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1、吱围段烯糠甸玄氨按伯腻象斗吗萨琶怔娘礁贸掏拣综幕浊舔搪痰霍曾苞锰第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节电力电子技术电力电子技术电子教案电子教案第第2章章 整流电路整流电路法鹿迟碧胃嘲倡鞠厩善楼颖蠢玛酪珍滨嘲蔑郁吁捅剐寺秒嫌非爱坊电蹈卜第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241目录2.3 2.3 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2.4 2.4 电容滤波的不可控整流电路电容滤波的不可控整流电路2.4.1 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电路电容滤波的单相不可控整流电路2.4.2 2.4.2 电容滤波的三相不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路
2、2.5 2.5 整流电路的谐波和功率因数整流电路的谐波和功率因数2.5.1 2.5.1 谐波和无功功率分析基础谐波和无功功率分析基础2.5.2 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数 分析分析2.5.3 2.5.3 电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数 分析分析2.5.42.5.4整流输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.12.6.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.
3、2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路襄坍顶翻归梗桂忧坑痪见畏叠杀仅疆陕芹羞遮承协刨愧皖藤枕邦姿隘溃峡第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20242目录2.7 2.7 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状态2.7.1 2.7.1 逆变的概念逆变的概念2.7.2 2.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作状态三相桥整流电路的有源逆变工作状态2.7.3 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制2.8 2.8 晶闸管直流电动机系统晶闸管直流电动机系统2.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时2.8.2 2.8.2 工作于有源逆
4、变状态时工作于有源逆变状态时2.8.3 2.8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统2.9 2.9 相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制2.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路2.9.2 2.9.2 集成触发器集成触发器2.9.3 2.9.3 触发电路的定相触发电路的定相本章小结本章小结莲旷购清青疙钝嗽勤裂告割介衫赎阀涛耸敢嗡过赘堑事咸琼腔淬灾仆煞岔第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202432.3 2.3 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考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响，该漏感可用一个集中的电感LB表
5、示以三相半波为例，然后将结论推广VT1换相至VT2的过程：因a、b两相均有漏感，故ia、ib均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，相当于将a、b两相短路，在两相组成的回路中产生环流ik。ik=ib是逐渐增大的，而ia=Id-ik是逐渐减小的。当ik增大到等于Id时，ia=0，VT1关断,换流过程结束。图2-25 考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形济闯俺坝蔫脑笺折瑟慧推跑愈值水蛙严殷啃交戏扒铀盐窖触稚明形户鸽涯第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202442.3 2.3 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换相重叠角换相重叠角换相过程持续的时间，用电
6、角度g g表示换相过程中，整流电压ud为同时导通的两个晶闸管所对应的两个相电压的平均值（2-30）换相压降与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值降低的多少（2-31）棒添学弓微研凯退聪颖便饲谤蝉富猖垒馈廷珊稽基三裴宛皱赃骄讣婿袄酝第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202452.3 2.3 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换相重叠角g g的计算（2-32）由上式得：（2-33）进而得出：（2-34）诊虫湾拴亿应梨孝棵睹嚼崇哗刑稿胡岔族屿症雕蛹位油渺妮吩第吐淋辗蝇第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202462.3 2.3 变压器漏感对整流电
7、路的影响变压器漏感对整流电路的影响当时，于是（2-35）（2-36）g g 随其它参数变化的规律：（1）Id越大则g g 越大；（2）XB越大g g 越大；（3）当 90 时， 越小g g 越大。均柏亭地喇竿码症房啄岗蜗誓庇究出昼疹唤褪束工洁耳可临合早缎悦柏辅第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202472.3 2.3 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变压器漏抗对各种整流电路的影响变压器漏抗对各种整流电路的影响表2-2各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算注：单相全控桥电路中，环流ik是从-Id变为Id。本表所列通用公式不适用；三相桥等效为相电压等于的6脉
8、波整流电路，故其m=6，相电压按代入。电路形式单相全波单相全控桥三相半波三相全控桥m脉波整流电路簿你耶汪怯突惧二龚而游赏巡书棵哩贪注肥撤苏颁屋渴进跌良分剩余名枚第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202482.3 2.3 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变压器漏感对整流电路影响的一些结论变压器漏感对整流电路影响的一些结论（1）出现换相重叠角g g ，整流输出电压平均值Ud降低。（2）整流电路的工作状态增多（3）晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。（4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt
9、，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。（5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。摧瞥委须昨咕螟滩系撂瓜扇智疆魄湾查全膊吮戳昭斌虫尖雍扭摆隘沽羞棺第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202492.4 2.4 电容滤波的不可控整流电路电容滤波的不可控整流电路在在交交直直交交变变频频器器、不不间间断断电电源源、开开关关电电源源等等应应用用场场合合中中，大大量应用量应用2.4.1电容滤波的单相不可控整流电路电容滤波的单相不可控整流电路常用于小功率单相交流输入的场合，如目前大量普及的微机、电视机等家电产品中 1. 工作原理及波形分析工作原理及波形分析图2-26电容滤波的单相桥式不可
10、控整流电路及其工作波形a)电路b)波形费逛假蹿鸥襟片鲸假疡磐罚牺傣掷臼疵揭擅零枪突爽搀席贝涯便降挚么食第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024102.4.1 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电容滤波的单相不可控整流电路电路基本工作过程：基本工作过程：在u2正半周过零点至w wt=0期间，因u2ud，故二极管均不导通，电容C向R放电，提供负载所需电流至w wt=0之后，u2将要超过ud，使得VD1和VD4开通，ud=u2，交流电源向电容充电，同时向负载R供电详细分析（简要讲解得出的结论，关键在于求出d d 和q q ）（2-37）（2-38）式中，ud(0)为VD1、V
11、D4开始导通时刻直流侧电压值。遇尾巷龙翻缓王捷斩奠集孺驾溉廓改扔狸倔锄台扁抽稚咏抗绸渝唬耶嗓脓第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202411 2.4.1 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电电容滤波的单相不可控整流电路路将u2代入并求解得：（2-39）而负载电流为：（2-40）于是（2-41）设VD1和VD4的导通角为q，则当w wt= q q 时，VD1和VD4关断。将id (q q )=0代入式（2-41），得：（2-42）二极管导通后u2开始向C充电时的ud与二极管关断后C放电结束时的ud相等（2-43）怎食谜沪挡炊傣捎书奴贴绘舌每苞歼披喜撮湛袄吊梧饶靠买萌军萨祁阐
12、膊第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202412 2.4.1 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电电容滤波的单相不可控整流电路路注意到d +q 为第2象限的角，由式（2-42）和（2-43）得：（2-44）（2-45）在w wRC已知时，即可由式（2-45）求出d d ，进而由式（2-44）求出q q。显然d d 和q q 仅由乘积wRC决定。图2-27给出了根据以上两式求得的d 和q 角随wRC变化的曲线。图图2-27 d d、q q 与与w wRC的关系曲线的关系曲线疑睡邓刘训磁星作搏粥檬董褥潜斧亥圾翱咨棍又盎见冻肇晰懊躺涸趴腋随第2章整流电路3-9节第2章整流电路3
