【文章內(nèi)容簡介】 α =0176。 波形 uab uac uab uac ubc uba uca ucb uab ? ud一周期 脈動(dòng) 6次 ，稱 該電路為 6脈波整流電路 １．電阻性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 uab uac uab uac α α =60176。 a60176。 負(fù)載電流斷續(xù) １．電阻性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 α =90176。 uac ua/2 uac α uab ubc uab 移相范圍 : 0 ≤ a 120176。 １．電阻性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 uab uac uab uac α α =60176。 (1) 0176。 ≤ α ≤60 176。 ◆ 數(shù)量關(guān)系 aaa????a?a?c o o c o s63)(s i n23312223232LdUUUtdtUU????? ???１．電阻性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 α uab ◆ 數(shù)量關(guān)系 (２ ) 60176。 ＜ α ≤120 176。 )]3c o s (1[)]3c o s (1[63)(s i n23312232a?a??????a????????? ??UUtdtUUdα =90176。 波形 2．電感性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 當(dāng) 0176。 ≤ α ≤60 176。 時(shí)，由于負(fù)載電壓、電流連續(xù)，這時(shí)輸出電壓 ud波形與電阻性負(fù)載一樣 . 當(dāng) α 60176。 時(shí)，由于電感負(fù)載作用 , 負(fù)載輸出電壓 ud波形出現(xiàn)負(fù)的電壓部分 . α =90176。 波形 α uab 2．電感性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 α =90176。 波形 α uab 整流輸出電壓平均值： aaa????a?a?c o o c o s63)(s i n23312223232LdUUUtdtUU????? ???負(fù)載電流連續(xù)時(shí) ,有 : 2．電感性負(fù)載 三相橋式可控整流電路 晶閘管電流有效值 : dT II 31?負(fù)載電流連續(xù) id≈ Id有 : 變壓器副邊相電流有效值 : dT II 32?2．電感性負(fù)載 設(shè)負(fù)載要求最高電壓為 Udmax 晶閘管最小觸發(fā)角為 amin m i n2m a x c o aUU d ?m i nm a x2 c adUU ?濾波電感值計(jì)算 : 通常根據(jù)輸出最小電流值時(shí)電流應(yīng)臨界連續(xù)來確定 . 變壓器副邊電壓計(jì)算 : 對(duì)三相橋式整流電路 ,濾波電感值最小值為 : )(m i n2m i n mHIULd?？ 相控整流電源設(shè)計(jì) (1)選擇整流電路 整流電路選擇主要原則： ① 整流器開關(guān)元件的電流容量和電壓容量做到充分利用 。 ② 整流器直流側(cè)的紋波越小越好 ， 以減小整流直流電壓的脈動(dòng)分量 ， 從而減少或省去平波電抗器 。 ③ 使整流器引起的交流側(cè)諧波電流 ， 特別是低次諧波電流越小越好 ， 以保證整流器有較高的功率因數(shù) ， 減小對(duì)電網(wǎng)和弱電系統(tǒng)的干擾 。 ④ 整流變壓器的容量應(yīng)得到充分利用 ， 并避免產(chǎn)生磁通直流分量 。 相控整流電源設(shè)計(jì) (2)計(jì)算整流變壓器參數(shù) ① 變壓器副邊線電壓 、 電流的計(jì)算 。 ② 變壓器原邊線電壓的確定及線電流的計(jì)算 。 (3)開關(guān)器件的選用與計(jì)算原則 ① 計(jì)算每臂開關(guān)管的正反向峰值電壓 。 ② 計(jì)算每臂器件的電流 。 ③ 根據(jù)整流器的用途 、 使用場合及特殊要求確定電流和電壓的安全裕量系數(shù) 。 ④ 根據(jù)開關(guān)器件參數(shù) 、 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)選用開關(guān)器件 。 相控整流電源設(shè)計(jì) (4) 主要部件和器件的計(jì)算及選用 ① 電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)； ② 觸發(fā)器的選用； ③ 確定電壓、電流檢測方式； ④ 平波電抗器的計(jì)算。 (5) 保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 保護(hù)系統(tǒng)是整流裝臵的重要組成部分 ， 其功能就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)并切除故障 ， 防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大 ， 造成重大經(jīng)濟(jì)損失 。 保護(hù)系統(tǒng)主要包括過壓抑制 ， 過流及負(fù)載短路保護(hù) ， 電壓電流上升率的限制等 。 例 設(shè)計(jì)一直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用晶閘管整流裝臵， 設(shè)計(jì)要求有 : ① 負(fù)載要求 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A， 并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 ② 整流器的電源參數(shù) 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 試確定整流裝臵主要電參數(shù) . 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 解 : (1)整流器主電路設(shè)計(jì) KWIUP ddd 2 0 ????