电子电力技术课件-1.ppt

1、2-13.3 变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路的影响考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响，该漏感可用考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响，该漏感可用一个集中的电感一个集中的电感LB表示。由于电感电流不能突变，因此换相表示。由于电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬时完成。过程不能瞬时完成。现以三相半波为例，然后将其结论推广。现以三相半波为例，然后将其结论推广。VT1换相至换相至VT2的过程：的过程：因因a、b两相均有漏感，故两相均有漏感，故ia、ib均不能突变。于是均不能突变。于是VT1和和VT2同时导通，相当于将同时导通，相当于将a、b两相短路，在两相组成的回路中产两相短

2、路，在两相组成的回路中产生环流生环流ik。2-2udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubuca图图3-26 考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形ik=ib是逐渐增大的，而是逐渐增大的，而ia=Id-ik是逐渐减小的。是逐渐减小的。当当ik增大到等于增大到等于Id时，时，ia=0，VT1关断关断,换流过程结束。换流过程结束。+-2-33.3 变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路的影响换相重叠角换相重叠角换相过程持续的时间，用电角度换相过程持续的时间，用电角度g g表示。表示。换相过程中，整流电压换相过程中，整流电压ud为

3、同时导通的两个晶闸管所对为同时导通的两个晶闸管所对应的两个相电压的平均值。应的两个相电压的平均值。换相压降换相压降与不考虑变压器漏感时相比，与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值平均值降低的多少。降低的多少。2ddddbakBbkBaduutiLutiLuu（3-30）dB0B6565B6565Bbb6565dbd23d23)(ddd23)(d)dd(23)(d)(3/21IXiLttiLttiLuutuuUIwwwwgaagaagaadkkk（3-31）XB漏感为漏感为LB的变压器每相折算到二次侧的漏电抗，的变压器每相折算到二次侧的漏电抗，XB=LB2-43.3 变压器漏感对整流电路的影响变压

4、器漏感对整流电路的影响换相重叠角换相重叠角g g的计算的计算,由式（由式（3-30）可知：）可知：B2Bab2)65sin(62)(ddLtULuutiwk由上式得：由上式得：)65sin(26ddB2wwtXUtik进而得出：进而得出：)65cos(cos26)(d)65sin(26B265B2wawwwatXUttXUitk（3-32）（3-33）（3-34）2-53.3 变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路的影响由上述推导过程，已经求得：)65cos(cos26)(d)65sin(26B265B2wawwwatXUttXUitk 当 时，于是65gawtdkIi)cos(cos

5、26B2dgaaXUI（3-35）2dB62)cos(cosUIXgaa（3-36）2-63.3 变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路的影响 dUdBIXdB2IXdB23IXdB3IXdB2ImX)cos(cosgaa2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62UIXmUXIsin22Bd电路形式单相全波单相全控桥三相半波三相全控桥m脉波整流电路 表表3-2 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算注：单相全控桥电路中，环流注：单相全控桥电路中，环流ik是从是从-Id变为变为Id。本表所列通本表所列通用公式不适用用公式不适用；三相桥等

6、效为相电压等于三相桥等效为相电压等于 的的6脉波整流电路，故其脉波整流电路，故其m=6，相电压按，相电压按 代入。代入。23U23 U2-7udidwtOwtOgiciaibiciaIduaubucag g 随其它参数变化的规律随其它参数变化的规律：（1）Id越大则越大则g g 越大；越大；（2）XB越大越大g g 越大；越大；（3）当当a a90 时，时，a a 越小越小g g 越大。越大。B2Bab2)65sin(62)(ddLtULuutiwk2-83.3 变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路的影响变压器漏感对整流电路影响的一些结论变压器漏感对整流电路影响的一些结论:出现出现换

7、相重叠角换相重叠角g g ，整流输出电压平均值，整流输出电压平均值Ud降低。降低。整流电路的整流电路的工作状态增多工作状态增多。晶闸管晶闸管的的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可，可能使晶闸管误导通，为此必须能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路加吸收电路。换相使电网电压出现换相使电网电压出现缺口缺口，成为干扰源。，成为干扰源。2-93.4 电容滤波的不可控整流电路电容滤波的不可控整流电路在交在

