第二章相控整流电路.ppt
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1、March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-1,第二章 相控整流电路,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-2,要求及重点,理解和掌握单相桥式、三相半波、三相桥式等整流电路的电路结构、工作原理、波形分析、电气性能、分析方法和参数计算。 重点:波形分析和基本电量计算的方法。 难点:不同负载对工况的影响和整流器交流侧电抗对整流电路的影响,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-3,整流电路的分类,不可控整流电路 直流整流电压和交流电源电压的比固定 全控整流电路 直流整流电压的平均值和极性可调 半控整流电路 负载电压平均值可调、极性不能改变,March
2、3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-4,可控整流电路的分类,按电路结构分类 桥式电路(又称全波电路或双拍电路) 零式电路(又称半波电路或单拍电路) 按输出电压脉波数分类 单脉波电路 双脉波电路 三脉波电路 多脉波电路,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-5,可控整流电路的分类(续),按控制方式分类 相控式电路 斩控式电路 按组成器件分类 全控型电路 半控型电路,按工作范围分类 单象限电路 多象限电路 按电网相数分类 单相电路 三相电路 多相电路,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-6,可控整流电路的一般结构,整流电路在应用中,应满足的基本技术要求
3、 整流电路的理想条件: 理想器件 理想电源,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-7,整流电路的分析方法,波形分析法: 根据电源电压 u2 和控制角 以及负载性质,作出负载电压 ud 、负载电流 id 、和整流元件的电压、电流波形图,从而导出基本电量的计算公式及数量关系。 具体步骤: 1、绘出主电路原理图,标出各电量和元件序号; 2、画出相(线)电压波形图,确定自然换相点;,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-8,整流电路的分析方法(续),3、根据控制角 在相应位置上绘出触发脉冲,并 标明相应序号; 4、根据可控整流电路的工作原理,绘出负载电压 ud、负载
4、电流 id 、SCR电流 iT 等波形; 5、根据波形图,导出基本电量的计算式; 6、对整流电路进行综合评价。例如:电路的优、 缺点;电路的可控移相范围;负载电流是否连 续;整流元件承受的最大正、反向电压值;整 流电压 ud 的纹波系数 w 和脉动系数 m 等。,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-9,整流电路的基本概念,控制角 从晶闸管开始承受正向电压到被触发导通这一角度。 导通角 晶闸管在一个周期内导通的电角度。 移相 改变控制角的大小,即改变触发脉冲出现的相位。 移相控制,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-10,整流电路的基本概念(续),移相范围
5、 控制角的允许调节范围。 同步 触发脉冲信号和晶闸管电压(即电源电压)在频率和相位上的协调配合关系。 自然换相点 当电路中的可控元件全部由不可控元件代替时,各元件的导电转换点。,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-11,单相半波可控整流电路,工作原理 波形分析,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-12,单相半波整流电路的基本电量,直流平均电压 Ud 与控制角 的关系: Ud = f () 直流平均电流 Id 与 的关系: I d = f () 负载两端的电压有效值U与的关系: U = f (),March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-13
6、,单相半波整流电路的基本电量(续),副边绕组电流有效值 I2 与 的关系:I d = f () 流过SCR的电流有效值 IT 和平均值 IdT SCR承受的最大正向电压UDM和最大反向电压URM,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-14,单相半波整流电路的基本电量(续),电路的功率因数 cos 与 的关系 P-有效输出功率 S-次级视在功率,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-15,单相半波整流电路的基本电量(续),整流电压的纹波系数 w( = 0 ) 整流电压的脉动系数 m( = 0 ),March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-16,单
7、相半波整流电路的特点,结构简单 单脉波电路 电压脉动率高 变压器利用率低 变压器存在直流磁化问题,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-17,单相全控桥式整流电路(R负载),工作原理 波形分析,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-18,单相全控桥式电路(R负载)电量计算,输出平均电压 Ud 移相范围 0 180 输出平均电流 Id SCR平均电流 IdT = Id / 2,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-19,负载电压有效值 U 变压器副边绕组电流有效值 I2 流过晶闸管的电流有效值 功率因数 cos,March 3, 2000,北
8、方交通大学电气工程系,2-20,课堂思考(一),试分析下面电路的输出电压波形:,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-21,单相全控桥式整流电路(L负载),工作原理 波形分析,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-22,单相全控桥式电路(L)电量计算,输出平均电压 Ud 移相范围 0 90 输出平均电流 Id,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-23,单相全控桥式电路(L)电量计算(续),SCR平均电流 IdT = Id / 2 流过晶闸管的电流有效值 IT 变压器副边绕组电流有效值 I 2,March 3, 2000,北方交通大学电气工
9、程系,2-24,电流断续时特性分析,负载电流断续时整流电压、电流波形 电流断续时、的关系: 越大, 越小 越大, 越大,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-25,单相全控桥式整流电路(反电势负载),工作原理 波形分析,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-26,单相全控桥式电路(E)电量计算,最小起始导电角 时 时,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-27,单相全控桥式整流电路(R、L、E),工作原理 波形分析 电量计算 和电感型负载相同,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-28,单相桥式半控整流电路(L),工作原理
10、 波形分析,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-29,单相桥式半控整流(L)电量计算,Ud 、Id、 U 计算公式与全控桥(R)一样 流过变压器副边绕组的电流有效值 I2 流过SCR和整流管的电流平均值和有效值,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-30,失 控 现 象 分 析,产生原因 突然将触发脉冲切断 将 角增大到 180 实质: 对晶闸管的工作失去控制作用 避免方法: 加续流二极管,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-31,失 控 现 象 分 析(续),工作原理 波形分析,March 3, 2000,北方交通大学电气工程系,2-
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