電動(dòng)勢E。

②負(fù)載側(cè)只有“2瞬時(shí)值的絕對值大于反電動(dòng)勢，即,2|>E時(shí)，才有晶閘管承擔(dān)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)勢負(fù)載時(shí)的波形圖

①

._〃d一七

=°

R

②(a+6)~("+a)：

?在(a+6)角度時(shí)，U2〈E,說明VT］和VT4已經(jīng)開始承擔(dān)反向電壓關(guān)斷。

?同時(shí)，由于VT2和VT3還未觸發(fā)導(dǎo)通，因此刈=石，

③(4+a)~(4+。+6)：

?此過程為VT2和VT?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，ud=-u2,。=與"

R

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、VD?和VD3表示。

?工作過程分析基礎(chǔ)：三個(gè)二極管對應(yīng)的相電壓中哪一個(gè)的值最大，則該相所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管

承擔(dān)反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓。

①d]~函2：a相電壓最高，則VD|導(dǎo)通，VD?和VD?反壓關(guān)斷，=ua?

②叫~叫：b相電壓最高，則VDz導(dǎo)通，VD.：和VDi反壓關(guān)斷，

③%-?J：b相電壓最高，則VD2導(dǎo)通，VDs和VDi反壓關(guān)斷，〃d="b。

④按照上述過程如此循環(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)3|、由2、詡3處，顯現(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（a=0。）

自然換向點(diǎn)：對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（即開始承擔(dān)正向電壓）,

該時(shí)刻為各晶閘管觸發(fā)角a的起點(diǎn)，即a=0°。

①M(fèi)~aX2:

?a相電壓最高，VI開始承擔(dān)正壓，在31時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，"匕1=0,而VT2和VT3反壓關(guān)斷。

=T

??d="a，,VT]

dR

②Ci^2?"3*

?b相電壓最高，VT?開始承擔(dān)正壓，在時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，"VT2=0，而VT3和VT|反壓關(guān)斷。

?〃d=〃b，VTi承擔(dān)a點(diǎn)-b點(diǎn)間電壓，即〃vT]=〃ab。

COt3?*

?c相電壓最高，VT3開始承擔(dān)正壓，在由3時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通，外2=0,而VTi和VT2反壓關(guān)斷。

?"d="c，，VT]=0，VT1承擔(dān)a點(diǎn)?c點(diǎn)間電壓，即〃vTi=〃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：切?時(shí)刻為自然換向點(diǎn)后30°,32和由3時(shí)刻依次間距120°。

①幽㈣+90°）；

?a相電壓最高，V「已經(jīng)承擔(dān)正壓，但在的時(shí)刻（即a=30°）時(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通，"町=0,而VT?和VT3反壓關(guān)斷。

*"d=ua＞zVTi='d=R。

②（的+90。）-叫:

?雖然己到a相和b相的自然換向點(diǎn)，b相電壓高于a相電壓，VT?己經(jīng)開始承擔(dān)正壓，但是VT?沒有門極觸發(fā)脈沖，

因此VT2保持關(guān)斷。

?這樣，原先已經(jīng)導(dǎo)通的V1仍舊承擔(dān)正向電壓（/＞。）而連續(xù)導(dǎo)通，“VT|=0，"d="“，ivT1=1=￡。

（3）COt2?&3*

?b相電壓最高，VT?已經(jīng)承擔(dān)正壓，&2時(shí)刻（即。=30°）時(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通VT2,=0＞這樣VTi開始承擔(dān)反壓

而關(guān)斷。

?=?b,ZVT,=0'VTi承擔(dān)a點(diǎn)-b點(diǎn)間電壓，即"v"="ab。

④cotj~ax4：

?c相電壓最高，VTs已經(jīng)承擔(dān)正壓，電3時(shí)刻（即。=3?！悖r(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通VT3，?^3=0,這樣VT?開始承擔(dān)反壓

而關(guān)斷。

?〃d=〃c，，VT]=°，VT|承擔(dān)a點(diǎn)-C點(diǎn)間電壓，即"vT|="ac。

（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°）

①3tl~（碗]+90°）：

?a相電壓最高，VTi在時(shí)刻（即a=60°）時(shí)開始觸發(fā)導(dǎo)通，即使過了自然換向點(diǎn)，但因VT2未導(dǎo)通及%>。，而

使連續(xù)導(dǎo)通，“vT|=0,而VT2和VT3反壓關(guān)斷。

②?+90°）~3t2：

?a相電壓過零變負(fù)（均<0）,而使V1承擔(dān)反壓關(guān)斷，而VT?（未觸發(fā)導(dǎo)通）和VT3仍為關(guān)斷。

?，?vT]=〃=0，"d=0。

③~及萌3~函4期間情形分別為VT2和VT3導(dǎo)通過程，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)的情形總結(jié)

①當(dāng)a<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)a>30°時(shí);負(fù)載電流處于斷續(xù)狀態(tài)，直到a=150°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)a角的移相范疇為150°,其中經(jīng)歷了負(fù)載電流連續(xù)和斷續(xù)的工作

過程。

（7）數(shù)值運(yùn)算

①aV30°時(shí)，整流電壓平均值（負(fù)載電流連續(xù)）：

?Ud=—!—^心sin2cosa=1.17。2cosa

2萬

3。

當(dāng)a=0"時(shí)，4最大，t/d=1.17t/2?

