【文章內容簡介】 成了第1單元的學習，請試著作一個單元小結。下面的要點可能會對你有所幫助∶1. 應用電力電子技術器件的系統(tǒng)組成2. 電力電子器件的分類3. 電力二極管的工作原理以及分類4. 晶閘管的結構,工作原理,導通條件,工作特性以及參數(shù)5. 典型全控型晶閘管的基本特性6. 晶閘管觸發(fā)電路7. 電力電子器件的保護和串并聯(lián)使用第二章 整流電路（Rectifier） 概述 整流電路(Rectifier)是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它將交流電變?yōu)橹绷麟?，應用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色。從各種角度對整流電路進行分類，主要分類方法有：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種；按電路結構可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入相數(shù)分為單相、三相電路和多相電路；按變壓器二次側電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。 單元內容 該單元包括教材第二章的21，22，23，25，26， 27，29節(jié)。 21節(jié)∶敘述單相可控整流電路。 22節(jié)∶分析三相橋式全控整流電路。23節(jié)∶介紹變壓器漏感對整流電路的影響。25節(jié)：整流電路的諧波和功率因數(shù)分析基礎。26節(jié)：介紹大功率可控整流電路。27節(jié)：整流電路的有源逆變工作狀態(tài)分析29節(jié)：相控電路的驅動控制 單元目標 通過本單元內容的學習，你將能夠∶l 掌握電力電子電路作為分段線性電路進行分析的基本思想。l 掌握可控整流電路的原理分析與計算、各種負載對整流電路工作情況的影響。l 熟悉變壓器漏感對整流電路的影響。l 熟悉大功率整流的特點。l 掌握產(chǎn)生有源逆變的條件以及工作分析。l 熟悉鋸齒波移相觸發(fā)電路的原理。 掌握可控整流電路的原理分析與計算、各種負載對整流電路工作情況的影響。 理解變壓器漏感對整流電路的影響。 了解整流電路的諧波(harmonics)和功率因數(shù)。 理解可控整流電路的有源逆變工作狀態(tài)，重點掌握產(chǎn)生有源逆變的條件 了解鋸齒波移相觸發(fā)電路的原理 重點 本單元學習的重點內容是222227節(jié)；重點概念是整流、逆變、有源逆變、諧波、相控。 難點 本單元學習的難點內容是2227節(jié)；單相全控橋式整流電路的原理與計算、三相全控橋式整流電路的原理分析與計算、各種負載對整流電路工作情況的影響。 學習指導 單相可控整流電路(第1節(jié))l 提示：單相可控整流電路的交流側接單相電源，本節(jié)講述幾種典型的單相可控整流電路，包括其工作原理、定量計算等，并重點講述不同負載對電路工作的影響。l 閱讀 4351頁(約3學時)l 難點補充解釋一、單相半波可控整流電路 回憶單相半波不可控整流電路：輸出電壓平均值為： 單相半波可控整流帶電阻負載的工作情況（如電阻加熱爐、電解、電鍍負載）：根據(jù)晶閘管導通的兩個基本條件，圖21整流電路輸出電壓波形為圖21d）所示。 直流輸出電壓平均值為： （21）其中 ：觸發(fā)延時角，也稱出發(fā)角或控制角。 ：導通角。由公式（21）可見，隨，移相范圍為180186。調節(jié)角，即可控制的大小，這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位角來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相控方式。 （22）整流輸出電壓有效值為： （23）流過晶閘管的電流有效值為： （24）晶閘管承受的最大電壓為： （25）根據(jù)功率因數(shù)的定義，有： 可見，功率因數(shù)是控制角的函數(shù)。當時， 單相半波可控整流帶電感負載的工作情況（生產(chǎn)實踐中，大多數(shù)的負載為阻感負載，如各種電機的勵磁繞組、電磁鐵線圈等。若，稱為電感負載，例如電機的勵磁繞組）：分析整流電路帶阻感負載工作情況的關鍵是：電感對電流變化有抗拒作用，所以流過電感的電流不能突變。工作波形見圖22所示。為解決當較大時，平均值較小的矛盾，在整流電路的負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管，這樣， 中不再出現(xiàn)負的部分。若L足夠大，即負載為電感負載，在VT關斷期間，VDR可持續(xù)導通，使連續(xù)，且波形接近一條水平線，如圖24f所示。單相半波可控整流電路的特點是簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側電流中含直流分量，造成變壓器鐵心直流磁化。為使變壓器鐵心不飽和，需增大鐵心截面積，增大了設備的容量。實際上很少應用此種電路。分析該電路的主要目的在于利用其簡單易學的特點，建立起整流電路的基本概念。二、單相橋式全控整流電路（重點內容） 帶電阻負載的工作情況 在單相橋式全控整流電路中，晶閘管vTl和vT4組成一對橋臀，vT2和vf3組成另一對橋臂。