8、交直直交变频器、不间断电源、开关电源等交变频器、不间断电源、开关电源等应用场合中，大量应用。应用场合中，大量应用。最常用的是最常用的是单相桥单相桥和和三相桥三相桥两种接法。两种接法。由于电路中的电力电子器件采用整流二极管，故也由于电路中的电力电子器件采用整流二极管，故也称这类电路为称这类电路为二极管整流电路二极管整流电路。2-103.4.1电容滤波的单相不可控整流电路电容滤波的单相不可控整流电路常用于小功率单相交流输入的场合，如目前大量普及的微机、电视机等家电产品中的开关电源。1）工作原理及波形分析工作原理及波形分析基本工作过程基本工作过程：在u2正半周过零点至w wt=0期间，因u2ud，故

9、二极管均不导通，电容C向R放电，提供负载所需电流。至wt=0之后，u2将要超过ud，使得VD1和VD4开通，ud=u2，交流电源向电容充电，同时向负载R供电。i+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4diCiRud2-11图3-28 电容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a)电路 b)波形b)0iudqd2wti,uda)i+RCu1u2i2VD1VD3VD2VD4diCiRud2-122)主要的数量关系主要的数量关系 输出电压平均值输出电压平均值 电流平均值电流平均值 输出电流平均值IR为：IR=Ud/R 在一个周期内电容吸收和释放的能量相等，其电压平均值保持不变，相应的流过电容的电

10、流在一个周期内的平均值为零，又由id=ic+iR得出 Id=IR 二极管电流iD平均值为：ID=Id/2=IR/2 二极管承受的电压二极管承受的电压 22U空载时，。重载时，Ud逐渐趋近于0.9U2，即趋近于接近电阻负载时的特性。在 设 计 时 根 据 负 载 的 情 况 选 择 电 容 C 值，使 ,此时输出电压为：Ud1.2 U2。2d2UU2/)53(TRC 2-133.4.1电容滤波的单相不可控整流电路电容滤波的单相不可控整流电路 感容滤波的二极管整流电路感容滤波的二极管整流电路ud波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的。图3-31 感容滤波的单相桥式不可控整

11、流电路及其工作波形a）电路图 b）波形a)b)u2udi20dqwti2,u2,ud2-143.4.2电容滤波的三相不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路1）基本原理基本原理某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。当没有二极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规律下降。图3-32 电容滤波的三相桥式不可控整流电路及其波形a)b)Oiaudiduduabuac0dqwt3wt2-15 电流id 断续和连续的临界条件临界条件w wRC=33图3-33电容滤波的三相桥式整流电路当w wRC等于和小于 时的电流波形 a）w wRC=b）w w

12、RC重载时是连续的，wRCUd时间长，脉冲展宽，实现连续。时间长，脉冲展宽，实现连续。分界点就是R=/w wC。332-162-173.4.2电容滤波的三相不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感时的工作情况：电流波形的前沿平缓了许多，有利于电路的正常工作。随着负载的加重，电流波形与电阻负载时的交流侧电流波形逐渐接近。图3-34 考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形 a）电路原理图 b）轻载时的交流侧电流波形 c）重载时的交流侧电流波形b)c)iaiaOOw tw t2-182)主要数量关系主要数量关系V528RC4.2V515C34.2V539R(45.2322222都接入，一般负载）（，或特重载）（无断）空载，UUUUUd（1）输出电压平均值输出电压平均值 Ud在（2.34U2 2.45U2）之间变化（2）电流平均值电流平均值 输出电流平均值IR为：IR=Ud/R 与单相电路情况一样，电容电流iC平均值为零，Id=IR 二极管电流平均值为Id的1/3，即ID=Id/3=IR/3 （3）二极管承受的电压二极管承受的电压 二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值为 26U2-19a)b)Oiaudiduduabuac0dqwt3wt