第二章晶闸管相控整流电路1ppt课件

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1、第二章第二章 晶闸管相控整流电路晶闸管相控整流电路v 本章所要讲述的内容本章所要讲述的内容v 单相可控整流电路单相可控整流电路v 三相可控整流电路三相可控整流电路v 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v 整流电路的谐波分析整流电路的谐波分析v 电力公害及其抑制措施电力公害及其抑制措施v 本章重点本章重点 v 单相桥式全控整流电路和三相桥式全控整单相桥式全控整流电路和三相桥式全控整流电路组成和工作原理、不同性质的负载下一流电路组成和工作原理、不同性质的负载下一些重要物理量的波形分析和数值计算。些重要物理量的波形分析和数值计算。2.1 概述概述图图2.1 部分常用的整流电路部分常

2、用的整流电路c）d）除除c）、）、d外外a）e）f）、）、g）b）、）、f）c）、）、d）、）、e）、）、g）a）、）、b）、）、f）c）、）、d）、）、e）、）、g）不可控整流按组成器件半控整流可控整流全控整流单相三相按电源相数六相零式按电路结构桥式半波按变压器绕组电流全波整流电路整流电路 不同性质的负载对于整流电路输出的电压电流波形有很大影不同性质的负载对于整流电路输出的电压电流波形有很大影响。响。负载的性质大致分为以下几种负载的性质大致分为以下几种p42）电阻性负载电阻性负载如电阻加热炉、电解、电镀和电焊等。如电阻加热炉、电解、电镀和电焊等。电感性负载电感性负载各种电机的励磁绕组，经电抗

3、器滤波的负载。各种电机的励磁绕组，经电抗器滤波的负载。电容性负载电容性负载整流输出端接大电容滤波的情况。整流输出端接大电容滤波的情况。反电势负载反电势负载整流装置输出供蓄电池充电或供直流电动机整流装置输出供蓄电池充电或供直流电动机作作 电源时用。电源时用。实际上属于单纯的某一种性质的负载是很少的。实际上属于单纯的某一种性质的负载是很少的。确定负载性质必须根据实际情况作具体分析。确定负载性质必须根据实际情况作具体分析。2.1 概述概述2.2 单相可控整流电路单相可控整流电路2.2.1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路p45）1.电阻负载电阻负载电路结构及其工作原理电路结构及其工作原理 图

4、图2.2 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理不可控）单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理不可控）aD4D1i22ubTu1D3idRudD2u2(a)D1RD4u2(b)u2 0图图2.2 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理不可控）单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理不可控）aD4D1i22ubTu1D3idRudD2u2 02.2.1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路RTu1u2i2abVT1VT3VT2VT4udid图图2.3 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理全控）单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理全控）RTu1u2i2ab

5、VT1VT3VT2VT4udid图图2.3 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理全控）单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理全控）u2(b)VT3RVT2u2(a)u2 0b)c)d)wtwtwtpaa000i2udiduVT1,4u(i)dd转转u2负半负半周周图图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ud、id）RTu1u2i2abVT1VT3VT2VT4udida)u2 02.2.1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路图图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（u

6、VT1，4）RTu1u2i2abVT1VT3VT2VT4udida)u2 02.2.1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路图图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（i2）RTu1u2i2abVT1VT3VT2VT4udida)u2 300，负载电流断续的移相范围:001500。负载电流平均值IdU.td(t)UUdcos171sin21223265662232612sin0 6751 cosdUUtd(t).U()RUIdd2.3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路基本数量关系基本数量关系a=30u2uuuvuwOwtOwt

7、OwtOwtOwtuGuduuvuuwwt1iVT1uVT1uuwwwttwtwta=60u2uuuvuwOOOOuGudiVT1晶闸管承受的最大反向电压URM 晶闸管承受的最大正向电压UFM 晶闸管的额定电压UT(AV)晶闸管的额定电流IT(AV)26UUFM2632U)(UT(AV)571251.I).(ITT(AV)26UURM2.3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路a=30u2uuuvuwOwtOwtOwtOwtOwtuGuduuvuuwwt1iVT1uVT1uuw图图2.15 三相半波可控整流电路共阴极接法电感负载三相半波可控整流电路共阴极接法电感负载时的电路及时的电路及

