南京工業(yè)大學(xué)電力電子大題整理南京工業(yè)大學(xué)電力電子大題整理南京工業(yè)大學(xué)電力電子大題整理2數(shù)量關(guān)系a角的移相范圍為180。向負(fù)載輸出的平均電流值為：流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：數(shù)量關(guān)系a角的移相范圍為180。

向負(fù)載輸出的平均電流值為：

流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：2流過晶閘管的電流有效值：變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等：

不考慮變壓器的損耗時，要求變壓器的容量S=U2I2。

32）帶阻感負(fù)載

假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。u2過零變負(fù)時，晶閘管VT1和VT4并不關(guān)斷。至ωt=π+a時刻，晶閘管VT1和VT4關(guān)斷，VT2和VT3兩管導(dǎo)通。VT2和VT3導(dǎo)通后，VT1和VT4承受反壓關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱換相，亦稱換流。4

數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為90。晶閘管導(dǎo)通角θ與a無關(guān)，均為180。電流的平均值和有效值：變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180的矩形波，其相位由a角決定，有效值I2=Id。晶閘管承受的最大正反向電壓均為

53）帶反電動勢負(fù)載在|u2|>E時，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。導(dǎo)通之后，

ud=u2，，直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E。與電阻負(fù)載時相比，晶閘管提前了電角度δ停止導(dǎo)電，δ稱為停止導(dǎo)電角，在α

角相同時，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時大。6當(dāng)α<d

時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)wt=d時刻有晶閘管開始承受正電壓時，觸發(fā)脈沖仍然存在。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為d。負(fù)載為直流電動機時，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)，則電動機的機械特性將很軟。為了克服此缺點，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個平波電抗器。這時整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與阻感負(fù)載電流連續(xù)時的波形相同，ud的計算公式也一樣。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出：73.1.4

單相橋式半控整流電路電路結(jié)構(gòu)

單相全控橋中，每個導(dǎo)電回路中有2個晶閘管，1個晶閘管可以用二極管代替，從而簡化整個電路。如此即成為單相橋式半控整流電路（先不考慮VDR）。電阻負(fù)載半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時的工作情況相同。8單相半控橋帶阻感負(fù)載的情況在u2正半周，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。

u2過零變負(fù)時，因電感作用電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和VD2續(xù)流。在u2負(fù)半周觸發(fā)角α?xí)r刻觸發(fā)VT3，VT3導(dǎo)通，u2經(jīng)VT3和VD2向負(fù)載供電。u2過零變正時，VD4導(dǎo)通，VD2關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。9續(xù)流二極管的作用避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。若無續(xù)流二極管，則當(dāng)α突然增大至180或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，其平均值保持恒定，稱為失控。有續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由VDR完成，避免了失控的現(xiàn)象。續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個管壓降，有利于降低損耗。10數(shù)量關(guān)系：帶VDR>>11單相橋式半控整流電路的另一種接法單相全控橋式帶電阻負(fù)載時的電路及波形單相橋式半控整流電路的另一接法相當(dāng)于把圖2-5a中的VT3和VT4換為二極管VD3和VD4，這樣可以省去續(xù)流二極管VDR，續(xù)流由VD3和VD4來實現(xiàn)。返回123.3.2三相橋式全控整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路共陰級組共陽極組導(dǎo)通順序三相橋式全控整流電路原理圖131）帶電阻負(fù)載時的工作情況當(dāng)a≤60時，ud波形均連續(xù)，對于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù)當(dāng)a>60時，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值帶電阻負(fù)載時三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是12014

三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

a

=0時的波形15

三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

a

=30時的波形16三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

a

=60時的波形17

三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載

a

=90時的波形18晶閘管及輸出整流電壓的情況如表所示時段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb19

三相橋式全控整流電路的特點（1）2管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1，且不能為同1相器件。（2）對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180。20（3）ud一電源周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路。（4）需保證同時導(dǎo)通的2個晶閘管均有脈沖可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）

(5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。212)阻感負(fù)載時的工作情況a≤60時

ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似。各晶閘管的通斷情況輸出整流電壓ud波形晶閘管承受的電壓波形區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流id波形不同。

當(dāng)電感足夠大的時候，id的波形可近似為一條水平線。a>60時阻感負(fù)載時的工作情況與電阻負(fù)載時不同。

電阻負(fù)載時，ud波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分。阻感負(fù)載時，ud波形會出現(xiàn)負(fù)的部分。帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90

。22

三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載

a

=0時的波形23

三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載

a

=30時的波形24

三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載

a

=90時的波形253)定量分析當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載a≤60時）的平均值為：

帶電阻負(fù)載且a>60時，整流電壓平均值為：輸出電流平均值為：Id=Ud

/R26當(dāng)整流變壓器為圖中所示采用星形接法，帶阻感負(fù)載時，變壓器二次側(cè)電流波形如圖2-23中所示，其有效值為：晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時一致。接反電勢阻感負(fù)載時，在負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時相似，電路中各處電壓、電流波形均相同。僅在計算Id時有所不同，接反電勢阻感負(fù)載時的Id為：式中R和E分別為負(fù)載中的電阻值和反電動勢的值。275.1.1降壓斬波電路(一)

工作電路IGBT,若為晶閘管，須有關(guān)斷輔助電路續(xù)流二極管負(fù)載出現(xiàn)的反電動勢5.1基本斬波電路（二）工作原理①電流連續(xù)②電流斷續(xù)（1）電流連續(xù)①V為通態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為i1，有：設(shè)此階段電流初值為I10，=L/R，解上式得（三）數(shù)量關(guān)系分析－從電路理論角度推導(dǎo)瞬態(tài)分析②V為斷態(tài)期間，設(shè)負(fù)載電流為i2，有：設(shè)此階段電流初值為I20，解上式得：<1><2>且：I10＝i2(t2)，I20=i1(t1)，代入<1>,<2>當(dāng)L無窮大時上式表示了平波電抗器L為無窮大，負(fù)載電流完全平直時的負(fù)載電流平均值Io，此時負(fù)載電流最大值、最小值均等于平均值。ton——V通的時間toff——V斷的時間a--導(dǎo)通占空比平均值分析（2）電流斷續(xù)I10=0，且t=ton+tx時，i2=0代入上tx<toff電流斷續(xù)的條件：瞬態(tài)分析平均值分析5.1.2升壓斬波電路（一）工作電路儲存電能保持輸出電壓V通時，E向L充電，充電電流恒為I1，同時C的電壓向負(fù)載供電，因C值很大，輸出電壓uo為恒值，記為Uo。設(shè)V通的時間為ton，此階段L上積蓄的能量為：EI1ton（三）數(shù)量關(guān)系(直接從能量角度分析）

穩(wěn)態(tài)時，一個周期T中L積蓄能量與釋放能量相等：EI1ton=(U0-E)I1toff

V斷時，E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電。設(shè)V斷開的時間為toff，則此期間電感L釋放能量為：(U0-E)I1toffT/toff>1，輸出電壓高于電源電壓，故稱該電路為升壓斬波電路T/toff——升壓比；升壓比的倒數(shù)記作

，即和的關(guān)系：因此，U0可表示為以上分析中，認(rèn)為V通態(tài)期間因電容C的作用使得輸出電壓Uo不變，但實際C值不可能無窮大，在此階段其向負(fù)載放電，Uo必然會有所下降，故實際輸出電壓會略低。根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分析輸出電流的平均值Io為：

如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量僅由負(fù)載R消耗，即※與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路也可看成是直流變壓器。則電源電流的平均值I1為：