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1、整流电路总结整流电路是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。它可以从各个角度进行分类，主要的分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可以分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数可分为单相电路和多相电路，其中多相电路在实际应用中又以三相电路居多。1 单相整流与三相整流区别及其应用单相整流与三相整流区别如下表1。表1 单相整流与三相整流区别区别单相整流三相整流相数13直流侧输出电压波动较大波动较小由上表可知，单相整流交流输入相数为，三相整流交流输入相数为3；单相整流输出电压波形幅度大，三相整流输出电压波形幅度小。单相整流主要应用于小功率场合，三相整流应用于大功率场合。例如某
2、用电设备一相电流为60A，电线要用10平方（毫米）以上，分开三相则每相为20A，电线用4平方就可以了。2半波、全波和桥式整流各自的特点和区别以单相整流电路为例。单相半波整流电路有如下特点：电路简单，使用器件少；无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，最大为0.45U2；整流电压脉动大；变压器利用率低。单相全波整流电路有如下特点：使用的整流器件比半波整流时多一倍，变压器带中心抽头；无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，最大为0.9U2；整流电压脉动较小，比半波整流小一倍；变压器利用率比半波整流高；整流器件所受的反向电压较高。三相桥式整流电路又如下特点：使用的整流器件比全波多一倍无滤波电路时，整流电
3、压的直流分量较小，最大为2.34U2；整流电压脉动与全波整流相同；每个整流器件所受到的反向电压为电源电压峰值；变压器利用率较全波整流高。上述三种电路中，由于单相半波整流电路中变压器二次侧存在直流分量，会造成变压器贴心直流磁化，影响变压器的正常工作。在其余两种整流电路上不存在直流磁化现象。从图1典型的磁化曲线上可以看出：当磁场的强度增加时，磁芯被磁化的程度是随着增加的，但当接着减小磁场强度时，磁化的程度并不从上升时的曲线关系返回，而是当磁场强度降到0时还有剩磁。这叫磁滞现象，必须用反向施加磁场的方法才能使磁化恢复到0.图1 基本磁化曲线当磁场强度很大时磁化的程度不再随着磁场强度的增高而增高可，这
4、叫做磁饱和现象。一个铁芯，当有磁饱和发生时它就不随外加磁场的变化而变化了，这时缠绕在它周围的线圈也就失去了电感的性质，从而表现出0电感现象，如果此时线圈两端加有某个大小的电压，因为没有了电感，也就没有了感抗，即0感抗，于是流过它的电流就急剧增大，几乎呈短路状态。这就是磁饱和会导致电路事故的原因。但此事故只发生在直流磁化时，因为若是交流，被磁化的铁芯还有返回的周期，由于交流电是有方向及大小的变化的，所以中途会存在不饱和的时段，因此平均来看，交流电是不会使铁芯永远处于饱和状态的，只有瞬间的饱和，随后就得到恢复。这就是为什么最怕直流磁化的原因。不过正是因为有这种现象，人们就可以用控制直流磁化的方法来
5、简单地得到一个可变电感，它在电力工业及仪表设计上有着特殊的价值。3上述电路在实际中的应用近年来，电力电子装置应用日益广泛，但他们也是最严重、突出的谐波源，是造成系统中谐波干扰的最主要因素，其中又以整流装置所占的比例最大。因此，抑制整流装置所产生的谐波是谐波治理的重要措施。从谐波源出发，减少谐波的产生，可以采用高功率因素变流器，主要有以下几种措施：多相整流技术、PWM整流技术和有源功率因素校正器(APFC）。从消除谐波出发，还可以安装无源滤波器、有源电力滤波器等滤波装置，过滤掉高次谐波。3.1.1多相整流技术对大功率相控整流器，一般采用增加整流相数的方法，如采用12相及十二相以上的多相整流电路。
6、通过适当的控制，多相整流能够大大减少输入输出电流中的谐波。但是相控整流电路固有的工作方式以及整流相的增加收到许多限制，因而采用这种整流器的系统中仍然不可避免地存在较大的谐波电流，必须考虑用另外的滤波措施加以解决。例如在高压直流输电系统中，为了提高直流侧的电压等级和降低谐波含量，通常采用多桥换路器，即将多个三相整流桥在交流侧并联和在直流侧串联。3.1.2脉宽调制整流技术目前，整流装置普遍采用晶闸管相控整流电路或二极管不可控整流电路。它们的主要缺点是输入电流谐波分量较大，功率因素低。PWM整流技术是中等容量单位功率因素采用的主要电路，一般需要使用自关断器件（GTR、GTO、MOSFET、IGBT）
7、。PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路。对于电流型PWM整流器，可直接控制整流桥中的电力半导体器件（如功率三极管，可控硅等），使其输入电流为接近正弦且与电源电压同相的PWM波形，从而得到接近于1的功率因素。对于电压型整理器，需要将整流器通过电感与电源相连，通过控制电感电流，使整流器的输入电流成为与输入电压同相的正弦波。通过PWM技术在整流电路的应用，可以保证输入电流非常接近正弦波，且电流和电压同相位，从而实现功率因素近似为1.因此，这种整流电路也称为单位功率因素变流器。3.1.3有源功率因素校正器（APFC）近年来，由于大部分用电设备使用带电容滤波的二极管整流电路，该电
8、路结构简单，成本低廉，但是其输出电压不可控，输入电流含有大量的谐波。因为数量惊人的用户群，这样的谐波源对电力系统也构成了严重的谐波污染。为了式输入电力为正弦波，从而提高功率因素，可以采用有源功率因素校正技术，即在整流桥和滤波电容之间加一级用于功率因素校正的变换电路。3.2无源滤波器无源滤波器也称为LC滤波器，是由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成的滤波装置。3.3有源电力滤波器（APF）有源电力滤波器是理想的谐波电流发生器，可分为并联型和串联型两种，前者用的比较多。并联型有源滤波主要治理电流谐波，串联型有源滤波主要治理电压谐波等引起的问题。其基本拓扑结构如下图2所示 图2有源电力滤波器的拓
9、扑结构并联型有源电力滤波器与系统并联等效为一个受控电流源，如上图所示。有源滤波器向系统注入与谐波电流大小相等，方向相反的电流，从而达到滤波的目的。并联型有源电力滤波器主要适用于电流源型负载的谐波补偿。串联型有源电力滤波器经耦合变压器串接入电力线路，其可等效为一个受控电压源，主要是消除电压谐波以及系统侧电压谐波与电压纹波对负载的影响。串联型有源电力滤波器应用在直流系统中时，耦合变压器的系统接入侧很容易出现直流磁饱和问题，所以只有在交流系统中采用。与并联型有源电力滤波器相比，由于串联型有源电力滤波器中流过的是正常负荷电流，因此损耗较大；此外，串联型有源电力滤波器的投切、故障后的退出以及各种保护也叫并联型有源电力滤波器更复杂。目前单独使用串联型有源电力滤波器的例子比较少，研究多集中在其与LC无源滤波器所构成的串联混合型有源电力滤波器上。3.4其他 为了改善调谐滤波器的性能，可以采用一种自调滤波器，它能够连续调节电容和电感（通常是调节电感量），保持滤波器在谐振点附近工作，消除射偏时失调的影响。