8、=600的波形的波形uvwTRLu2udeLidVT1VT2VT32.3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路2.电感性负载电感性负载p54）特点：阻感负载，特点：阻感负载，L L值很大，值很大，idid波形基本平直。波形基本平直。a30a30时：整流电压波形与时：整流电压波形与电阻负载时相同。电阻负载时相同。a30a30时如时如a=60a=60时的波时的波形如图形如图2-162-16所示）。所示）。u2u2过零时，过零时，VT1VT1不关断，直到不关断，直到VT2VT2的脉冲到来，才换流，的脉冲到来，才换流，udud波形中出现负的部分。波形中出现负的部分。idid波形有一定的脉动，但

9、为简波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将化分析及定量计算，可将idid近近似为一条水平线。似为一条水平线。阻感负载时的移相范围为阻感负载时的移相范围为9090。udiauuuvuwibiciduuwOwtOwtOOwtOOwtawtwt输出电压平均值Ud 由上式，a的移相范围 00900。输出电流平均值Id I2即晶闸管电流的有效值IT 晶闸管电流的平均值IdTRUIddawwpappcos17.1)(sin22326562UttdUUd32165622ddTItdIIIapapwpdddVTItdII3121656apapwp2.3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路基本

10、数量关系基本数量关系udiauuuvuwibiciduuwOwtOwtOOwtOOwtawtwt 晶闸管最大正反向电压 晶闸管的额定电流 晶闸管的额定电压 三相整流电路的功率因数2RMFM6UUU571251.I).(ITT(AV)223cosIUIUSPdd2632U)(UT(AV)2.3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路udiauuuvuwibiciduuwOwtOwtOOwtOOwtawtwt图图2.16 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路(p57，图，图2.15)2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路电感性负载电感性负载p56）共阴极组共阴极组阴极连接在

11、一起阴极连接在一起的的3 3个晶闸管个晶闸管VT1VT1，VT3VT3，VT5VT5）共阳极组共阳极组阳极连接阳极连接在 一 起 的在 一 起 的 3 3 个 晶 闸 管个 晶 闸 管VT4VT4，VT6VT6，VT2VT2）导通顺序：导通顺序：VT1 VT1VT2VT2 VT3VT3 VT4 VT4 VT5VT5VT6VT6电路电路图图2.17 三相桥式全控整流电路工作原理三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图，图2.15)i2i2工作原理工作原理1 12.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路wu2uuuwuvOta=0工作原理工作原理2 2图图2.17 三相桥式全控整流电路工

12、作原理三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图，图2.15)wu2uuuwuvwt1Ota=02.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路工作原理工作原理3 3图图2.17 三相桥式全控整流电路工作原理三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图，图2.15)wu2uuuwuvwt1Ota=02.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路工作原理工作原理4 4图图2.17 三相桥式全控整流电路工作原理三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图，图2.15)wu2uuuwuvwt1Ota=02.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路工作原理工作原理5 5图图2.17 三相桥式全

13、控整流电路工作原理三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图，图2.15)wu2uuuwuvwt1Ota=02.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路工作原理工作原理6 6图图2.17 三相桥式全控整流电路工作原理三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图，图2.15)uuuwu2uwvwt1Ota=02.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路工作原理小结工作原理小结表表21晶闸管及输出整流电压的情况晶闸管及输出整流电压的情况时时 段段I IIIIIIIIIIIIVIVV VVIVI共阴极组中导通共阴极组中导通的晶闸管的晶闸管

14、VT1VT1VT1VT1VT3VT3VT3VT3VT5VT5VT5VT5共阳极组中导通共阳极组中导通的晶闸管的晶闸管VT6VT6VT2VT2VT2VT2VT4VT4VT4VT4VT6VT6整流输出电压整流输出电压ududuu-uvuu-uv=uuv=uuvuu-uu-uwuw=uuw=uuwuv-uwuv-uw=uvw=uvwuv-uv-uuuu=uvu=uvuuw-uw-uuuu=uwu=uwuuw-uw-uvuv=uwv=uwv三相桥式全控整流电路的特点三相桥式全控整流电路的特点（1 12 2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各阳极组各1 1