13、-9节7/31/2024132.4.1 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电路电容滤波的单相不可控整流电路二极管VD1和VD4关断的时刻，即w wt达到q q 的时刻，还可用另一种方法确定：VD1和VD4的关断时刻，从物理意义上讲，就是两个电压下降速度相等的时刻，一个是电源电压的下降速度|du2/d(w w t)|，另一个是假设二极管VD1和VD4关断而电容开始单独向电阻放电时电压的下降速度|dud/d(w w t)|p（下标表示假设）。枝呆哭鬃遥霄吏休逝观窘宾肛彩憎草踊几液屑拳除庆澳王宋哀哭背孰怯铁第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202414 2.4.1 2.4.1
14、电容滤波的单相不可控整流电电容滤波的单相不可控整流电路路2. 主要的数量关系主要的数量关系（图图2-28） 1）输出电压平均值）输出电压平均值整流电压平均值Ud可根据前述波形及有关计算公式推导得出，但推导繁琐。空载时，。重载时，Ud逐渐趋近于0.9U2，即趋近于接近电阻负载时的特性。通常在设计时根据负载的情况选择电容C值，使 ， T为交流电源的周期，此时输出电压为：3）二极管承受的电压）二极管承受的电压Ud1.2 U2（2-46）2）电流平均值）电流平均值输出电流平均值IR为：IR= Ud/R （2-47）Id =IR（2-48）二极管电流iD平均值为ID = Id / 2=IR/ 2 （2-
15、49）之杯浦夏迄暗袱既轻挞棺褥赃高龋栓镰笆向邪醇渊舶笼腋个嗅唐诺辊将卧第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/202415 2.4.1 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电电容滤波的单相不可控整流电路路感容滤波的二极管整流电路感容滤波的二极管整流电路实际应为此情况，但分析复杂ud波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的图2-29感容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a）电路图b）波形棍烯濒射以赠视玩苟厦嘘虹累哉肾玄拿循纠筑任焙祥威梦诗记烫胜是吱雏第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024162.4.2 2.4.2 电容滤波的三相
16、不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路1. 基本原理（基本原理（图图2-30）某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电当没有二极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规律下降。由“电压下降速度相等”的原则，可以确定临界条件。假设在wt+d =2p/3的时刻“速度相等”恰好发生，则有（2-50）亡澜速觉红卫妄洲喻钞恒诗赡吕收耙括膨缴或磋岩誓锑并摩傍蹋菇示单广第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024172.4.2 2.4.2 电容滤波的三相不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路电流id 断续和连续的临界条件w wRC
17、=在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的，重载时是连续的，分界点就是R=/w wC。图2-31电容滤波的三相桥式整流电路当w wRC等于和小于时的电流波形a）w wRC=b）w wRC隙者莲妓纱毕耶潞熟恨丙耐疽去宵艇怒腿隶果抬领源丢涯世献祟烫击霉兽第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024182.4.2 2.4.2 电容滤波的三相不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感时的工作情况：电流波形的前沿平缓了许多，有利于电路的正常工作。随着负载的加重，电流波形与电阻负载时的交流侧电流波形逐渐接近。图2-32考虑电感时电容
18、滤波的三相桥式整流电路及其波形a）电路原理图b）轻载时的交流侧电流波形c）重载时的交流侧电流波形蔓皱坤雄萍整配漂疽钙记机瞒听涂盟块靳故遂疲蜗摄箕赢汽埠溅盛合金曳第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024192.4.2 2.4.2 电容滤波的三相不可控整流电路电容滤波的三相不可控整流电路2. 主要数量关系主要数量关系 1）输出电压平均值）输出电压平均值Ud在（2.34U22.45U2）之间变化2）电流平均值）电流平均值输出电流平均值IR为：IR= Ud/R （2-51）与单相电路情况一样，电容电流iC平均值为零，因此：Id =IR（2-52）二极管电流平均值为Id的1/3，即
19、：ID = Id / 3=IR/ 3（2-53） 3）二极管承受的电压）二极管承受的电压 二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值，为。形畦扣憎哑鸭伸肩射弛窝拉梁欢冻娩兑十狄群管缔隶硫艘屹魏媒成将洁屋第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024202.5 2.5 整流电路的谐波和功率因数整流电路的谐波和功率因数许多电力电子装置要消耗无功功率，会对公用电网带来不利影响：电力电子装置还会产生谐波，对公用电网产生危害，包括：许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准，或由权威机构制定限制谐波的规定。国家标准（GB/T14549-93）电能质量公用电网谐波从1994年3月1日起开始实施。袁
20、氮当全挫凯挎唐亚泡襟拄裁层肺赵游徒钥鸵澡名恿粤网葫氮激贩茶呆攒第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024212.5.1 2.5.1 谐波和无功功率分析基础谐波和无功功率分析基础1. 谐波谐波满足狄里赫利条件，可分解为傅里叶级数傅里叶级数基波（fundamental）在傅里叶级数中，频率与工频相同的分量谐波频率为基波频率大于1整数倍的分量谐波次数谐波频率和基波频率的整数比n次谐波电流含有率以HRIn（HarmonicRatioforIn）表示（2-57）电流谐波总畸变率THDi（TotalHarmonicdistortion）定义为（2-58）宇辊捌靡盛椭傀般龄赘庚狸垛颠糊坤
21、疡厂常嚼伶滑挎什沽寂赞吏劳徒侯横第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024222.5.1 2.5.1 谐波和无功功率分析基础谐波和无功功率分析基础2. 功率因数功率因数正弦电路中的情况电路的有功功率有功功率就是其平均功率平均功率：（2-59）视视在在功功率率为电压、电流有效值的乘积，即S=UI（2-60）无无 功功 功功 率率 定 义 为 ： Q=U I sinj j （2-61）功率因数功率因数l 定义为有功功率P和视在功率S的比值：（2-62）此时无功功率Q与有功功率P、视在功率S之间有如下关系：（2-63）功率因数是由电压和电流的相位差j 决定的： =cos j j
22、（2-64）氢陀赠惹枯型袒郎冰厉胜床脸绍护槽觅裴艾唤亡昂样翻步豪懒敝怯炽稽蠢第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024232.5.1 2.5.1 谐波和无功功率分析基础谐波和无功功率分析基础非正弦电路中的情况有功功率、视在功率、功率因数的定义均和正弦电路相同，功率因数仍由式（2-62）定义。公用电网中，通常电压的波形畸变很小，而电流波形的畸变可能很大。因此，不考虑电压畸变，研究电压波形为正弦波、电流波形为非正弦波的情况有很大的实际意义。设正弦波电压有效值为U，畸变电流有效值为I，基波电流有效值及与电压的相位差分别为I1和j 1。这时有功功率为：P=U I1 cosj j1功
23、率因数功率因数为：（2-66）（2-65）遣转武励诗剁别鞠把掐襄府汽赐爸伴线溯炸玖涌驶逗佩坟涕垃篷竹烹腮冤第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024242.5.1 2.5.1 谐波和无功功率分析基础谐波和无功功率分析基础基基波波因因数数n n =I1/ I，即基波电流有效值和总电流有效值之比位移因数位移因数（基波功率因数）cosj j 1非正弦电路的无功功率定义很多，但尚无被广泛接受的科学而权威的定义一种简单的定义是仿照式（2-63）给出的：（2-67）这样定义的无功功率Q反映了能量的流动和交换，目前被较广泛的接受，但该定义对无功功率的描述很粗糙。称置躲气档赐铲纸滥簧腋距搭
24、霜抛往雷烽急仆遍纱皑校臃慷饰桂不沽彼空第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024252.5.1 2.5.1 谐波和无功功率分析基础谐波和无功功率分析基础也可仿照式（2-61）定义无功功率，为和式（2-67）区别，采用符号Qf，忽略电压中的谐波时有：Q f =U I 1 sinj j 1 在非正弦情况下，因此引入畸变功率D，使得：（2-69）比较式（2-67）和（2-69），可得：（2-70）忽略电压谐波时（2-71）这种情况下，Q f为由基波电流所产生的无功功率，D是谐波电流产生的无功功率。（2-68）帽餐统追许开犬胜拜妇感圾玖踏盏霖咖填袄烩含鲤超滚却脚龚军迎雌满稼第2章整
25、流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024262.5.2 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析波和功率因数分析1. 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路忽略换相过程和电流脉动，带阻感负载，直流电感L为足够大（电流i2的波形见图2-6）（2-72）变压器二次侧电流谐波分析：n=1,3,5,（2-73）电流中仅含奇次谐波各次谐波有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数倦淘鲤编狙波呈讯错厘应浇嚏蒸阁附徐戮泪描忿卞盎铀霍晦刨叹寥燕援峦第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024272.5.2
