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电力电子技术学习笔记

电力电子技术学习笔记

更新于2018-11-30

整流电路

单相桥式不控整流

VT2和VT3将负半周期的正弦波变成正电压加在负载两端直流电压Ud,一个周期脉动两次环流/换相点:器件切换状态,对应正弦电压的过零点二极管为不控器件,其通断由所加电压决定,器件自然切换通断,因此其换向点叫自然换相/流点任何一个晶闸管电路,所有晶闸管换成二极管时的环流/换相点即为自然换流/相点

单相桥式全控整流

共同点:一个正弦周期内,变压器二次侧电流正、负两个半周期电流方向相反且波形对称,因此平均值为0,即直流分量为0,不存在直流磁化问题,直流磁化影响变压器的利用率。

整流期间,负载两端的电压反向、电流方向均不变;但二次侧电压、电流方向一直是周期变化的,就是有正有负,方向改变,所以不存在直流分量。而单半控整流电路,只有一个晶闸管,非桥式,不能起到变换电流方向作用,因此变压器二次侧会存在脉动且电流方向恒定的直流分量,造成直流磁化。

一组串联晶闸管导通时,另一组晶闸管为截止状态

改变触发延迟角(alpha)即可改变整流输出电压大小(U_d),这种方式叫做相控

移相范围:改变(alpha)使整流输出电压平均值从最大值降到最小值的变化范围。

晶闸管承受电压的问题

当一组晶闸管截止,另一组晶闸管的触发脉冲没到之前,两组晶闸管全部截止。负载电压、电流均为0,电阻看成导线,两组晶振管,每组串联后并联在二次侧,晶闸管等效成阻抗元件,故每个晶振管此时承受的电压为(1/2U_d),即此刻晶闸管承受的正反向电压中,正向电压即为最大正向电压、串联导通时,导通组每个晶闸管承受电压为0;截止组必然承受反向电压,且承受最大反向电压为$ sqrt{2}U_rms$

电阻负载下,负载两端的电压电流保持保持波形同步,为周期变化且不含有反压的正弦b半波的一部分,脉动的馒头波;变压器二次侧电压和电流同步,电压周期变化正负均有的正弦波;电流周期变化正负均有的正弦波的一部分

触发角和导通角的关系:(heta=pi-alpha)

参数计算

积分范围:a-PI

    整流输出电压平均值

    电流积分除以周期

    根据(alpha)判断移相范围为0-180

    整流输出电流平均值

    根据电压平均值去算

    整流输出电流有效值

    电流平方积分除以周期再开根号

    每个晶闸管平均电流

    因晶闸管轮流导通,所以为输出平均电流的一半;本质上就是一半的积分值

    每个晶闸管有效值

    关健搞清楚输出的波形

    因晶闸管轮流导通,所以为输出电流有效值的(1/sqrt2)倍,因为一半的积分值需要开方才是有效值

    变压器二次侧电流

    正负均有,和二次侧电压波形同步

阻感负载

在一组晶闸管截止,且另一组晶闸管的触发脉冲尚未到来时,因电感储能,电流在自然换向点处不断续,实现续流,原本应该截止(全部截止)并且承受一半反压的晶闸管组此刻在绪流二极管的作用下未关断(仍导通),二次侧过零点后的反向电压仍能加到负载上,因此负载上出现反压。一旦另一组晶闸管导通,原本导通的晶闸管组因立刻承受最大反向反压儿截止。阻感负载下,负载两端的电压电流波形类型不同,电压为周期变化且含有反压的正弦波的一部分;电流因大电感存在变成平直的直流。变压器的二次侧电压为正负均有的正弦波;电流为正负均有的平直的直流。这里的直流方向会周期变化,只不过大小平直,其实还是交流,因此不会造成变压器直流磁化。周期仍然可以PI去积分,积分范围 a-PI+a移相范围看计算结果

参数计算

移相范围

整流输出电压平均值

积分

整流输出电流平均值

除法

整流输出电流有效值

输出直流,有效值等于平均值

晶闸管电流平均值

整流输出电流平均值的一半

晶闸管电路有效值

整流输出电流有效值(1/sqrt2)

二次侧电流波形

大电感情况下,为平直的正负均有的直流矩形波

欢迎阅读本文章: 李宝琴

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