哈尔滨工业大学课件 电力电子技术25.pdf

电力电子技术第25讲

5交流－直流变换器（2）
交流－直流变换器(2)

本讲是第5章交流－直流变换器的第2讲，上一讲的主要内容是：
‰5.1可控整流电路的分析方法
以单相半波可控整流电路为例说明可控整流的控制原理。
相控方式：通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小
的方式称为相位控制方式，简称相控方式。

下面几讲将学习各种形式的整流电路（单相和三相）
本讲将学习
‰5.2单相可控整流电路

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术25.2电力电子技术
交流－直流变换器(2)
5.2单相可控整流电路
1.单相桥式全控整流电路
VT1VT2VT1
VT4VT3VT4
（1）带电阻负载的工作情况
ud
id
b)
0t

uVT
1,4

c)
0t

i2

d)
0t
动画演动画演
示示
单相全控桥式整流电路带电阻负载时的电路及波形

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术25.3电力电子技术
交流－直流变换器(2)

工作原理及波形分析

VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导

通，当u2过零时关断。

VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压-u2，得到触发脉冲

即导通，当u2过零时关断。

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术25.4电力电子技术
交流－直流变换器(2)

数量关系

整流电压平均值为：

1π22U1+αcos1+cosα
2（5-9）
Ud=2Usin2ωtdω=(t)0=.U92
π∫απ22
α角的移相范围为0～π。

向负载输出的平均电流值为：
U22U1+αcosU1+cosα
I=d=2=0.92(5-10)
dRπR2R2
1VT2VTVT1
4VT3VTVT4

流过晶闸管的电流平均值只有输出直流ud
平均值的一半，即：id
b)
0t
1U12+cosα
uVT
II=0=.451,4
dVT2dR2
c)
0t
（5-11）i2
d)
0t
哈尔滨工业大学远程教育文件:技术电力电子25.5电力电子技术
交流－直流变换器(2)

流过晶闸管的电流有效值：

π
12U22U21π−α
IVT=(sinωt)dωt(=)sinα2+（5-12）
2π∫αR2R2ππ

变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：

1π2UU1π−α
222（5-13）
II=2=(sinωt)dω(t=)sinα2+
π∫αRR2ππ

由式（5-12）和式（5-13）得：1VT2VTVT1
4VT3VTVT4
1ud
id
IVT=I（5-14）
b)
20t

uVT
不考虑变压器的损耗时，要求变压1,4
器的容量S=UI。c)
220t

i2

d)
0t

哈尔滨工业大学远程教育文件:技术电力电子25.6电力电子技术
交流－直流变换器(2)

（2）带阻感负载的工作情况VT1VT2VT1
VT4VT3VT4

ud

i
dOt

u2
idI
i2d
Ta
LOt
iVTI
udd
u1u21,4

iOt
bVTId
R2,3
Ot
Id
i2
a)t
OId
uVT
1,4
动画演动画演
Ot
示示

b)

单相全控桥式整流电路带阻感负载时的电路及波形

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术25.7电力电子技术
交流－直流变换器(2)

id

i2
Ta
L
ud
u1u2

bR

a)

假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。

假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线。

u2过零变负时，晶闸管VT1和VT4并不关断。

至ωt=π+α时刻，晶闸管VT1和VT4关断，VT2和VT3两管导
通。

VT2和VT3导通后，VT1和VT4承受反压关断，流过VT1和VT4的电
流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称换相，亦称换流。

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术25.8电力电子技术
交流－直流变换器(2)

数量关系
整流电压平均值为：
π+α
122（5-15）
Ud=2Usin2ωtdωt=(cos)2Uα0=.U92αcos
∫α
ππ1VTVT2VT1
4VTVT3VT4
晶闸管移相范围为0～π/2。
ud

晶闸管承受的最大正反向电压均为。
2U2Ot

u2
idI
晶闸管导通角θ与α无关，均为180°。电流d
t
iO
VTId
的平均值和有效值：1,4

iOt
VTId
2,3
11Ot
iId
IIdT=dIIIT=0d.=707d2
Ot
22Id
uVT
1,4
变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩
Ot
形波，其相位由α角决定，有效值I2=Id。
b)

哈尔滨工业大学远程教育文件:技术电力电子25.9电力