注意：晶閘管vTl和VT2的工作狀態(tài)應該是互異的，VT3和VT4也同理?；緮?shù)據(jù)分析： （26） 輸出電流平均值：電流平均值：流過晶閘管的電流平均值： （27）流過晶閘管的電流有效值： （28）輸出電流有效值： （29）2． 阻感負載的工作情況負載中有電感存在使負載電流不能突變，電感對負載電流起平波作用，假設負載電感很大，負載電流連續(xù)且波形近似為一水平線，其波形如圖26b所示。基本數(shù)據(jù)分析： （210） 的移相范圍為90186。晶闡管導通角與無關，均為180186。其電流波形如圖26b所示，平均值和有效值分別為：和。變壓器二次電流為正負各180186。的矩形波。 3．帶反電動勢負載時的工作情況當忽略主電路各部分的電感，只有在瞬時值的絕對值大于反電動勢即時，才有晶閘管承受正電壓，有導通的可能。波形如圖27b所示。三、單相橋式半控整流電路 在單相橋式全控整流電路中，每一個導電回路中有1個晶閘管和1個二極管。如圖210所示，為避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象，實用中需加續(xù)流二極管VDR。 l 提示：三相可控整流電路的交流側接三相電源，本節(jié)講述幾種典型的三相可控整流電路，包括其工作原理、定量計算等，并重點講述不同負載對電路工作的影響。l 閱讀 5159頁(約3學時)l 難點補充解釋一、三相半波可控整流電路特點：三個晶閘管分別接入a、b、c三相電源，采用共陰極接法。輸出波形如圖213所示。概念：自然換相點。帶電阻負載：基本數(shù)量關系：三相半波可控整流電路阻性負載，電流波形有連續(xù)和斷續(xù)之分，故整流輸出電壓平均值也不相同。見公式（218）、（219）。的移相范圍為150186。阻感負載：假設L值極大，整流電流連續(xù)且波形基本為水平線?；緮?shù)量關系： （211） （212） （214） （215）三相半波可控整流電路的主要缺點在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應用較少。二、三相橋式全控整流電路（重點內容） 目前在各種整流電路中，應用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路，其原理圖如圖217所示，習慣將其中陰極連接在一起的3個晶閘管(VTVTVT5)稱為共陰極組；陽極連接在一起的3個晶閘管(VTVTVT2)稱為共陽極組。按此編號，晶閘管的導通順序為VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6。帶電阻負載：特點見書55頁。輸出波形見圖212221?；緮?shù)量關系：電流連續(xù)時（）， （216）電流斷續(xù)時（）， （217） 的移相范圍是120?。帶感性負載當時，波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負載時十分相似，區(qū)別在于負載電流波形不同。當電感足夠大時，可近似為一水平線。如圖22224。基本數(shù)量關系： （218）移相范圍為90?。 （219）實際上變壓器繞組總有漏感，該漏感可用一個集中的電感LB表示，并將其折算到變壓器二次側,因此換相過程不能瞬間完成，而是會持續(xù)一段時間。漏感對整流電路的影響為:1)出現(xiàn)換相重疊角g ,整流輸出電壓平均值降低.2)整流電路的工作狀態(tài)增多.總的來說,變壓器漏感的作用，利：限制短路電流，使電流變化相對緩和，對 di/dt 和 du/dt 值的限制有利。弊：使電網(wǎng)波形畸變，加大干擾；使功率因數(shù)降低。(harmonics)和功率因數(shù)（課本第五小節(jié)） 許多電力電子裝置要消耗無功功率(reactive)，會對公用電網(wǎng)帶來不利影響：1)無功功率會導致電流增大和視在功率增加，導致設備容量增加。2)無功功率增加，會使總電流增加，從而使設備和線路的損耗增加。3)使線路壓降增大，沖擊性無功負載還會使電壓劇烈波動。電力電子裝置還會產(chǎn)生諧波，對公用電網(wǎng)產(chǎn)生危害，包括： 1)諧波使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，降低效率，大量的3次諧波流過中性線會使線路過熱甚至發(fā)生火災。 2)諧波影響各種電氣設備的正常工作，使電機發(fā)生機械振動、噪聲和過熱，使變壓器局部嚴重過熱，使電容器、電纜等設備過熱、使絕緣老化、壽命縮短以至損壞。 3)諧波會引起電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大。 4)諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并使電氣測量儀表計量不準確。 5)諧波會對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。(課本第七小節(jié))：逆變、有源逆變、無源逆變把直流電轉變成交流電，這種對應于整流的逆向過程，定義為逆變(Invertion)。把直流電逆