【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成了第1單元的學(xué)習(xí)，請(qǐng)?jiān)囍饕粋€(gè)單元小結(jié)。下面的要點(diǎn)可能會(huì)對(duì)你有所幫助∶1. 應(yīng)用電力電子技術(shù)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(jié)構(gòu),工作原理,導(dǎo)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(hù)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?，?yīng)用十分廣泛，電路形式多種多樣，各具特色。從各種角度對(duì)整流電路進(jìn)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(jié)構(gòu)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(cè)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(nèi)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(duì)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(chǔ)。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(qū)動(dòng)控制 單元目標(biāo) 通過(guò)本單元內(nèi)容的學(xué)習(xí)，你將能夠∶l 掌握電力電子電路作為分段線性電路進(jìn)行分析的基本思想。l 掌握可控整流電路的原理分析與計(jì)算、各種負(fù)載對(duì)整流電路工作情況的影響。l 熟悉變壓器漏感對(duì)整流電路的影響。l 熟悉大功率整流的特點(diǎn)。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(jì)算、各種負(fù)載對(duì)整流電路工作情況的影響。 理解變壓器漏感對(duì)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(diǎn)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(diǎn) 本單元學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容是222227節(jié)；重點(diǎn)概念是整流、逆變、有源逆變、諧波、相控。 難點(diǎn) 本單元學(xué)習(xí)的難點(diǎn)內(nèi)容是2227節(jié)；單相全控橋式整流電路的原理與計(jì)算、三相全控橋式整流電路的原理分析與計(jì)算、各種負(fù)載對(duì)整流電路工作情況的影響。 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 單相可控整流電路(第1節(jié))l 提示：?jiǎn)蜗嗫煽卣麟娐返慕涣鱾?cè)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(jì)算等，并重點(diǎn)講述不同負(fù)載對(duì)電路工作的影響。l 閱讀 4351頁(yè)(約3學(xué)時(shí))l 難點(diǎn)補(bǔ)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(fù)載的工作情況（如電阻加熱爐、電解、電鍍負(fù)載）：根據(jù)晶閘管導(dǎo)通的兩個(gè)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(shí)角，也稱出發(fā)角或控制角。 ：導(dǎo)通角。由公式（21）可見(jiàn)，隨，移相范圍為180186。調(diào)節(jié)角，即可控制的大小，這種通過(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位角來(lái)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(guò)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(jiàn)，功率因數(shù)是控制角的函數(shù)。當(dāng)時(shí)， 單相半波可控整流帶電感負(fù)載的工作情況（生產(chǎn)實(shí)踐中，大多數(shù)的負(fù)載為阻感負(fù)載，如各種電機(jī)的勵(lì)磁繞組、電磁鐵線圈等。若，稱為電感負(fù)載，例如電機(jī)的勵(lì)磁繞組）：分析整流電路帶阻感負(fù)載工作情況的關(guān)鍵是：電感對(duì)電流變化有抗拒作用，所以流過(guò)電感的電流不能突變。工作波形見(jiàn)圖22所示。為解決當(dāng)較大時(shí)，平均值較小的矛盾，在整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，這樣， 中不再出現(xiàn)負(fù)的部分。若L足夠大，即負(fù)載為電感負(fù)載，在VT關(guān)斷期間，VDR可持續(xù)導(dǎo)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(diǎn)是簡(jiǎn)單，但輸出脈動(dòng)大，變壓器二次側(cè)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(shè)備的容量。實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路。分析該電路的主要目的在于利用其簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)，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(diǎn)內(nèi)容） 帶電阻負(fù)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(duì)橋臀，vT2和vf3組成另一對(duì)橋臂。注意：晶閘管vTl和VT2的工作狀態(tài)應(yīng)該是互異的，VT3和VT4也同理。基本數(shù)據(jù)分析： （26） 輸出電流平均值：電流平均值：流過(guò)晶閘管的電流平均值： （27）流過(guò)晶閘管的電流有效值： （28）輸出電流有效值： （29）2． 阻感負(fù)載的工作情況負(fù)載中有電感存在使負(fù)載電流不能突變，電感對(duì)負(fù)載電流起平波作用，假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流連續(xù)且波形近似為一水平線，其波形如圖26b所示?；緮?shù)據(jù)分析： （210） 的移相范圍為90186。晶闡管導(dǎo)通角與無(wú)關(guān)，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(fù)各180186。的矩形波。 3．帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況當(dāng)忽略主電路各部分的電感，只有在瞬時(shí)值的絕對(duì)值大于反電動(dòng)勢(shì)即時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)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(gè)導(dǎo)電回路中有1個(gè)晶閘管和1個(gè)二極管。如圖210所示，為避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象，實(shí)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(cè)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(jì)算等，并重點(diǎn)講述不同負(fù)載對(duì)電路工作的影響。l 閱讀 5159頁(yè)(約3學(xué)時(shí))l 難點(diǎn)補(bǔ)充解釋一、三相半波可控整流電路特點(diǎn)：三個(gè)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(diǎn)。帶電阻負(fù)載：基本數(shù)量關(guān)系：三相半波可控整流電路阻性負(fù)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(jiàn)公式（218）、（219）。的移相范圍為150186。阻感負(fù)載：假設(shè)L值極大，整流電流連續(xù)且波形基本為水平線?；緮?shù)量關(guān)系： （211） （212） （214） （215）三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。二、三相橋式全控整流電路（重點(diǎn)內(nèi)容） 目前在各種整流電路中，應(yīng)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(xí)慣將其中陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管(VTVTVT5)稱為共陰極組；陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管(VTVTVT2)稱為共陽(yáng)極組。按此編號(hào)，晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)閂T1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6。帶電阻負(fù)載：特點(diǎn)見(jiàn)書55頁(yè)。輸出波形見(jiàn)圖212221?；緮?shù)量關(guān)系：電流連續(xù)時(shí)（）， （216）電流斷續(xù)時(shí)（）， （217） 的移相范圍是120?。帶感性負(fù)載當(dāng)時(shí)，波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，區(qū)別在于負(fù)載電流波形不同。當(dāng)電感足夠大時(shí)，可近似為一水平線。如圖22224?；緮?shù)量關(guān)系： （218）移相范圍為90?。 （219）實(shí)際上變壓器繞組總有漏感，該漏感可用一個(gè)集中的電感LB表示，并將其折算到變壓器二次側(cè),因此換相過(guò)程不能瞬間完成，而是會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。漏感對(duì)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(lái)說(shuō),變壓器漏感的作用，利：限制短路電流，使電流變化相對(duì)緩和，對(duì) 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(wú)功功率(reactive)，會(huì)對(duì)公用電網(wǎng)帶來(lái)不利影響：1)無(wú)功功率會(huì)導(dǎo)致電流增大和視在功率增加，導(dǎo)致設(shè)備容量增加。2)無(wú)功功率增加，會(huì)使總電流增加，從而使設(shè)備和線路的損耗增加。3)使線路壓降增大，沖擊性無(wú)功負(fù)載還會(huì)使電壓劇烈波動(dòng)。電力電子裝置還會(huì)產(chǎn)生諧波，對(duì)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(guò)中性線會(huì)使線路過(guò)熱甚至發(fā)生火災(zāi)。 2)諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過(guò)熱，使變壓器局部嚴(yán)重過(guò)熱，使電容器、電纜等設(shè)備過(guò)熱、使絕緣老化、壽命縮短以至損壞。 3)諧波會(huì)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(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確。 5)諧波會(huì)對(duì)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(wú)源逆變把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，這種對(duì)應(yīng)于整流的逆向過(guò)程，定義為逆變(Invertion)。把直流電逆