15、，且不能为同，且不能为同1 1相器件。相器件。2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路工作原理工作原理小结小结（2 2udud一周期脉动一周期脉动6 6次，每次脉动的波形都一样，次，每次脉动的波形都一样，故该电路为故该电路为6 6脉波整流电路。脉波整流电路。波形分析波形分析1=00）2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路wvuwwu2u2Luduuvuuwuvwuvuuwuuwvuuvuuwuuuwt1OtOta=0图图2.18 三相桥式全控整流电三相桥式全控整流电路电感性负载路电感性负载=00时的波形时的波形p57，图，图2.16）udud波形波形wwuuvuuwu

16、uvuuwuvwuvuuwuuwvuuvuuwOtOtiT1uT1图图2.18 三相桥式全控整流电三相桥式全控整流电路电感性负载路电感性负载=00时的波形时的波形p57，图，图2.16）波形分析波形分析1=00）2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路idwtOwvuwu2uuuwt1Ota=0id、iT1、uT1波形波形wvu波形分析波形分析2=300）wu2uuuwt1Ot2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路wt图图2.19 三相桥式全控整流电三相桥式全控整流电路电感性负载路电感性负载=300时的波时的波形形p57，图，图2.16）uduuv uuw uvw u

17、vu uwu uwv uuv uuwwtOidwtOa=30iT1wtOwtOud、id、iT1波形波形wvu波形分析波形分析2=300）wu2uuuwt1Ot2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路wt图图2.19 三相桥式全控整流电三相桥式全控整流电路电感性负载路电感性负载=300时的波时的波形形p57，图，图2.16）u T1uvuwvwvuwuwvuvuwwtOi2wtOa=30uT1、i2波形波形iT1iT4图图2.20 三相桥式全控整流电路电感性负载三相桥式全控整流电路电感性负载=600时的波形时的波形（p58，图，图2.17）波形分析波形分析3=600）wvuwu2u

18、uuwt1Otwtuduuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv uuwwtOidwtOa=60iT1wtO2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路图图2.20 三相桥式全控整流电路电感性负载三相桥式全控整流电路电感性负载=600时的波形时的波形（p58，图，图2.17）波形分析波形分析3=600）wvuwu2uuuwt1Otwtuuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv uuwwtOOa=60i2wtO2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路u T1iT4iT1触发脉冲分析图图2.21 三相桥式全控整流电三相桥式全控整流电路的触发脉冲路的触发脉

19、冲p58，图，图2.17）2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 对触发脉冲的要求：对触发脉冲的要求：按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，的顺序，相位依次差相位依次差6060。共阴极组共阴极组VT1VT1、VT3VT3、VT5VT5的脉冲依次差的脉冲依次差120120，共阳极组，共阳极组VT4VT4、VT6VT6、VT2VT2也依也依次差次差120120。同一相的上下两个桥臂，即同一相的上下两个桥臂，即VT1VT1与与VT4VT4，VT3VT3与与VT6VT6，VT5VT5与与VT2VT2，脉冲相差，脉冲相差18

20、0180。触发脉冲分析触发脉冲分析 需保证同时导通的需保证同时导通的2个晶闸管均个晶闸管均有脉有脉 可采用两种方法：一种是宽脉可采用两种方法：一种是宽脉冲触发，一种是双窄脉冲触发冲触发，一种是双窄脉冲触发常用）常用）2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 输出电压平均值Ud连续时）带电阻负载且600时，整流电压平均值Ud 输出电流平均值Id 如果是反电势负载带平波电抗器，则输出电流Idawwpapapcos34.2)(sin63123232UttdUUd)3cos(134.2)(sin631232apwwppapUttdUUdRUIddREUIdd2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路基本数量关系基本数量关系 流过晶闸管的电流值有效值IT 晶闸管承受的最大正向电压 晶闸管承受的最大反向电压 晶闸管的额定电压26UUFMdTII3126UURM2632U)(UT(AV)2.3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路基本数量关系基本数量关系 本章小结本章小结可控整流电路，重点掌握：单相全控桥式整流电路和可控整流电路，重点掌握：单相全控桥式整流电路和三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的影响；对整流电路工作情况的影响；课间休息课间休息