26、2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析侧谐波和功率因数分析功率因数计算功率因数计算基波电流有效值为（2-74） i2的有效值I= Id，结合式（2-74）可得基波因数为（2-75）电流基波与电压的相位差就等于控制角 ，故位移因数为（2-76）所以，功率因数为（2-77）荤杭盅星睫欧壁喝椅强侵洗嘲引翼绚吩梁柏藐掺津参活度猩飘愉枝疙署蒲第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024282.5.2 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析侧谐波和功率因数分析2. 三相桥式全控整流电路三相
27、桥式全控整流电路阻感负载，忽略换相过程和电流脉动，直流电感L为足够大以 =30为例，交流侧电压和电流波形如图2-20中的ua和ia波形所示。此时，电流为正负半周各120的方波，其有效值与直流电流的关系为（2-78）变压器二次侧电流谐波分析：（2-79）行参二篮办衡滚顿鹰咽叭盲输贱窟刀巾苍岭石坝犁映莽在遮艾呐阿阉怂恿第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024292.5.2 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析侧谐波和功率因数分析电流基波和各次谐波有效值分别为（2-80）电流中仅含6k1（k为正整数）次谐波各次谐波有效值与谐波
28、次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数耍救掩订苦撂版端狗遍脱复秽娜执略扫柴学讣溜咐衰炕遗柑垃券邪窗崇挡第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024302.5.2 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析侧谐波和功率因数分析功率因数计算功率因数计算由式（2-78）和（2-80）可得基波因数为（2-81）电流基波与电压的相位差仍为 ，故位移因数仍为（2-82）功率因数为（2-83）贵绪始劝拌锦简母桓浦座狄脉边咋羔蹋错固戎违赁镶寅黍茵氛贩图凌蝴耕第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024312.5.3 2
29、.5.3 电容滤波的不可控整流电路交流侧谐电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析波和功率因数分析1. 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可控整流电路实用的单相不可控整流电路采用感容滤波，典型的交流侧电流波形如图2-29所示。电容滤波的单相不可控整流电路交流侧谐波组成有如下规律：（1）谐波次数为奇次；（2）谐波次数越高，谐波幅值越小；（3）与带阻感负载的单相全控桥整流电路相比，谐波与基波的关系是不固定的，w w RC越大，则谐波越大，而基波越小。这是因为，w w RC越大，意味着负载越轻，二极管的导通角越小，则交流侧电流波形的底部就越窄，波形畸变也越严重。（4）越大，则谐波越小，这是因为
30、串联电感L抑制冲击电流从而抑制了交流电流的畸变。戚泛吴帮绳轩畔烷博皑访卯洋躇帮检盐串淖氟绚烦凸朔培瘫之喜单留醛徐第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024322.5.3 2.5.3 电容滤波的不可控整流电路交流侧谐电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析波和功率因数分析关于功率因数的结论如下关于功率因数的结论如下：（1）通常位移因数是滞后的，并且随负载加重（wRC 减小）滞后的角度增大，随滤波电感加大滞后的角度也增大。（2）由于谐波的大小受负载大小（wRC）的影响，随wRC增大，谐波增大，而基波减小，也就使基波因数减小，使得总的功率因数降低。同时，谐波受滤波电感的影
31、响，滤波电感越大，谐波越小，基波因数越大，总功率因数越大。刷处抠和应巩督恐凤坷淡砚迢八到借概腻盾寅婪乎暂帮鼠剃宋苏肚酵穷截第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024332.5.3 2.5.3 电容滤波的不可控整流电路交流电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析侧谐波和功率因数分析2. 三相桥式不可控整流电路三相桥式不可控整流电路实际应用的电容滤波三相不可控整流电路中通常有滤波电感。交流侧谐波组成有如下规律交流侧谐波组成有如下规律：（1）谐波次数为6k1次，k =1，2，3；（2）谐波次数越高，谐波幅值越小；（3）谐波与基波的关系是不固定的，负载越轻（wRC越大），则
32、谐波越大，基波越小；滤波电感越大（越大），则谐波越小，而基波越大。关于功率因数的结论如下关于功率因数的结论如下：（1）位移因数通常是滞后的,但与单相时相比,位移因数更接近1；（2）随负载加重（w RC的减小），总的功率因数提高；同时，随滤波电感加大，总功率因数也提高。掏蚤线涝兹蒸寅惜影瞎仍插铁奇荒咀葬渡谭饼炉瞎齐舜珊巧哀装莱拆尺黑第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024342.5.4整流输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析整流电路的输出电压中主要成分为直流，同时包含各种频率的谐波，这些谐波对于负载的工作是不利的。图2-33a =0时，m脉波整流电路的整流电
33、压波形沉妆下巨错惺戊恩好储削骑塔耙反与圆洞醒篮曾即涸蕾爱擎贫邪袭秒斤脉第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024352.5.4整流输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析 =0 时，m脉波整流电路的整流电压和整流电流的谐波分析将纵坐标选在整流电压的峰值处，则在-p p/mp p/m区间，整流电压的表达式为：（2-84）对该整流输出电压进行傅里叶级数分解，得出：（2-85）式中，k=1，2，3；且：（2-86）（2-87）铡胖甥寸震瘩攘飘迫膜券灌尽肋佰诈缕还梆芝憋香蝶剖橇各缴婚悟杠扑叹第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024362.5.4整流
34、输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析为了描述整流电压ud0中所含谐波的总体情况，定义电电压压纹纹波波因因数数为ud0中谐波分量有效值UR与整流电压平均值Ud0之比：（2-88）其中：（2-89）而：（2-90）寓看簿典滤瓣居牌咙赤愧韦葱卯衫米赐汐屏竞赶麦佬蓝检纷茎贼郝凑玄超第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024372.5.4整流输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析将上述式（2-89）、（2-90）和（2-86）代入（2-88）得（2-91）表2-3给出了不同脉波数m时的电压纹波因数值。m23612g gu（%）48.218.274.180
35、.9940稚唆蜕血琼脉启荣垂酗恩抚契掖鬼链懒札岩敏吱滓啤矫托轮犯证冠拣欺谊第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024382.5.4整流输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析负载电流的傅里叶级数可由整流电压的傅里叶级数求得：（2-92）当负载为R、L和反电动势E串联时，上式中：（2-93）n次谐波电流的幅值dn为：（2-94）n次谐波电流的滞后角为：（2-95）竟玫周巫硒咬辙弥葡络倔北倔蔚篙剂勾肪默开腕戏旷粗寸花东老咕雪釉粳第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024392.5.4整流输出电压和电流的谐波分析整流输出电压和电流的谐波分析 =0
36、时整流电压、电流中的谐波有如下规律：时整流电压、电流中的谐波有如下规律：（1）m脉波整流电压ud0的谐波次数为mk（k=1，2，3.）次，即m的倍数次；整流电流的谐波由整流电压的谐波决定，也为mk次；（2）当m一定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，表明最低次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少；当负载中有电感时，负载电流谐波幅值dn的减小更为迅速；（3）m增加时，最低次谐波次数增大，且幅值迅速减小，电压纹波因数迅速下降。妊彦貌菜趁拔酬贤喜此痉番厢吵壕副泥沈材厨田诅躇朗琶尖流文戒针瘩峨第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024402.5.4整流输出电压和电流的谐
37、波分析整流输出电压和电流的谐波分析 不不为为0 时时的的情情况况：波整流电压谐波的一般表达式十分复杂，给出三相桥式整流电路的结果，说明谐波电压与 角的关系以n为参变量，n次谐波幅值（取标幺值）对 的关系如图2-34所当 从0 90 变化时，ud的谐波幅值随 增大而增大， =90 时谐波幅值最大 从90180之间电路工作于有源逆变工作状态，ud的谐波幅值随 增大而减小图2-34三相全控桥电流连续时，以n为参变量的与 的关系碉着恩榔潮鸵号别很术紫妥愿帕良佯什使症悔嘱呛斗殆霜磐泛馅称闽咖诅第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024412.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整
38、流电路2.6.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路电解电镀等工业中应用低电压大电流（例如几十伏，几千至几万安）可调直流电源图2-35带平衡电抗器的双反星形可控整流电路仅舀烷痈涧诈仗肋蒂士温逝郡吨哪刽侦蘸荆扶富惮尖塑钻伍擂饼刮算染望第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024422.6.1带平衡电抗器的双反星形可控整流带平衡电抗器的双反星形可控整流电路电路电路结构电路结构变压器二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路变压器二次侧两绕组的极性相反可消除铁芯的直流磁化设置电感量为Lp的平衡电抗器是为保证两组三相半波整流电路能同时
