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1、电力电子器件的串并联使用 电力电子器件的串并联使用 当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联。 当需要承担较大的电流，可以采用多个器件并联 问题：因特性差异，使器件电压、电流分配 不均匀 电力电子器件的串并联使用 o静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同， 但因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等 选用参数和特性尽量一致的器件。 采用电阻均压Rp（Rp显著小于器件正反向阻 断电阻） o动态不均压：由于器件动态参数和特性差异造 成的开关过程的不均压。 选用参数和特性尽量一致的器件。 用RC并联支路作动态均压。 采用门极强脉冲触发，减小器件开通时间差 异。 R C R C VT 1 VT 2 RP R
2、P 电力电子器件的串并联使用 o均流措施： 挑选特性参数尽量一致的器件。 采用均流电抗器。 门极强脉冲触发。 当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先 串后并的方法联接。 电力电子器件的串并联使用 MOSFET与IGBT的不适于串联使用 MOSFET与IGBT的并联运行的特点 MOSFET Ron具有正温度系数，具有电流自动 均衡的能力，容易并联。 IGBT在1/2或1/3额定电流以上的区段，通态 压降具有正温度系数。并联使用时也具有电流的自 动均衡能力，易于并联。 第二章 整流电路 第二章 整流电路 整流电路的分类： 按交流输入相数分： 单相电路 多相电路 按组成的器件： 不可控电路 全控电
3、路 半控电路 按电路结构分： 零式电路 桥式电路 第二章 整流电路 2.1 单相可控整流电路 2.2 三相可控整流电路 2.3 整流电路的有源逆变工作状态 单相半波可控整流电路 单相半波可控整流电路 o参数约定: u1（i1）、u2（i2）：变压器原边、副边电压（电流） 瞬时值； U1（I1）、U2（I2）：变压器原边、副边电压（电流 ）有效值； ud 、 Ud 、id 、 Id ：负载电压、电流的瞬时值及平 均值； uVT ：晶闸管两端端电压的瞬时值； iVT 、IdVT 、IVT:流过晶闸管电流的瞬时值、平均值、 有效值. 第二章 整流电路 整流电路负载的特性： 电阻性负载：如电解、电镀、
4、电炉，特点是电 流和电压波形相同； 电感性负载：如各种电机的励磁、大型的电抗 器，特点是电流不能突变，电流波形平直且易于保 持连续； 电容性负载：大型滤波电容，特点是电压平直 ，但是导通时产生较大的尖峰充电电流，易损坏器 件。 反电势负载：整流装置的负载是蓄电池或直流 电机时，特点是负载的电压保持恒定。 单相半波可控整流电路 一、带电阻负载 0t1：u20，但ug=0， VT不导通 ud=0，uVT=u2 t1p：u20，触发VT（ ug0），VT导通 ud=u2 ，uVT=0 p 2p ： u20，ug=0，VT 阻断，ud=0 t1p ，u20，ug0，VT 导通，L储存能量，ud=u2
5、p t2 ，只要id0 ，则VT 一直导通，直到L释放完能量到 id=0，当t=t2 时，ud=u2 从t2 到下一个周期的t1， ud=0 阻感负载流过电感的电流 不发生突变。 + + 单相半波可控整流电路 当u2过零变负时，VDR导通， ud为零，VT承受反压关断。 L储存的能量保证了电流id在L-R -VDR回路中流通，此过程通常称为 续流。 为了解决Ud减小的问题,在负载两 端并联一个续流二极管VDR 单相桥式全控整流电路 单相桥式全控整流电路 一、带电阻负载 0t1 ，u20 ，uaub ， u2=uVT1+uVT3； t1 时刻触发VT1、VT4，id 流经a点、VT1、R、VT4
