【文章內(nèi)容簡介】 。有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的 di/dt。（ 4） 換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的 du/dt， 可能使晶閘管誤導通，為此必須加吸收電路。（ 5） 換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。216。 許多電力電子裝置要消耗無功功率，會對公用電網(wǎng)帶來不利影響：216。 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：216。 許多國家都發(fā)布了限制電網(wǎng)諧波的國家標準，或由權(quán)威機構(gòu)制定限制諧波的規(guī)定。國家標準（GB/T1454993）《 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》從1994年 3月 1日起開始實施。 整流電路的諧波和功率因數(shù) 諧波和無功功率分析基礎1.諧波滿足狄里赫利條件，可分解為傅里葉級數(shù)216?；ǎ?fundamental） —— 在傅里葉級數(shù)中，頻率與工頻相同的分量216。諧波 —— 頻率為基波頻率大于 1整數(shù)倍的分量216。諧波次數(shù) —— 諧波頻率和基波頻率的整數(shù)比216。n次諧波電流含有率以 HRIn（ HarmonicRatioforIn） 表示216。電流諧波總畸變率 THDi（ TotalHarmonicdistortion） 定義為Ih總諧波電流有效值2.功率因數(shù)正弦電路中的情況 :電路的有功功率就是其平均功率 ：216。視在功率為電壓、電流有效值的乘積，即 S=UI216。無功功率定義為： Q=U I sinj216。功率因數(shù) ? 定義為有功功率 P和視在功率 S的比值：216。此時無功功率 Q與有功功率 P、 視在功率 S之間有如下關(guān)系：216。功率因數(shù)是由電壓和電流的相位差 j 決定的 ： ? =cosj非正弦電路中的情況216。有功功率、視在功率、功率因數(shù)的定義均和正弦電路相同216。公用電網(wǎng)中，通常電壓的波形畸變很小，而電流波形的畸變可能很大。因此，不考慮電壓畸變，研究電壓波形為正弦波、電流波形為非正弦波的情況有很大的實際意義。216。設正弦波電壓有效值為 U， 畸變電流有效值為 I， 基波電流有效值及與電壓的相位差分別為 I1和 j 1。 這時有功功率為： P=U I1 cosj1216。功率因數(shù)為：216。 非正弦電路的無功功率216。 定義很多，但尚無被廣泛接受的科學而權(quán)威的定義216。 一種簡單的定義是仿照式（ ）給出的：216。 這樣定義的無功功率 Q反映了能量的流動和交換，目前被較廣泛的接受，但該定義對無功功率的描述很粗糙。 216?；ㄒ驍?shù) —— n =I1/ I， 即基波電流有效值和總電流有效值之比216。位移因數(shù)（基波功率因數(shù)） —— cosj 1216。 也可仿照式（ Q=U I sinj）定義無功功率，采用符號 Qf， 忽略電壓中的諧波時有： Q f =U I 1 sinj 1 216。 在非正弦情況下， ，因此引入畸變功率 D，使得：216。 比較可得：216。 忽略電壓諧波時216。 這種情況下， Q f為由基波電流所產(chǎn)生的無功功率， D是諧波電流產(chǎn)生的無功功率。 帶阻感負載時可控整流電路交流側(cè)諧波和功率因數(shù)分析1.單相橋式全控整流電路216。忽略換相過程和電流脈動，帶阻感負載，直流電感 L為足夠大216。變壓器二次側(cè)電流諧波分析：n=1,3,5,…電流中僅含奇次諧波216。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)功率因數(shù)計算216?；娏饔行е禐?16。i2的有效值 I= Id216?；ㄒ驍?shù)為216。電流基波與電壓的相位差就等于控制角 ? ， 故位移因數(shù)為216。所以，功率因數(shù)為2.三相橋式全控整流電路216。阻感負載，忽略換相過程和電流脈動，直流電感 L為足夠大216。以 ? =30?為例，交流側(cè)電壓和電流波形如圖 220中的 ua和 ia波形所示。此時，電流為正負半周各 120?的方波，其有效值與直流電流的關(guān)系為216。變壓器二次側(cè)電流諧波分析：216。電流基波和各次諧波有效值分別為電流中僅含 6k?1(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)功率因數(shù)計算216?