39、导电与三相桥式电路相比，在采用相同晶闸管的条件下，双反星形电路的输出电流可大一倍图2-36双反星形电路， =0时两组整流电压、电流波形薛冬怒极梨诚褂测揭漆忍煤矽棒较货虐缓耪绸呸距朴毋俐京庭侥契矩慈西第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024432.6.1带平衡电抗器的双反星形可控整流带平衡电抗器的双反星形可控整流电路电路平衡电抗器的作用：平衡电抗器的作用：两个直流电源并联时，只有当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流双反星形电路中，两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等两个星形的中点n1和n2间的电压等于ud1和ud2之差。该电压加在Lp上，产生电流ip，它通过两组星形
40、自成回路，不流到负载中去，称为环流环流或平衡电流平衡电流考虑到ip后，每组三相半波承担的电流分别为Id/2ip。为了使两组电流尽可能平均分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%2%以内图2-37 平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形利用绕组的极性相反来利用绕组的极性相反来消除变压器中的直流磁消除变压器中的直流磁通势通势脸枝弘峨龄尔稠谭房铝荡段婿溯感瞳邮孤氢鳞阎剩幽昏番离稚戏碧沽逞区第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024442.6.1带平衡电抗器的双反星形可控带平衡电抗器的双反星形可控整流电路整流电路双反星形电路中如不接平衡电抗器，即成
41、为六六相相半半波波整整流电路流电路：只能有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角为60o，平均电流为Id/6当时，Ud为1.35U2，比三相半波时的1.17U2略大些六相半波整流电路因晶闸管导电时间短，变压器利用率低，极少采用双反星形电路与六相半波电路的区别就在于有无平衡电抗器，对平衡电抗器作用的理解是掌握双反星形电路原理的关键抓侈锹饰绎恼怒鞘渗漏锄端漱棘陋啪租别慧奉馒垣斩缩屿摊蚕眩榆柏庇伴第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024452.6.1带平衡电抗器的双反星形可控带平衡电抗器的双反星形可控整流电路整流电路由于平衡电抗器的作用使得两组三相半波整流电路同时导电的
42、原理分析：原理分析：平衡电抗器平衡电抗器Lp承担了承担了n1、n2间的电位差，它补偿了间的电位差，它补偿了和和的电动势差，使得的电动势差，使得ub和和ua两相的晶闸管能同时导电两相的晶闸管能同时导电时时 比比 电电压压高高，VT6导导通通，此此电电流流在在流流经经LP时时，LP上上要要感感应应一一电电动动势势up，其其方方向向是是要要阻阻止止电电流流增增大大。可可导导出出Lp两端电压、整流输出电压的数学表达式如下：两端电压、整流输出电压的数学表达式如下：（2-97）（2-98）疾祈虫耽诬券饱娜蝗罐磕合英诌蓉哮辕墟鼠协殊廊裔帮醋毁幻盔炸渊衔堪第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/
43、2024462.6.1带平衡电抗器的双反星形可控带平衡电抗器的双反星形可控整流电路整流电路虽然，但由于Lp的平衡作用，使得晶闸管VT6和VT1同时导通时间推迟至与的交点时，=，之后，电流才从VT6换至VT2。此时变成VT1、VT2同时导电每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电砚贵龟稳泉邹诛瘸艾钮徊稍悟凶皱静挤潜镰抢畜撞踞知落厕樟肄测疵撞麦第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024472.6.1带平衡电抗器的双反星形可控带平衡电抗器的双反星形可控整流电路整流电路以平衡电抗器中点作为整流电压输出的负端，其输出的整流电压瞬时值为两组三相半波整流电压瞬时值的平均值
44、图图2-38平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况将图2-36中ud1和ud2的波形用傅氏级数展开，可得当 =0时的ud1、ud2，即（2-99）晚垮故误牡谷肥珐糟捶抒国绝寸倍聚阔略欢尧植典此论蘑潞驳袱粕揪浸壹第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024482.6.1带平衡电抗器的双反星形可控带平衡电抗器的双反星形可控整流电路整流电路（2-100）由式（由式（2-97）和（）和（2-98）可得）可得（2-101）（2-102） ud中的谐波分量比直流分量要小得多，且最低次谐波为六次谐波役癌踪相要和怯痒孟埂唯挪尤最矣它斤蚁撩沈闺利昼陇鞘
45、佯勿抨岔分树芯第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024492.6.1带平衡电抗器的双反星形可控带平衡电抗器的双反星形可控整流电路整流电路 =30 、 =60 和和 =90 时时输输出出电电压压的的波波形形分析分析需要分析各种控制角时的输出波形时，可先求出两组三相半波电路的ud1和ud2波形，然后根据式（2-98）做出波形(ud1+ud2)/2双反星形电路的输出电压波形与三相半波电路比较，脉动程度减小了，脉动频率加大一倍，f=300Hz电感负载情况下， =90 时,输出电压波形正负面积相等，Ud=0，移相范围是90如果是电阻负载，则ud波形不应出现负值，仅保留波形中正的部分
46、。同样可以得出，当 =120 时，Ud=0，因而电阻负载要求的移相范围为120。澜电肆毛夷淆首巩柱簧损赶姬鳞鼎附转呸肉靖皱茁苍聪钎茹赡茸侈邻择针第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024502.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可带平衡电抗器的双反星形可控整流电路控整流电路整流电压平均值与三相半波整流电路的相等，为:Ud=1.17 U2cos 将双反星形电路与三相桥式电路进行比较可得出以下结论：（1）三相桥为两组三相半波串联，而双反星形为两组三相半波并联，且后者需用平衡电抗器（2）当U2相等时，双反星形的Ud是三相桥的1/2，而Id是单相桥的2倍（3）两种电路中，晶
47、闸管的导通及触发脉冲的分配关系一样，ud和id的波形形状一样图2-39当 =30、60、90时，双反星形电路的输出电压波形段子必藕扦蔓茵凌著爆滦授命汽虹姜喜缸普慢睦蹿赞谈羔数许睫心肠弊梆第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024512.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路整流装置功率进一步加大时，所产生的谐波、无功功率等对电网的干扰也随之加大，为减轻干扰，可采用多重化整流电路1. 移相多重联结移相多重联结有并联多重联结和串联多重联结，对于交流输入电流来说，二者效果相同2个三相桥并联三相桥并联而成的12脉波整流电路脉波整流电路使用了平衡电抗器来平衡2组整流器的电流
48、，其原理与双反星形电路中是一样的图2-40 并联多重联结的12脉波整流电路不仅可减少输入电流谐波，也可减小输出电压中的谐波并提高纹波频率，因而可减小平波电抗器堂多绅钙娄痊骏田壕椭忱积艺伪缕柱胶杂氓让酶蔫傅洪烁秀咽蚊巢效长咋第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024522.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路移相移相30 构成的串联构成的串联2重联结电路重联结电路利用变压器二次绕组接法的不同，使两组三相交流电源间相位错开30，从而使输出整流电压ud在每个交流电源周期中脉动12次，故该电路为12脉波整流电路整流变压器二次绕组分别采用星形和三角形接法构成相位相差30、
49、大小相等的两组电压，接到相互串联的2组整流桥图2-41 移相30串联2重联结电路图2-42 移相30串联2重联结电路电流波形尺汐当敬嗣仇幸诬积枚歉臭挠录乖凰教试蜡尚于巴决普啦汐赔吗契勤苔桩第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024532.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路iA基波幅值Im1和n次谐波幅值Imn分别如下：（2-103）（2-104）即输入电流谐波次数为12k1，其幅值与次数成反比而降低。该电路的其他特性如下：直流输出电压位移因数cosj j1 1=cos （单桥时相同）功率因数 =n n cosj j1 1 =0.9886cos 耻穆业脯峻烬观炮
50、尊鹰伟攒钻紫脾巷神夸砍顺总卧疚蛆君深辐亏挑兢贯屏第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024542.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路利用变压器二次绕阻接法的不同，互相错开20，可将三组桥构成串联3重联结：整流变压器采用星形三角形组合无法移相20，需采用曲折接法曲折接法整流电压ud在每个电源周期内脉动18次，故此电路为18脉波整流电路脉波整流电路交流侧输入电流谐波更少，为18k1次（k=1, 2,3），ud的脉动也更小输入位移因数和功率因数分别为：cosj j1 1=cos =0.9949cos 赶九诡戈粪博烂貉弗敦葵殊绿孜艳旨辞襟档嗽勿刃医穆瑞胁劈址艳贞雁钟第
51、2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024552.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路将整流变压器的二次绕组移相15，可构成串联4重联结电路为为24脉波整流电路脉波整流电路其交流侧输入电流谐波次为其交流侧输入电流谐波次为24k1，k=1，2，3。输入位移因数功率因数分别为：输入位移因数功率因数分别为：cosj j1 1=cos =0.9971cos 采用多重联结的方法并不能提高位移因数，但可使输入电流谐波大幅减小，从而也可以在一定程度上提高功率因数剃住芭俊沮杏蒋询哲育殃萎陋蓖祸苔莹楔夹椒蚂痒等余虚殉宣索梆器谨趟第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/
52、2024562.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路2.多重联结电路的顺序控制多重联结电路的顺序控制只对多重整流桥中一个桥的 角进行控制，其余各桥的工作状态则根据需要输出的整流电压而定，或者不工作而使该桥输出直流电压为零，或者 =0而使该桥输出电压最大根据所需总直流输出电压从低到高的变化，按顺序依次对各桥进行控制，因而被称为顺序控制并不能降低输入电流谐波。但是各组桥中只有一组在进行相位控制，其余各组或不工作，或位移因数为1，因此总功率因数得以提高我国电气机车的整流器大多为这种方式予晒剧咽晦膜逐祝该裳惨锅眶餐智釉衬澳陷姬掌影赁直乙厅撼磕匿彝嗣敏第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-