6、、b点， ud=uab=u2 t1 p，u2降低为0， id=0 ，电路关断 ， ud=0，u2=uVT1+uVT3 pt2 ，u2 ua； t2时刻触发 VT2、VT3导通，id流经b点、VT3、R、 VT4、 a点，ud=uba=|u2| 1、41、42、3 q 单相桥式全控整流电路 数量关系： 向负载输出的电压平均值为： 向负载输出的电流平均值为： 晶闸管电流的平均值： a 角的移相范围为180。 单相桥式全控整流电路 晶闸管导通角： q = p 流过晶闸管的电流有效值IVT： 变压器二次测电流有效值I2 单相桥式全控整流电路 一、带电阻负载 0t1 ，u20 ，uaub ， u2=uV
7、T1+uVT3； t1 时刻触发VT1、VT4，id 流经a点、VT1、R、VT4、b点， ud=uab=u2 t1 p，u2降低为0， id=0 ，电路关断 ， ud=0，u2=uVT1+uVT3 pt2 ，u2 ua； t2时刻触发 VT2、VT3导通，id流经b点、VT3、R、 VT4、 a点，ud=uba=|u2| 1、41、42、3 q 单相桥式全控整流电路 二、带阻感负载 1、42、31、4 u2过零变负时，由于L的作用， 晶闸管VT1和VT4并不关断。 t =+ 时刻，VT2和VT3两管 触发导通，VT1和VT4受反压（ 电流下降）关断。 t =+ 时刻，电流由正向支路 VT1、
8、VT4直接过渡到负向支路 VT2和VT3 ，称为换流 单相桥式全控整流电路 二、带阻感负载 1、42、31、4 u2过零变负时，由于L的作用， 晶闸管VT1和VT4并不关断。 t =+ 时刻，VT2和VT3两管 触发导通，VT1和VT4受反压（ 电流下降）关断。 t =+ 时刻，电流由正向支路 VT1、VT4直接过渡到负向支路 VT2和VT3 ，称为换流 o单相桥式电路带阻感负载带续流二极管情 况 1、42、31、4 单相桥式全控整流电路 数量关系： 晶闸管导通角q与无关，均为180。 直流输出电压平均值 晶闸管电流的平均值和有效值： 晶闸管移相范围为90。 导导通 角q 负载电压负载电压 平
9、均值值 移相 范围围 电电流有效值值关系 电电阻 负载负载 p - 180 阻感 负载负载 p90 单相桥式全控整流电路 三、 带反电动势负载 在|u2|E (i0)时，才有导通的可能； 导通之后，ud=u2 ， O E O O Id E 单相桥式全控整流电路 d 时，此时u2E，晶闸管承受负电压，不能导通。 若 d , 要求触发脉冲有足够的宽度，保证当w t=d 时刻在晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在 。 E O o与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度 停止导 电， 称为停止导电角。 O O Id E 单相桥式全控整流电路 u负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动 机的机械特性
10、将很软。为了克服此缺点，一般在主电路 中直流输出侧串联一个平波电抗器Ld。 电流断 续 O O E E O O 串联平波电抗器后，ud的波形和负载电流id的波形与阻感 负载电流连续时的波形相同： 单相桥式全控整流电路 u为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出： 单相桥式半控整流电路 单相桥式半控整流电路 在u2正半周， u2经VT1和VD4向 负载供电。 u2过零变负时， ua ub ，VD2 导通，VD4截止，因电感作用, id电 流不会降为零， VT1持续导通。 id 不再流经变压器二次绕组，而是由 VT1和VD2续流。 ud =0。 在u2负半周触发角时刻，触发 VT3导通， VT1关断， u2经VT3和 VD2向负载供电。 u2过零变正时，VD4导通，VD2 关断。 VT3和VD4续流，ud又为零 。 113 单相桥式半控整流电路 失控现象: 则当某一触发脉冲突然 发生异常时，由于电感的 作用， id不会自行关断， 即使撤去触发信号，另一 个晶闸管仍持续导通，两 个二极管轮流导通，电路 无法关断，称为失控。 增加续流二极管VDR时 ，晶闸管不再承担续流工 作，避免了失控的现象。 1 1 o单相桥式半控整流电路的另一种接法 相当于把VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以 省去续流二极管VDR，续流由VD3和VD4来实现。 113