因?yàn)?Pd＞ 5KW，所以采用三相橋式整流電路且?guī)д髯儔浩? 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 解 : (2)晶閘管的選擇 ①電流參數(shù)的選取 電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中電流最大，因此以啟動(dòng)電流作為晶閘管電流參數(shù)計(jì)算的依據(jù)。 )(35603131 AII dT ????有效值： )( )( AII TAVT ???晶閘管通態(tài)平均電流： 取安全裕量２，可取晶閘管額定電流為 50A 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 解 : 在三相橋式整流整流電路中，晶閘管承受的峰值電壓為 ， U2為變壓器二次側(cè)相電壓有效值。 2U6V2 2 0c o ?? dd UUU a② 電壓參數(shù)的選取 )V()30c o (22030c o i n2 ?????? dUU為可靠換相，取 α min = 30176。 ，則 )V( i n22 ?? UU因?yàn)榇嬖?177。 10％的波動(dòng)，所以 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 解 : ② 電壓參數(shù)的選取 )V( i n22 ?? UU)V(2946 2 ?U晶閘管承受的峰值電壓值： 取安全裕量為２，則晶閘管電壓值為 588V。晶閘管的確額定電壓選取 700V. 可選晶閘管型號(hào)為 KP50700。 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 解 : )A( ???? dII)K V A( 222 ????? IUS)A( 80 201221 ???? U IUI(3)變壓器的設(shè)計(jì) ①變壓器容量計(jì)算 根據(jù)負(fù)載要求可知 Id =25A變壓器相電流有效值為： S1 =S2 =，取 S為 。 取 I1=7A U1=380V I2=21A U2=120V S= 變壓器原邊電流： 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動(dòng)電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時(shí) ， 電流仍然連續(xù) 。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動(dòng) 177。 10％。 解 : )mH(m i n2 ????dIUL平波電抗器?。?L=28(mH) IL=Id=25A (4)平波電抗器的計(jì)算 最小平波電抗器值的計(jì)算公式 : )mH(m i n2dIUL ? 變壓器漏感對(duì)相控整流電路的影響 變壓器漏感的影響 : 電感電流不能突變 ,因此 ,當(dāng) 負(fù)載電流從 A相換相到 B相時(shí)， A相電流逐漸減小，而 B相電流是從零逐步增大，這個(gè)過程稱為 換相過程 。 考慮變壓器漏感的三相半波共陰極整流電路 換相過程所對(duì)應(yīng)的時(shí)間用電角度表示，叫 換相重疊角 ，用 γ 表示。 變壓器漏感對(duì)相控整流電路的影響 考慮變壓器漏感的三相半波共陰極整流電路 sim ? 換相過程影響 : (1)輸出電壓降低 (2)換相時(shí)間長短 與漏感大小有關(guān) , 與負(fù)載電流大小有關(guān) 2bad uuu ??換相過程分析 換相過程等效電路 : VT1?VT2 設(shè)控制角為 a. 經(jīng) VT1~VT2回路電流為 ik 設(shè)負(fù)載電感較大 ,負(fù)載電流基本上為常數(shù) . dtdiLuudtdiLuukBdbkBda????dtdiLuu kBab 2??回路電流為 ik從 0增加到 Id時(shí)換相過程結(jié)束 . 求得 ik即可算出 換相重疊角 2baduuu ??換相期間， ik=ib 換相過程分析 以自然換相點(diǎn)作為時(shí)間原點(diǎn) : )3c os (2 2 ?? ?? tUu a)3c os (2 2 ?? ?? tUu btUuu ab ?? s in3s in22 2??t 換相過程等效電路 當(dāng)觸發(fā)脈沖到來到換流結(jié)束時(shí)，回路電流為 ik從0增加到 Id. 換相過程分析 換相壓降計(jì)算： dBdBIkBkBkBbbdbdIXILdiLtddtdiLtddtdiLuutduuUd????????????aa?aa?aa232323)(23)()]([23)()(3210?????????????????t 換相過程等效電路 換相過程分析 換相壓降計(jì)算： t 換相壓降與漏感及負(fù)載電流大小成正比 BB LX ??其中變壓器漏抗 : 換相過程等效電路 dBdbdIXtduuU????aa23)()(321???? ??換相過程分析 換相重疊角 ?的計(jì)算 tUuu ab ?? s in3s in22 2??dtdiLuu kBab 2??因?yàn)?: )(s i n3s i n21 2 tdtULdiBk ?????t 換相過程等效電路 ?????aa????)(s i n3s i n2 20tdtLUdiBIkd)]c o s ([ c o s3s in2 2?aa????Bd XUI換相過程分析 au換相重疊角 ?的計(jì)算 )]c o s ([ c o s3s in2 2?aa????Bd XUI3s in2)c os (c os2??aa UXI Bd???換相過程等效電路 相控整流電路換向壓降和換向重疊角的計(jì)算 電路 換向壓降 單相橋式 m=2 兩相半波 m=2 三相半波 m=3 三相全橋 m=6 ΔUB )c os (c os ??a?adB IL??2dB IL??1dB IL??23dB IL??322UIL dB?22UIL dB?262UIL dB?262UIL dB?（ U2為相電壓有效值） 返回 3. 4 不可控整流電路 ■ 基本特點(diǎn)： 電路中的電力電子器件采用 整流二極管。 ? 這類電路也稱為 二極管整流電路 。常采用電容慮波。 ■ 交 —直 —交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場合大都采用 不可控整流電路 。 ■ 最常用的是 單相橋式 和 三相橋式 兩種接法。 3. 4