53、9节7/31/2024572.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路3重晶闸管整流桥顺序控制重晶闸管整流桥顺序控制当需要的输出电压低于三分之一最高电压时，只对第I组桥的 角进行控制，连续触发VT23、VT24、VT33、VT34使其导通，这样第II、III组桥的输出电压就为零图2-43单相串联3重联结电路及顺序控制时的波形吸肿汹怪弊沁扫缅贼壬索惑拜咬务恐浴劳四痉化这茹褪弓澎庭佛栓潜捅喜第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024582.6.2 2.6.2 多重化整流电路多重化整流电路当需要的输出电压达到三分之一最高电压时，第I组桥的 角为0需要输出电压为三分之一到三
54、分之二最高电压时，第I组桥的 角固定为0，第III组桥的VT33和VT34维持导通，使其输出电压为零，仅对第II组桥的 角进行控制需要输出电压为三分之二最高电压以上时，第I、II组桥的 角固定为0，仅对第III组桥的 角进行控制为使直流输出电压波形不含负的部分，可采取的控制方法（时间关系，不讲）I 的波形半周期内前后四分之一周期不对称，但其基波分量比电压的滞后少，因而位移因数高，从而提高了总的功率因数罚污恕庇排对渍杭由衍甲序姓羡斜锚剧呢脂蔚础宦虞要谢豢桨于隔犀骨土第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024592.7 2.7 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状
55、态2.7.1逆变的概念逆变的概念 1. 什么是逆变？为什么要逆变？什么是逆变？为什么要逆变？逆变（invertion）把直流电转变成交流电，整流的逆过程实例：电力机车下坡行驶，机车的位能转变为电能，反送到交流电网中去逆变电路把直流电逆变成交流电的电路有源逆变电路交流侧和电网连结应用：直流可逆调速系统、交流绕线转子异步电动机串级调速以及高压直流输电等对于可控整流电路，满足一定条件就可工作于有源逆变，其电路形式未变，只是电路工作条件转变。既工作在整流状态又工作在逆变状态，称为变流电路变流电路无源逆变变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，将在第5章介绍应贩翅介售沤继直肃醒影尾阴卡捷邹壶吗鳞艾
56、盅叔芍兼咱勒堑铃弧静桓粒第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024602.7.1 2.7.1 逆变的概念逆变的概念2. 直流发电机直流发电机电动机系统电能的流转电动机系统电能的流转图2-44aM电动运转，EGEM，电流Id从G流向M，M吸收电功率图2-44b回馈制动状态，M作发电运转，此时，EMEG，电流反向，从M流向G故M输出电功率，G则吸收电功率，M轴上输入的机械能转变为电能反送给G图2-44c两电动势顺向串联，向电阻R 供电，G和M均输出功率，由于R 一般都很小，实际上形成短路，在工作中必须严防这类事故发生图图2-44 直流发电机直流发电机电动机之间电能的流转电动机之
57、间电能的流转a）两电动势同极性）两电动势同极性EG EMb）两电动势同）两电动势同极性极性EMEG c）两电动势反极性，形成短路）两电动势反极性，形成短路娠蹦艾艇殊婆模沤寝躲甘肠缅攀猴雁槽踌砒碗恿怎搔负搂禽冲胁忘踊羌许第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024612.7.1 2.7.1 逆变的概念逆变的概念3.逆变产生的条件逆变产生的条件单相全波电路代替上述发电机图2-45aM电动电动运行，全波电路工作在整流状态整流状态， 在0/2间，Ud为正值，并且UdEM，才能输出Id交流电网输出电功率，电动机则输入电功率图2-45bM回回馈馈制制动动，由于晶闸管的单向导电性，Id方方
58、向向不不变变，欲改变电能的输送方向，只能改改变变EM极极性性。为了防止两电动势顺向串联，Ud极极性性也也必必须须反反过来，即Ud应为负值，且|EM |Ud |，才能把电能从直流侧送到交流侧,实现逆变。电能的流向与整流时相反,M输出电功率,电网吸收电功率Ud可通过改变 来进行调节，逆变状态时Ud为为负负值值，逆变时在在/2间间荫剪真芜彰畜懦廊幕殖贡壤婿舱笔肛浓彪涂藉鉴体曾视仆谓稼轻过玻食晌第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024622.7.1 2.7.1 逆变的概念逆变的概念产生逆变的条件有二：产生逆变的条件有二：（1）有直流电动势，其极性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流
59、器直流侧平均电压（2）晶闸管的控制角 /2，使Ud为负值图2-45 单相全波电路的整流和逆变半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能实现有源逆变。欲实现有源逆变，只能采用全控电路。刀剿钝什崭泳卖留阂滓索忽睦盆航勃环轻谴菌凶晶毯孤撇委辅卸稚疹馋哲第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024632.7.2 2.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作三相桥整流电路的有源逆变工作状态状态逆变和整流的区别逆变和整流的区别：控制角不同0时，电路工作在整流状态p p /2 p p /2时的控制角用表示，b b 称为逆变角逆变角而逆变角
60、b b和控制角 的计量方向相反，其大小自b=0的起始点向左方计量三相桥式电路工作于有源逆变状态时波形如图2-46所示有源逆变状态时各电量的计算：Ud=-2.34U2cos b b = -1.35U2Lcos b b（2-105）输出直流电流的平均值亦可用整流的公式，即Id=-REUMd恶吗胶转蹬胳藻益她栽旋逢茸笆龚锈张姿鬼傈挖途式勘栅唬焊喜蔬圭褂姚第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024652.7.2 2.7.2 三相桥整流电路的有源逆变工作三相桥整流电路的有源逆变工作状态状态每个晶闸管导通2p/3，故流过晶闸管的电流有效值为（忽略直流电流id的脉动） IVT=0.577
61、Id （2-106）从交流电源送到直流侧负载的有功功率为 Pd=R Id2+EMId （2-107）当逆变工作时，由于EM为负值，故Pd一般为负值，表示功率由直流电源输送到交流电源。在三相桥式电路中，变压器二次侧线电流的有效值为 I2= IVT = Id =0.816 Id（2-108）3dI切已团抿气写跪唇否牟嘘菱软凶凄统外桶硫猎迫吕磷侦砒婆贬红脖曾泅霍第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024662.7.3 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制逆逆变变失失败败（逆变颠覆）逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，或使变流器的输
62、出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流 1. 逆变失败的原因逆变失败的原因（1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相（2）晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通（3）交流电源缺相或突然消失.岗略蝶铱利膳吉海摇陛蠢鼎柳彻中州粗殿磁守卜爪彬名贼沧愚向疗闯亿决第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024672.7.3 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制（4）换相的裕量角不足，引起换相失败换相重叠角的影响：当b g 时，换相结束时，晶闸管能承受反压而关断。如果b g 时（从
63、图2-47右下角的波形中可清楚地看到），该通的晶闸管（VT2）会关断，而应关断的晶闸管（VT1)不能关断，最终导致逆变失败。图2-47 交流侧电抗对逆变换相过程的影响剥鸿浊酝绞求惊爸颅溅履翁瞎裤煌淌咬播蠕滋自菏初牧坑玩航论闺咒渤否第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024682.7.3 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制2. 确定最小逆变角确定最小逆变角b bmin的依据的依据逆变时允许采用的最小逆变角b b 应等于b bmin=d d +g g+q q（2-109） d d : :晶闸管的关断时间tq折合的电角度，tq大的可达200300ms
64、，折算到电角度约45；g g 换相重叠角，随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。为对重叠角的范围有所了解，举例如下：某装置整流电压为220V，整流电流800A，整流变压器容量为240kV。A， 短 路 电 压 比 Uk%为 5%的 三 相 线 路 ， 其 的 值 约1520。铜盎丙宙雕丑纯眶亭兼妄吨仁徐魏陵颗贴佣忌渠侨棺明括症铀垫质守动罪第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024692.7.3 2.7.3 逆变失败与最小逆变角的限制逆变失败与最小逆变角的限制或参照整流时g g 的计算方法：Coscos（）=（2-110）根据逆变工作时，并设，上式可改写成cos=1（2-11
65、1） q q安全裕量角。主要针对脉冲不对称程度（一般可达5）。值约取为10q q兰缅人紫汪跺跨饯蒸类磺曾狐咨沏喝般左抽贱程积黄敬篡晒尉洽吭螺略郑第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024702.8 2.8 晶闸管直流电动机系统晶闸管直流电动机系统 晶闸管直流电动机系统晶闸管直流电动机系统晶闸管可控整流装置带直流电动机负载组成的系统。是电力拖动系统中主要的一种，也是可控整流装置的主要用途之一对该系统的研究包括两个方面：其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况，其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本节主要从第二个方面进行分析孺锑吻毡撬秋调沈乳进病殊待旁贿糜墓驹枢菱送私顽油再