；ㄒ驍?shù)為216。電流基波與電壓的相位差仍為 ? ， 故位移因數(shù)仍為216。功率因數(shù)為整流輸出電壓和電流的諧波分析216。整流電路的輸出電壓中主要成分為直流，同時包含各種頻率的諧波，這些諧波對于負載的工作是不利的216。? =0?時， m脈波整流電路的整流電壓和整流電流的諧波分析216。將縱坐標選在整流電壓的峰值處，則在p/m~p/m區(qū)間，整流電壓的表達式為：式中， k=1， 2， 3… ； 且：216。對該整流輸出電壓進行傅里葉級數(shù)分解，得出：216。為了描述整流電壓 ud0中所含諧波的總體情況，定義 電壓紋波因數(shù) 為 ud0中諧波分量有效值 UR與整流電壓平均值 Ud0之比：216。其中216。U為整流電壓有效值m 2 3 6 12 ∞gu（ %） 0表 23給出了不同脈波數(shù) m時的電壓紋波因數(shù)值216。負載電流的傅里葉級數(shù)可由整流電壓的傅里葉級數(shù)求得：216。當負載為 R、 L和反電動勢 E串聯(lián)時，上式中：216。n次諧波電流的幅值 dn為：216。n次諧波電流的滯后角為：? =0?時整流電壓、電流中的諧波有如下規(guī)律：（ 1） m脈波整流電壓 ud0的諧波次數(shù)為 mk（ k=1， 2， 3...）次，即 m的倍數(shù)次；整流電流的諧波由整流電壓的諧波決定，也為 mk次；（ 2）當 m一定時，隨諧波次數(shù)增大，諧波幅值迅速減小，表明最低次（ m次）諧波是最主要的，其它次數(shù)的諧波相對較少；當負載中有電感時，負載 電流諧波幅值 dn的減小更為迅速；（ 3） m增加時，最低次諧波次數(shù)增大，且幅值迅速減小，電壓紋波因數(shù)迅速下降。216。? 不為 0?時的情況： m波整流電壓諧波的一般表達式十分復雜，下面給出三相橋式整流電路的結(jié)果，說明諧波電壓與 ? 角的關(guān)系216。以 n為參變量， n次諧波幅值（取標幺值）對 ?的關(guān)系如右圖所示216。當 ? 從 0?~90?變化時， ud的諧波幅值隨 ? 增大而增大? =90?時諧波幅值最大216。? 從 90?~180?之間電路工作于有源逆變工作狀態(tài)， ud的諧波幅值隨 ? 增大而減小大功率可控整流電路可控整流電路繞組的極性相反的目的： 消除直流磁通勢如圖可知，雖然兩組相電流的瞬時值不同，但是 平均電流相等 而 繞組的極性相反 ，所以直流安匝互相抵消。圖 236雙反星形電路， ? =0?時兩組整流電壓、電流波形t??tud1 ua ub uciaud2ia39。uc39。 ua39。 ub39。 uc39。O ?tOO ?tOId12Id16Id12Id16可控整流電路接平衡電抗器的原因： 當電壓平均值和瞬時值均相等時，才能使負載 均流 。兩組整流電壓 平均值相等 ，但 瞬時值不等 。兩個星形的中點 n1和 n2間的電壓等于 ud1和 ud2之差。該電壓加在 Lp上，產(chǎn)生電流 ip，它通過兩組星形自成回路，不流到負載中去，稱為 環(huán)流 或 平衡電流 。為了使兩組電流盡可能 平均分配 ，一般使 Lp值足夠大，以便限制環(huán)流在負載額定電流的 1%～ 2%以內(nèi)?？煽卣麟娐冯p反星形電路中如不接平衡電抗器，即成為六相半波整流電路：只能有一個晶閘管導電，其余五管均阻斷，每管最大導通角為 60o，平均電流為 Id/6。當 α=0o時， Ud為 ，比三相半波時的 。因晶閘管導電時間短，變壓器利用率低，極少采用。平衡電抗器的作用：使得兩組三相半波整流電路同時導電。對平衡電抗器作用的理解是掌握雙反星形電路原理的關(guān)鍵?？煽卣麟娐菲胶怆娍蛊魇沟脙山M三相半波整流電路同時導電的原理分析：圖 237 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形圖 238平衡電抗器作用下兩個晶閘管同時導電的情況平衡 電抗器 Lp承擔了 n n2間的電位差，它補償了 ub′和 ua的電動勢差，使得 ub′和 ua兩相的晶閘管能同時導電。（ 297）（ 298） 時， ub′ua， VT6導通，此電流在流經(jīng) LP時， LP上要感應一電動勢 up，其方向是要阻止電流增大。可導出 Lp兩端電壓、整流輸出電壓的數(shù)學表達式如下：?upud1,ud2OO60176。360176。?t1 ?ttb)a)ua ub ucuc39。 ua39。ub39。 ub39?？煽卣麟娐吩矸治?(續(xù) )：圖 237 平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形圖 238平衡電抗器作用下兩個晶閘管同時導電的情況雖然 16