②a>30°時(shí)，整流電壓平均值(負(fù)載電流斷續(xù))：

?Ud=—拒。2sin(Dtd(a)t)=-U2[1+cos(-+a)]=0.675(/,fl+cos(-+a)]

2J—+a2萬66

-716

3

?當(dāng)a=150°時(shí)，Ud最小，Ud=0。

③負(fù)載電流平均值：l=—O

dR

④晶閘管承擔(dān)的最大反向電壓：

為變壓器二次側(cè)線電壓的峰值，URM=邑園2=癇2=2.45%

⑤晶閘管承擔(dān)的最大正向電壓：

如a相，二次側(cè)a相電壓與晶閘管正向電壓之和為負(fù)載整流輸出電壓Ud，由于Ud最小為°，因此晶閘管最大正向電

壓UFM=商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Q波形基本是平直的，即流過晶閘管的電流接近矩形波。

②當(dāng)a430°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)載情形下，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：函|時(shí)刻為自然換向點(diǎn)后60",32和初3時(shí)刻依次間距120°。

①M(fèi)~0?2:

?V?承擔(dān)正壓并觸發(fā)導(dǎo)通，過自然換向點(diǎn)后a相電壓仍大于0,V1仍連續(xù)導(dǎo)通。

?a相過零點(diǎn)后，由于電感的存在，阻止電流下降，因而V1仍連續(xù)導(dǎo)通。

?ud=Ma'%=[=/<!，=，c=。，MVT|=。。

（2）~萌3*

?當(dāng)時(shí)刻，b相電壓最高，同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，則VT2導(dǎo)通，這樣VT|承擔(dān)反壓關(guān)斷，由VT2向負(fù)載供電。

?ud=Mb''b=zd=，d，za='c=。，"VT]=Mab°

③~Mt:

?工作過程與上述相同。

?"d="c，zc='d=，d，za=，b=。，MVT|="ac"

（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)的情形總結(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)a>30"時(shí)，負(fù)載電壓與波形將顯現(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)a=90°時(shí)，負(fù)載電壓勾波形中正負(fù)面積相等，價(jià)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)a角的移相范疇為90°。

（4）數(shù)值運(yùn)算

①整流電壓平均值（負(fù)載電流始終連續(xù)）：Ud=1/7U2cosa。

②晶閘管承擔(dān)的最大正反向電壓：

為變壓器二次側(cè)線電壓的峰值，UFM=URM=五乂?2=瓶2=2.45。2

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:

（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（VTi、VT3、VT5）稱為共陰極組，處于橋臂上端。

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

（4）晶閘管的導(dǎo)通順序：V?、VT2SVT?VT4、VT5,VT6?

3.2.2.1帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情形（a=0°）

（1）基本說明

①自然換向點(diǎn)仍為a、b、c相的交點(diǎn)。

②將。”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、II、山、IV、V、VI。

（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V1（事實(shí)上，VT6己經(jīng)導(dǎo)通）

"d="ab，zVTj'"VT[=°。

②階段H:

?a相電壓最大，c相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VTz，則VT6承擔(dān)反壓（<0）而關(guān)斷，V「連續(xù)導(dǎo)通。

?"ac八

?〃d="ac，zVTjy〃VTi=0。

③階段HI：

?b相電壓最大，c相電壓最小，觸發(fā)導(dǎo)通VT3，則VTi承擔(dān)反壓(Mab<0)而關(guān)斷,VT2連續(xù)導(dǎo)通。

._"be

?〃d=〃bc，，VT]=W，"VT|=〃ab。

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承擔(dān)反壓(wac<0)而關(guān)斷,VT?連續(xù)導(dǎo)通。

._"ba_

?wd=Mba?zVTj=?"VT]=〃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承擔(dān)反壓(wbc<0)而關(guān)斷,VTq連續(xù)導(dǎo)通。

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?"d="ca'’VT|ca'"VTi=Mac°

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承擔(dān)反壓（Mba<0）而關(guān)斷,VT5連續(xù)導(dǎo)通。

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