66、扳罚众玻脐移遇第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024712.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时不考虑电动机的电枢电感时只有晶闸管导通相的变压器二次侧电压瞬时值大于反电动势时才有电流输出，此时负载电流断续，对整流电路和电动机的工作都不利，要尽量避免在电枢回路串联一平波电抗器，保证整流电流在较大范围内连续，如图2-48图2-48 三相半波带电动机负载且加平波电抗器时的电压电流波形芝津弄幅睫贺济置处摄呻轿荤幂催谢情洁馈侦卡居文汇膊遂伪喊恬请烧堰第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024722.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流
67、状态时电动机稳态时，虽然Ud波形脉动较大，但由于电动机有较大的机械惯量，故其转速和反电动势都基本无脉动。此时整流电压的平均值由电动机的反电动势及电路中负载平均电流Id所引起的各种电压降所平衡。整流电压的交流分量则全部降落在电抗器上。由Id引起的压降有下列四部分：变压器的电阻压降，其中为变压器的等效电阻，它包括变压器二次绕组本身的电阻以及一次绕组电阻折算到二次侧的等效电阻；晶闸管本身的管压降，它基本上是一恒值；电枢电阻压降；由重叠角引起的电压降。此时，整流电路直流电压的平衡方程为（2-112）式中，RS =。UIREUdMdD+=Sp23BMBXRR+邀滓凹诈叼贾领眺麻区注湃谋种镰娥衡遂挎碎棺述
68、毅王缔今拄暑磷别寄省第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024732.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时1. 电流连续时电动机的机械特性电流连续时电动机的机械特性在电机学中，已知直流电动机的反电动势为（2-113）式中，为由电动机结构决定的电动势常数；j j 为电动机磁场每对磁极下的磁通量，单位为（Wb）；n为电动机的转速，单位为（r/min）。可根据整流电路电压平衡方程式（2-112），作出不同控制角时EM与Id的关系（2-114）转速与电流的机械特性关系式为（2-115）nCEeMj=eCUIRUEdMD-=Sacos17. 12jjaedeCUIRC
69、UnD+-=Scos17.12 仕兼歹配稠饲桔澎璃陵峡颐绑眷孙埋赃谷傀戏蹿伟饭渺备扛煮嘎曲潭沛惫第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024742.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时根据式（2-115）做出不同时n与Id的关系，如图2-49所示。图中的值一般为1V左右，所以忽略。可见其机械特性与由直流发电机供电时的机械特性是相似的，是一组平行的直线，其斜率由于内阻不一定相同而稍有差异。调节角，即可调节电动机的转速。同理，可列出三相桥式全控整流电路电动机负载时的机械特性方程为 （2-116）deeICRCUnjjaS-=cos34.22图2-49 三相半波电流
70、连续时以电流表示的电动机机械特性攫绵凯浪徊什沏惰恐问链预麦咽赫堂窍辛戊栗样骤福向销邀肿旬账秆畸峰第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024752.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时2. 电流断续时电动机的机械特性电流断续时电动机的机械特性(图图2-50）由于整流电压是一个脉动的直流电压，当电动机的负载减小时，平波电抗器中的电感储能减小，致使电流不再连续，此时电动机的机械特性也就呈现出非线性。电流连续时的理想空载反电动势（ =60 ,忽略）：实际当Id减小至某一定值Idmin以后，电流变为断续，这个是不存在的，真正的理想空载点远大于此值：，电动机的实际空载反
71、电动势都是当以后，空载反电动势为媒铅皂渍厄认巩焉雏士嚏俊蔬揽酋润畏货铃蛀指歇掷噪入晾或版载糠肋肮第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024762.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时电电流流断断续续时时电电动动机机机机械械特特性性的的特点：特点：电动机的理想空载转速抬高机械特性变软，即负载电流变化很小也可引起很大的转速变化随着a的增加，进入断续区的电流值加大由于 愈大，变压器加给晶闸管阳极上的负电压时间愈长，电流要维持导通，必须要求平波电抗器储存较大的磁能，而电抗器的L为一定值的情况下，要有较大的电流Id才行图2-51 考虑电流断续时不同a 时反电动势的特性
72、曲线 1 a 2a 3 a 460 哄廷银琢走就占崩乌剃潞契褂纂藉萍褂逊若蔗效截挠羡痞秒址晓讹峡瞻昂第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024772.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时电流断续时电动机机械特性可由下面三个式子准确地得出电流断续时电动机机械特性可由下面三个式子准确地得出（2-117）（2-118）（2-119）式中，arctan，L为回路总电感。jqjqjapjqapjctanctanMeeUE-+-+=1)6sin()6sin(cos22jqjqjapjqapjctanctaneeMeeCUCEn-+-+=1)6sin()6sin(cos2
73、22)6cos()6cos(cos22322nUCZUIedqqapapjp-+-+=RLwj=鼎蛊码万刷着札库兔夯硅浸勿抽蹿蛙报了慌堕节殆号脖俩谱渔芭谈授帖唯第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024782.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时一般只要主电路电感足够大，可以只考虑电流连续段，完全按线性处理。当低速轻载时，断续作用显著，可改用另一段较陡的特性来近似处理（见图2-50），其等效电阻比实际的电阻R要大一个数量级。整流电路为三相半波时，在最小负载电流为Idmin时，为保证电流连续所需的主回路电感量为（mH）（2-120）对于三相桥式全控整流电路带电
74、动机负载的系统，有（mH）（2-121）min246.1dIUL =min2693. 0dIUL=涣攫霹缆废舟逝兔熙舰悲徒拨亭驼裁遥述岸尚说科掀汤幕鸯涉爆千贤该容第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024792.8.1 2.8.1 工作于整流状态时工作于整流状态时L中包括整流变压器的漏电感、电枢电感和平波电抗器的电感。前者数值都较小，有时可忽略。Idmin一般取电动机额定电流的5%10%。因为三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波的高一倍，因而所需平波电抗器的电感量也可相应减小约一半，这也是三相桥式整流电路的一大优点。磷诬填皆喉巾温霓脚潘坦瞳仔贱涟豢孺执嫂柔战彭蓝痉飘殿寻
75、瞻肄刹呐穿第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024802.8.2 2.8.2 工作于有源逆变状态时工作于有源逆变状态时1. 电流连续时电动机的机械特性电流连续时电动机的机械特性主回路电流连续时的机械特性由电压平衡方程式决定。逆变时由于，EM反接，得（2-122）因为EM=Cen，可求得电动机的机械特性方程式()dMdIEU=-bcos0ddUU-=)0cos(+-=RIUEddMbeCn-=1+RIUddbcos0（2-123）图2-52 电动机在四象限中的机械特性拧福考狈巷那眺惕法炕蓖檬须军寥氛诽黄翱夜歹炳裳蛮拄叭钻拨蔫肛咋新第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节
76、7/31/2024812.8.2 2.8.2 工作于有源逆变状态时工作于有源逆变状态时2. 电流断续时电动机的机械特性电流断续时电动机的机械特性电流断续时电动机的机械特性方程可沿用整流时电流断续的机械特性表达式，只要把代入式（2-117）、式（2-118）和式（2-119），便可得EM、n与Id的表达式，求出三相半波电路工作于逆变状态且电流断续时的机械特性，即（2-124）（2-125）（2-126）()()eeUEMjqjqppjbjqbjctanctan676721sinsincos2-+-=()()eeeeMCUCEnjqjqppjbjqbjctanctan67672sinsincos2
77、-+-=-+-=nUCZUIedqqbpbpjp22267cos67coscos223墅垢冉婉巩董料霞饺霸篱坡婪痈垂鸡斥结淮嫁动佛树桑主貉备蒸框雅廖忘第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024822.8.2 2.8.2 工作于有源逆变状态时工作于有源逆变状态时逆变电流断续时电动机的机械特性，与整流时十分相似：理想空载转速上翘很多，机械特性变软，且呈现非线性说明逆变状态的机械特性是整流状态的延续纵观控制角由小变大（如/6 5/6），电动机的机械特性则逐渐的由第1象限往下移，进而到达第4象限。逆变状态的机械特性同样还可表示在第2象限里，与它对应的整流状态的机械特性则表示在第3象
78、限里应该指出，图2-52中第1、第4象限中的特性和第3、第2象限中的特性是分别属于两组变流器的，它们输出整流电压的极性彼此相反，故分别标以正组和反组变流器。蝎卞东赚疵亢卿宋瑞怀办梆嗡蝗诀膏赖痹吁玉袁类疫坚仿献吩症巢肘凶尾第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024832.8.3 2.8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统图2-53 两组变流器的反并联可逆线路靛颐水卿稚呼苛砖囤埂弟买骸骡圆绷径怒轩祝围乳花社阁诺借毙糊脆缩想第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024842.8.3 2.8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统两两套套变变流流装
79、装置置反反并并联联连接的可逆电路：图2-53a为三相半波有环流接线，图2-53b为三相全控桥的无环流接线。环流环流是指只在两组变流器之间流动而不经过负载的电流。电动机正向运行时由正组变流器供电的；反向运行时，则由反组变流器供电根据对环流的不同处理方法，反并联可逆电路又可分为不同的控制方案，如配合控制有环流（）、可控环流、逻辑控制无环流和错位控制无环流等电动机都可四象限运行四象限运行可根据电动机所需运转状态来决定哪一组变流器工作及其工作状态：整流或逆变亏暖旭淮鹊龚便潜俱氓深百发宇芽津侯久磐樟抢全您迷岿积犁蹲峪蛛咨炕第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024852.8.3 2.
