電力電子裝置的諧波分析畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)
2025-07-20 04:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。② 半控整流電路仍然假設交流側(cè)電抗為零，而直流電感為無窮大， (a)所示。該電路是由晶閘管和二極管組成的，它實際上是將單相橋式全控整流電路下面兩個橋臂的晶閘管換成了二極管。假設電路已經(jīng)工作在穩(wěn)態(tài)，=時刻晶閘管VT1加觸發(fā)脈沖，電源電壓經(jīng)VT1和VD4向負載供電，當電源電壓過零變負時，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導通。但因a點電位低于b點，則電流流經(jīng)VD2，電流不再流經(jīng)電源，而是由VT1和VD2續(xù)流。此階段，ud =0，不像全控橋電路出現(xiàn)ud為負的情況。電源電壓負半軸分析與正半周類似。得出整流電壓ud、 (b)所示?？梢钥闯?，其交流側(cè)電流的波形只與觸發(fā)延遲角有關(guān)。因此，其基波和各次諧波有效值也必然是由決定的[2]。 (a) 電路 (b) 波形 單相半控整流電路及相應波形 (b)所示的電流i分解為傅立葉級數(shù)，可得： ()其中， ()： ()，令=0，代入可得： ()，說明在=0時，單相橋式半控與全控整流電路工作原理相同，是互為等效電路的。：電流中除基波外也含有奇數(shù)次諧波，各次諧波的有效值不再與諧波次數(shù)成反比，而是與延遲觸發(fā)角有關(guān)。③ 不控整流電路單相橋式不控整流電路四個橋臂都為二極管。 單相不控整流電路該電路實際上就是單相全控整流電路在=0時的工作狀態(tài)，交流側(cè)電流諧波含量與延遲觸發(fā)角無關(guān)，則可以得出單相橋式不控整流電路的交流側(cè)電流基波和各次諧波有效值與單相橋式全控整流電路的相同，表達式如下所示：(2) 三相橋式整流電路① 全控整流電路。同樣，交流側(cè)電抗為零，直流電感Ld為無窮大。設電源為三相正序平衡電源。以一相電流為例，則交流側(cè)相電流是正負半周各為120的方波，正負半波間隔為60[3]。 三相全控整流電路 三相橋式全控整流電路的電壓及電流波形以a相電流為例，可得： ()若以a相電壓過零點為時間零點，則有： ()，不論時間原點的位置取在哪里，因為波形未變，所以基波和各次諧波的幅值也不變，只是如果時間原點左移了角，則基波初相角減少了，各次諧波分量的初相角減少了n。： ()：電流中僅含有6k1(k為正整數(shù))次諧波，各次諧波有效值與諧波次數(shù)成反比，且與基波有效值的比值為諧波次數(shù)的倒數(shù)。② 半控整流電路有時在工礦企業(yè)中采用比三相全控橋更為簡單的電路[4,5]， (a)所示，即用一組二極管代替一組晶閘管。為控制方便，共陰極組采用晶閘管，共陽極采用二極管。當=0，其工作方法與全控橋一樣。當不太大，輸出電壓仍連續(xù)時，共陰極晶閘管需要經(jīng)觸發(fā)脈沖才能導通換相，而共陽極的二極管則在自然換相點處換相。如果負載電感足夠大，電流為恒穩(wěn)直流，其情況與全控橋時相似，各相電流正負半波各為，但正負半波間隔不再是60，而是60與60。在較大時，為完善電路工作性能，有時在負載端接續(xù)流二極管， (b)所示。接入續(xù)流二極管后，當60，輸出電壓波形連續(xù)，續(xù)流二極管不工作，分析與沒有續(xù)流二極管時相同， (a)所示。當60時，整流電壓波形不再連續(xù)，由于電感的作用，負載電流仍為持續(xù)的恒穩(wěn)直流，晶閘管和二極管在每個周期內(nèi)導通180，其余時間為續(xù)流二極管導通以維持負載電流連續(xù)。即續(xù)流二極管導通時間為180。a相電流正、負半波均是底為180，高為Id的方波，正、負半波間隔分別為60與60， (b)所示。 (a) 直流側(cè)不接續(xù)流二極管 (b) 直流側(cè)接續(xù)流二極管 三相橋式半控整流電路(a) 60 (b) 60 三相橋式半控整流電路的電壓、電流波形以a相電流為例。設60180， (b)所示的電流ia分解為傅立葉級數(shù)，得到基波和各次諧波有效值的統(tǒng)一表達式。 ()令n=1，： ()當計算出的諧波電流為負值時，取其絕對值即可。：電流中次的諧波不存在。除含有次的特征諧波外，電流中還含有的非特征諧波。③ 不控整流電路三相橋式不控整流電路其實質(zhì)就是把三相全控橋中的晶閘管全部換成二極管。 三相橋式不控整流電路，其諧波分析與對應的全控整流橋一致，相當于=0時的特殊情況，即可得出三相橋式不控整流電路的基波和各次諧波電流表達式分別為： 計及換相過程的情形計及換相過程但忽略直流側(cè)電流脈動，就是考慮交流側(cè)電抗不為零，但直流電感仍假設為無窮大[6]。本文以三相橋式全控整流電路為例進行分析推導。，LB為各相交流側(cè)電感。 計及換相過程的三相橋式全控整流電路假設電源為三相平衡正弦電壓，取VT6導通，從VT5向VT1換相的情況，由于交流側(cè)電感的存在，交流電流不能突變，換相過程ia從零增大到Id，換相完成。，以觸發(fā)延遲角處為時間零點，則有： 計及換相過程的三相橋式全控整流波形換相過程應滿足如下方程 ()，可以得出： ()其中，為交流側(cè)電抗。另外，： ()其中，為換相重疊角。經(jīng)過以上分析計算，以a相電流的正半周期為例，其表達式如下： ()，得到a相電流的基波和各次諧波電流有效值的表達式分別為： () ()其中，n=6k1，k為正整數(shù)。：交流側(cè)電流中除含有基波外，仍然只含有(k為正整數(shù))次諧波。 計及直流側(cè)電流脈動時的情形考慮直流側(cè)電流的脈動，即考慮直流側(cè)電感量為有限值。這里又分為是否忽略換相過程這兩種情況，以下將以三相橋式全控整流電路為例，分別推導一種近似計算交流
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