浙江大学电气工程学院：《电力电子技术基础》课程资源（PPT教学课件）第二章 可控整流电路

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 第二章可控整流电路 负载:电阻性,电感性,电容性,反电势 分类:电路形式(桥式、零式) 相数(单相、三相、多相) 控制方式(相控、斩控) 器件(半控式、全控式 工作范围(单象限、多象限)

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 1 第二章 可控整流电路 • 负载∶ 电阻性，电感性，电容性，反电势 • 分类∶ 电路形式(桥式、零式) • 相数(单相、三相、多相) • 控制方式(相控、斩控) • 器件(半控式、全控式) • 工作范围(单象限、多象限)

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 第二章可控整流电路 讨论:(1)主电路形式 (2)结构特点 (3)工作原理 (4)工作特性 (5)电压电流波形 (6)数量关系 2

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 2 第二章 可控整流电路 讨论 : （1）主电路形式 （2）结构特点 （3）工作原理 （4）工作特性 （5）电压电流波形 （6）数量关系

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 电阻性负载 (一)工作原理 咒G3t Ral Q和e的定义 0=丌-0 移相与同步的概念 波形心 3

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 3 §２-１ 单相半波可控整流电路 一 电阻性负载 （一）工作原理 波形 α和θ的定义 θ=π-α 移相与同步的概念

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 (二)基本数量关系 1.直流平均电压Ua √2U2 sin wtdwt d2兀 √2U 2r(+cos a) I+cos a =0.45U22 Ua=0)a=00=xUd=0.45U2 =(=0 0 移相范围180° 4

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 4 §２-１ 单相半波可控整流电路 （二） １．直流平均电压Ｕｄ Ｕｄ ＝ 2 1 cos 0.45 (1 cos ) 2 2 2 sin 2 1 2 2 2       + = = +  U U U wtdwt Ｕｄ =f(α) α= 0 θ=π Ud = 0.45U2 α=π θ= 0 Ud = 0 移相范围 180º

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 2.直流电流有效值 Ga)da 2 12 Ja R I /Id Uxo 丌-C sin 2a 丌 2丌 1.57 直流电流的平均值为 l=U/R=045U,82 +cos 2√zsi2a+2x(x-a) 2(1+ cosa) 5

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 5 §２-１ 单相半波可控整流电路 ２． IT = I 2 =          2 sin 2 4 1 ( ) 2 1 2 2 − = +  d d d R U d t R U I d = Ud /Rd = 0.45 2 1 cos / 2 +  U Rd 2(1 cos ) sin 2 2 ( ) 2       + + − = d I I

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 3.功率因数 p Un2 12Rd oS go COS pp= 0.707 U 2丌 ∫(√2smw3dom - U-sin 2a 4丌 2丌 丌-c cos pp sin 2a+ 4丌 2丌 a=0,cos(=0.707 6

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 6 §２-１ 单相半波可控整流电路 ３．功率因数 2 2 2 2 2 2 2 cos U I I R U I UI s p d  = = =          2 sin 2 4 1 ( 2 sin ) 2 1 2 2 2 − = + =  U U U wt d t       2 sin 2 4 1 cos − = + α= 0， cosφ = 0.707

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 4.纹波因数 直流电压(电流)谐波总有效值/直流电压(电流)平均值 uld=Ud+2(a, sin not+bn cos not) +>U 2丌 n次谐波电压Un= a sin not+bn, cos not u-dot +6 2丌 7

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 7 §２-１ 单相半波可控整流电路 ４．纹波因数 直流电压(电流)谐波总有效值/直流电压(电流)平均值   = = + + 1 ( sin cos ) n d d n n u U a nt b nt =  = + 2 2 2 0 2 2 1 d Ud Un U U d t    n次谐波电压 U a n t b n t n = n sin  + n cos  2 2 2 0 2 2 1 2 1 n n an bn u = U d t = +    

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 电压谐波分量有效值Un=V∑ 电压纹波因数yn=Un/U 电流纹波因数y1=1n/l sin 2a+I(T-a) 单相半波yn (1+cos a) 脉动系数=基波最大值 直流平均值 8

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 8 §２-１ 单相半波可控整流电路 电压谐波分量有效值 2 2 2 Uh = Un = U −Ud 电压纹波因数 / ( ) 1 2 = = −   U U u Uh Ud 电流纹波因数 i n d  = I / I 单相半波 1 (1 cos ) sin 2 ( ) 2 2 − + + − =        n 直流平均值 基波最大值 脉动系数=

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 5.晶闸管承受的最大正、反向峰值电压均为交流电压的幅值 TM UrM用于晶闸管额定电压计算 9

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 9 §２-１ 单相半波可控整流电路 ５．晶闸管承受的最大正、 UTM = 2U2 ＵＴＭ

浙江大学电气程学院 电力电子技术基础 §2-1单相半波可控整流电路 二、电感性负载 (一)工作原理 VT ot=0-a 阻断u=0,u=12 Ot1~Ot2导通u=l2,xr=0 i:ot2时最大,a上(+)下(-),但(a2+e1)>0导通 aL 2 Ot3导通l4=l2,u1=0 d·dmax e1上(-)下(+),维持导通(l2+e1)>0 ot 3 Ot l2x0 10o4时,n2=e1,e1关断。 波形心

浙江大学电气工程学院 -电力电子技术基础- 10 §２-１ 单相半波可控整流电路 二、 (一)工作原理 ωt＝0～α 阻断 ud=0，uT =u2 ωt １～ ωt ２导通 ud= u2，uT =0 i d：ωt ２时i d最大，eL上（+）下（-），但（u2+eL）>0导通 ωt ２～ ωt ３ ud=u2，uT=0 i d：i dmax，eL上（-）下（+），维持导通（u2+eL）>0 ωt ３～ ωt ４ u20 ωt ４时，u2= eL，eT关断。 波形