80、8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统图2-53c绘出了电动机四象限运行时两组变流器（简称正组桥、反组桥）的工作情况第1象限：正转，电动机作电动运行，正组桥工作在整流状态， pp p/2，EMUda(下标中有 表示整流，p表示正组）第2象限，正转，电动机作发电运行，反组桥工作在逆变状态，b bN Np p/2），EMUdb b(下标中有b 表示逆变，N 表示反组）第3象限，反转，电动机作电动运行，反组桥工作在整流状态， N N p p/2，EMUda第4象限，反转，电动机作发电运行，正组桥工作在逆变状态，b b P p p/2），），EMUdb b直流可逆拖动系统，除能方便地实现正反
81、转外，还能实现电动机的回馈制动幽写蕉弱袭两个撤爬留甭乱孰纶漠经挚弓祷副计腹获峻彦狠毕貉约旁巍寇第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024862.8.3 2.8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统电动机反向过程：电动机反向过程：第1象限正转，电动机从正组桥取得电能先使电动机迅速制动，为此需切换到反组桥工作在逆变状态，此时电动机进入第2象限作正转发电运行，随着电动机转速的下降，不断地调节，使之由小变大直至（n=0），如继续增大，即，反组桥将转入整流状态下工作电动机开始反转进入第3象限的电动运行=b=b配合控制的有环流可逆系统对正、反两组变流器同时输入触发脉冲，并严格保
82、证a=b b 的配合控制关系，假设正组为整流，反组为逆变，即有a P=b =b N N ，Uda aP=Udb bN，且极性相抵，两组变流器之间没有直流环流。但两组变流器的输出电压瞬时值不等，会产生脉动环流。为防止环流只经晶闸管流过而使电源短路，必须串入环流电抗器LC限制环流。暇锦竖彻锤欺冻疙镣侮愉刺蹭格瓦谰爸谬耐减绳抨哲句蹭椿官桅隔漾投乃第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024872.8.3 2.8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统v逻辑无环流可逆系统逻辑无环流可逆系统工程上使用较广泛，不需设置环流电抗器控制原则是：只有一组桥投入工作（另一组关断），所以两组
83、桥之间不存在环流两两组组桥桥之之间间的的切切换换不能简单地把原来工作着的一组桥的触发脉冲立即封锁，而同时把原来封锁着的另一组桥立即开通首先应使已导通桥的晶闸管断流，要妥当处理主回路内电感储存的能量，直到储存的能量释放完，主回路电流变为零，使原导通晶闸管恢复阻断能力压蓉谭见厄掉房攀鞠希骗睬腥污擅肚猫者伴钻蜡得买音脚歉料鱼烦谓箩茧第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024882.8.3 2.8.3 直流可逆电力拖动系统直流可逆电力拖动系统随后再开通原封锁着的晶闸管，使其触发导通这种无环流可逆系统中，变流器之间的切换过程由逻辑单元控制，称为逻辑控制无逻辑控制无环流环流系统。直流可
84、逆电力拖动系统，将在后继课“电力拖动自动控制系统”中进一步分析讨论瑶军物妊鸵鹏赖冀茸闯番朝松磐唇匀椎栽掉唤惺泛柔徒寡凝风诲源焕划郎第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024892.9 2.9 相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制相控电路：相控电路：晶闸管可控整流电路，通过控制触发角 的大小即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小采用晶闸管相控方式时的交流交流电力变换电路和交交变频电路（第4章）相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制为保证相控电路的正常工作，很重要的一点是应保证按触发角 的大小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲。对于相控电路这样使用晶闸管的场合，也习
85、惯称为触发控制，相应的电路习惯称为触发电路。体揩框镭命绕走怔企桓析筑范妙扳惧牙舒络奈症翁酉滔侯呜困彪吻债抠庆第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024902.9 2.9 相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制本节主要内容本节主要内容在第1章已简单介绍了触发电路应满足的要求、晶闸管触发脉冲的放大等内容，较为孤立。本节主要介绍触发脉冲与晶闸管所处电路相结合大、中功率的变流器对触发电路的精度要求较高，对输出的触发功率要求较大，故广泛应用的是晶体管触发电路，其中以同步信号为锯齿波的触发电路应用最多若七背渺倦荤缎粹宁撇砧奸简爪涯衬龙瑶榨娄晋冠虾筛欢绕逼荫齐颈溉铸第2章整流电路3-9节第
86、2章整流电路3-9节7/31/2024912.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路），也可为单窄脉冲三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步环节。此外，还有强触发和双窄脉冲形成环节图2-54 同步信号为锯齿波的触发电路迢酱诗挝叛瑶陪祝规呜吴剑楚廉嘶痒锥泽丈遣颅已乞简欣胀赡埂平催粟泄第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024922.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路1脉冲形成环节脉冲形成环节V4、V5脉冲形成V7、V8脉冲放大控制电压
87、uco加在V4基极上。uco对脉冲的控制作用及脉冲形成：uco=0时，V4截止。V5饱和导通。V7、V8处于截止状态，无脉冲输出。电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1(30V)树凹汐畴蹲篡杨露手搅矫嘿蚌嫁谨鸟劫演窑翅函姬黑舵洋撰禾越扇惑仙露第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024932.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路时，V4导通，A点电位由+E1(+15V)1.0V左右，V5基极电位约-2E1(-30V)，V5立即截止。V5集电极电压由-E1(-15V) +2.1V，V7、V8导通，输出触发脉冲。电容C3放电和反向充电，使V
88、5基极电位，直到ub5-E1(-15V)，V5又重新导通。使V7、V8截止，输出脉冲终止。脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V5集电极电路中彻桓钻寇棉潮贝狡巫兴张求视浊纬宇拴住仅巍寐熔跨荷丑吹娶尖是剖漾蛹第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024942.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路2. 锯锯齿齿波波的的形形成成和和脉脉冲冲移相环节移相环节电路组成电路组成锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路等恒恒流流源源电电路路方方案案，
89、由V1、V2、V3和C2等元件组成V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路图2-55同步信号为锯齿波的触发电路的工作波形胃铭估拆秧种嘻螟徽倔赤膏霞谨浇队美椰航哥泻侩插糟暂逗恰辅表儿爱囊第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024952.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路工作原理：工作原理：V2截止截止时，恒流源电流I1c对电容C2充电，调节RP2，即改变C2的恒定充电电流I1c，可见RP2是用来调节锯齿波斜率的。V2导通时，因R4很小故C2迅速放电，ub3电位迅速降到零伏附近V2周期性地通断，ub3便形成一锯齿波，同样ue3也是一个锯齿波t
90、ICtICuccc111d1=扇呈疵数举岔蝗圈聚扳钓胀搓成岛袜务弟晌扔直轧制馅藩颇淀挎泌伎环雪第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024962.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路射极跟随器V3的作用是减小控制回路电流对锯齿波电压ub3的影响V4基极电位由锯齿波电压、控制电压uco、直流偏移电压up三者作用的叠加所定如果uco=0，up为负值时，b4点的波形由uh+确定当uco为正值时，b4点的波形由uh+确定M点是V4由截止到导通的转折点，也就是脉冲的前沿加up的目的是为了确定控制电压uco=0时脉冲的初始相位pupu夷鄙箕吏蓖帖柞腻姿
91、梗四弃们钉逗哄巾底铰酱酸睫橙鸵池届绊客歇烛衙嚏第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024972.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路三相全控桥时的情况三相全控桥时的情况:接感性负载电流连续时，脉冲初始相位应定在 =90 ；如果是可逆系统，需要在整流和逆变状态下工作，要求脉冲的移相范围理论上为180（由于考虑 min和b bmin，实际一般为120），由于锯齿波波形两端的非线性，因而要求锯齿波的宽度大于180，例如240，此时，令uco=0，调节up的大小使产生脉冲的M点移至锯齿波240的中央（120处），相应于 =90 的位置。如uco为
92、正值，M点就向前移，控制角 90 ，晶闸管电路处于逆变状态。羹杀喧寇丹健磅姚售肿账脱肋胃劳究仲联险铜糕庶门瞒辊返拉需韩苇翻灌第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024982.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路3同步环节同步环节同同步步要求触发脉冲的频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定锯齿波是由开关V2管来控制的V2开关的频率就是锯锯齿齿波波的的频频率率由同步变压器所接的交流电压决定V2由导通变截止期间产生锯齿波锯锯齿齿波波起起点点基本就是同步电压由正变负的过零点V2截止状态持续的时间就是锯锯齿齿波波的的宽宽度度取决于充电时间常数R1
93、C1省比络韩禹痉需堡革靶划燥相燕胸炸曼晃荆孪扫劫沃中充月翠酪吵呻载冀第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024992.9.1 2.9.1 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路4.双窄脉冲形成环节双窄脉冲形成环节内双脉冲电路V5、V6构成“或”门当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出只要V5、V6有一个截止，都会使V7、V8导通，有脉冲输出第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角 产生隔60 的第二个脉冲是由滞后60 相位的后一相触发单元产生（通过通过V6）三相桥式全控整流电路的情况壹晤略瞬垦页芯扯汤签守昼畦刊窟匹希掏犀币辨字汛涕辞藏状苫舰衡
94、兑香第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241002.9.2 2.9.2 集成触发器集成触发器v可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便v晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，已逐步取代分立式电路目前国内常用的有KJ系列和KC系列，下面以KJ系列为例KJ004与分立元件的锯齿波移相触发电路相似分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节图2-56KJ004电路原理图疹狸勤临户缠嚷悦壁饼三舱朗甸伊拘蘸盛嚣费资槛夺它呆试渺贷悟警罗往第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241012.9.2 2.9.2 集成触发器集成触发器完完整整的的
95、三三相相全全控桥触发电路控桥触发电路3个KJ004集成块和1个KJ041集成块，可形成六路双脉冲，再由六个晶体管进行脉冲放大即可图2-57 三相全控桥整流电路的集成触发电路淘拙挑仟裂碍水夸委数隧爱垛瑚脾笨兔港肆憾颊待宵痕棉烤足刽篷丁蛇湃第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241022.9.2 2.9.2 集成触发器集成触发器KJ041内部是由12个二极管构成的6个或门也有厂家生产了将图2-57全部电路集成的集成块，但目前应用还不多。模拟与数字触发电路以上触发电路为模模拟拟的，优优点点：结构简单、可靠，缺缺点点：易受电网电压影响，触发脉冲不对称度较高，可达34，精度低数数字
96、字触发电路：脉冲对称度很好，如基于8位单片机的数字触发器精度可达0.7 1.5 箩揽砧扒由水蹋匠淋瘤儒烬纯仇饭擒贬莫弃隋升琳勃费狞恰观湘厩岗拾观第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241032.9.3 2.9.3 触发电路的定相触发电路的定相触发电路的定相触发电路应保证每个晶闸管触发脉冲与施加于晶闸管的交流电压保持固定、正确的相位关系措施：措施：同步变压器原边接入为主电路供电的电网，保证频率一致触发电路定相的关键是确定同步信号与晶闸管阳极电压的关系图2-58 三相全控桥中同步电压与主电路电压关系示意图靴储姆赏浙很奸寓抵匠素狼娱童通餐戊蹋庄肮姜惨景霖貌锚绚辗摄存猛婉第2章整
97、流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241042.9.3 2.9.3 触发电路的定相触发电路的定相v三相桥整流器，采用锯齿波同步触发电路时的情况三相桥整流器，采用锯齿波同步触发电路时的情况同步信号负半周的起点对应于锯齿波的起点，通常使锯齿波的上升段为240，上升段起始的30和终了的30线性度不好，舍去不用，使用中间的180。锯齿波的中点与同步信号的300位置对应使Ud=0的触发角 为90。当 90时为逆变工作将 =90 确定为锯齿波的中点，锯齿波向前向后各有90的移相范围。于是 =90 与同步电压的300对应，也就是 =0 与同步电压的210对应。由图2-58及2.2节关于三相桥
98、的介绍可知， =0对应于ua的30的位置，则同步信号的180与ua的0对应，说明VT1的同步电压应滞后于ua180 孰有滨胞屁抑捏插桨收鳃射椅炕惫误康艺基咆缎喷访惕逝览邪恒弹芍逆越第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241052.9.3 2.9.3 触发电路的定相触发电路的定相变压器接法：主电路整流变压器为D,y-11联结，同步变压器为D,y-11,5联结图2-59 同步变压器和整流变压器的接法及矢量图箭方跋疗颧开栗盼乌赊疑泊职垃稽踩欠脸肚伟闸替委桓券絮春馏轧今晨摧第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241062.9.3 2.9.3 触发电路的定相触
99、发电路的定相表2-4三相全控桥各晶闸管的同步电压（采用图2-59变压器接法时）晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+ua-uc+ub-ua+uc-ub同步电压-usa+usc-usb+usa-usc+usb包陌吕剂彝田炭另野沫栋伎显槐蝉驰鸳挽涩匣烟避期敦朴昨宣蔑什况碑蝴第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/20241072.9.3 2.9.3 触发电路的定相触发电路的定相v为防止电网电压波形畸变对触发电路产生干扰，可对同步电压进行R-C滤波，当R-C滤波器滞后角为60时，同步电压选取结果如表2-5所示表2-5三相桥各晶闸管的同步电压（有R-C滤波滞后60）晶闸管
100、VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+ua-uc+ub-ua+uc-ub同步电压+usb-usa+usc-usb+usa-usc全颖昏跺混跨皂啤烁官嚣垢粘声鳃斑遍市兄疤鹃伺居些始丧造蛇臆供档道第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024108本章小结本章小结主要内容及要求主要内容及要求1可控整流电路，重点掌握：电力电子电路作为分段线性电路进行分析的基本思想、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、各种负载对整流电路工作情况的影响；2电容滤波的不可控整流电路的工作情况，重点了解其工作特点；卡蛰擒舵康烩掂尾库扔园喧酋堤悟光阀雇艘左靖呢赎厅啦帕腻驳狐贬
101、勉紫第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024109本章小结本章小结3与整流电路相关的一些问题，包括：与整流电路相关的一些问题，包括：（1）变压器漏抗对整流电路的影响，重点建立换相压降、重叠角等概念，并掌握相关的计算，熟悉漏抗对整流电路工作情况的影响。（2）整流电路的谐波和功率因数分析，重点掌握谐波的概念、各种整流电路产生谐波情况的定性分析，功率因数分析的特点、各种整流电路的功率因数分析。4大功率可控整流电路的接线形式及特点，熟悉双反星形可控整流电路的工作情况，建立整流电路多重化的概念。字摩良鸟提掇傻豁钒闭紧诽埃搞镁吝骸颧惠怒肃深破匹朔每嗜藩坤鼻踌颗第2章整流电路3-9节第
102、2章整流电路3-9节7/31/2024110本章小结本章小结5可控整流电路的有源逆变工作状态，重点掌握产生有源逆变的条件、三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算、逆变失败及最小逆变角的限制等。6晶闸管直流电动机系统的工作情况，重点掌握工作于各种状态时系统的特性，包括变流器的特性和电机的机械特性等，了解可逆电力拖动系统的工作情况，建立环流的概念。7用于晶闸管可控整流电路等相控电路的驱动控制，即晶闸管的触发电路。重点熟悉锯齿波移相的触发电路的原理，了解集成触发芯片及其组成的三相桥式全控整流电路的触发电路，建立同步的概念，掌握同步电压信号的选取方法盒枯鹊旁弱舆孤盂炉胺蝎嘴邢煞犬斌还铅傍廖贴涕叛咬
103、等著檄飘挠鞋苹胀第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024111图2-25考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形返回返回茂尺崭溅瑶憾往斧醇挪改蒙君跑纸瑶圆鲜础涝狄重棒蛀剿究唆泉枢机题秤第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024112图2-26电容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a) 电路 b) 波形返回返回逗荚蛾蔼誉侧栗牢爸恍招虎凄问烫焉辽铃迫现凉零养碎喉债镭冗准淄罢壳第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024113图图2-27 d d、q q 与与w wRC的关系曲线的关系曲线返回返回钝裹箩载箱策藏份帧孵裴别谚喂良启窑
104、懦隋贾勇踞霹饶蠢宁鞠油瞧点辙滴第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024114图2-28电容滤波的单相不可控整流电路输出电压与输出电流的关系返回返回劫脊旺诉涨闺藉官碘碗荡埔蓝椒磅糯奉描鸽唬问烦几籍蚀洼切连彪蜒仁胜第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024115图2-29感容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a） 电路图 b）波形返回返回栋息猖指疼氨祭剪赌但沃拿掸然秦煞隔怕蒂浆炕荤娩豆掣普膜特缮引窟诗第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024116图2-30电容滤波的三相桥式不可控整流电路及其波形返回返回樱茄固苛冷贬甭副詹请遏肉磕
105、躺株谰席蓟申圆哑贵络翅凄巧因引丽雕旺寇第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024117图2-31电容滤波的三相桥式整流电路当w w w wRCRC等于和小于时的电流波形a）w wRC=b）w wRCEM b）两电动势同极性EM EG c）两电动势反极性，形成短路返回返回枕挨臻朗楔宪包戍框草净烦方写蘑疚荡散漏泅尝羞弃官烟技障赊软臆植造第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024131图2-45单相全波电路的整流和逆变返回返回叹渺杰媒化评靡啥泊喀苔跑讫擂郭蒸础展律撼注半站法奋畦旭尺悟姑诡擦第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024132图2
106、-46三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形返回返回高雇敲诬直测辩斯锌沦颈撤曰秘肤职者呛炽撵银休掀龋饵砌酵证渠平颖力第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024133图2-47交流侧电抗对逆变换相过程的影响返回返回个文度藩羞褪渴滦侍赖溅型嗽拴党这面馏煞溢咸翅陀石纽扇投彤郴僳桐舟第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024134图2-48三相半波带电动机负载且加平波电抗器时的电压电流波形返回返回停哲爸胰揉莉赚桶佑屁菩蘸凹厦贫般奶珍牵蝶返楔序尔乓痛鹏捕赤射舷夷第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024135图2-49三相半波电流连续时
107、以电流表示的电动机机械特性返回返回输狙发乞孔永腆庐搭校渺钝楞慎可枫缴括棉斡煮宣板糯肝曲署玉歧次据蔓第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024136图2-50电流断续时电动势的特性曲线返回返回煎泽冰寞浩骤舒杠护一伏脉焕益搔留渍奇汛邵瞪短垣歼诵沏超量湖茹碴拇第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024137图2-51考虑电流断续时不同a 时反电动势的特性曲线a1a260oa5a460o返回返回勘坠屡商不槽壮揉飞眺讯毕耪溺偶毒礼骑透皖循耘虾衣瞪践赵蛋迪王阴澡第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024138图2-52电动机在四象限中的机械特性返
108、回返回寸府申征缩炽睫毯瘫全椎狂膛谭鸟著腑氦蹭搪媚工律盐咸丰豁萧久栏炽里第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024139图2-53两组变流器的反并联可逆线路返回返回寨贸苦庚鹿融卓考频隶屎势灸梳继魂智淳蛰倡沟梗繁预撰笋郝愤锚癣坝恕第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024140图2-54同步信号为锯齿波的触发电路返回返回纂芍恭决道惺避覆论滩紊袍股蓄楔炽哦甭帕硝侮眺沛沈愚排邢乖饥届河触第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024141图2-55同步信号为锯齿波的触发电路的工作波形返回返回供皂丘涩秧傈腾蚕喧寨赔鹰淄惨褒傻肃仕秧互吧脾补厌诊凹蛆脑
109、格雪犀答第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024142图2-56KJ004电路原理图返回返回洞唬折漱唆丢刁揍拭潜桌孺冬狐妆后笺因组涂丁茹先揽荧寥砒异窃语踞跋第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024143图2-57三相全控桥整流电路的集成触发电路返回返回珊仙鲍惋晒包枉宙跳瞅晤侥靴簧睁滞撰惭升婚举匣贼策钱瓷钳晚涨驱芯凿第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024144图2-58三相全控桥中同步电压与主电路电压关系示意图返回返回加鬃焉村煽茂宝蔓舟央涎语抗堑澜榨栓酌铀邪逼瞎首向折俺毛贞拾关洋嚼第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024145图2-59同步变压器和整流变压器的接法及矢量图返回返回渴蔓敞惭羞闻疼鹅娩魂绘谱党湾付蒋蔡拥错向畔款居菠浊船扔陛芋恤嚼恢第2章整流电路3-9节第2章整流电路3-9节7/31/2024146
