【正文】 ? 17 圖 412中， 計算當(dāng)輸出電壓平均值為 220V時，延遲角 ? 18 在圖 48中，負(fù)載（ RL負(fù)載，大電感）兩端并結(jié)反并聯(lián)二極管，分析工作過程，畫出輸出電壓和電流波形。 ? 11）三相橋式可控整流電路適宜在＿＿＿＿＿＿＿電壓而電流不太大的場合使用。 ? 9）在三相半波可控整流電路中，電阻性負(fù)載，當(dāng)控制角＿＿＿＿＿＿＿時，電流連續(xù)。 ? 7）由于電路中共陰極與共陽極組換流點(diǎn)相隔 60o，所以每隔 60o 有一次＿＿＿＿＿。 ? 5）把晶閘管承受正壓起到觸發(fā)導(dǎo)通之間的電角度稱為＿＿＿＿＿＿＿。 ? 3）單相半波可控整流電路，當(dāng)電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時，控制角的移相范圍為＿＿。 ? 16 填空 ? 1）選用晶閘管的額定電壓值應(yīng)比實(shí)際工作時的最大電壓大＿＿倍，使其有一定的電壓裕量。 A A6?? ???? ??? ?2?20題 11 圖 ? 14 在上題（ 13題）負(fù)載兩端，反并聯(lián)續(xù)流二極管，輸入電壓為交流有效值 220V， 50HZ, L=30mH,R=1,計算輸入電流有效值和輸出功率，畫出輸入電壓和電流波形。 ? 12 高功率因數(shù)整流的基本原理。 ? 9 功率因數(shù)（ power factor）定義、意義。 ? 4 可控整流電路的輸出能否接濾波電容？為什么？ ? 5 為什么相控整流電路的輸入電流的基波分量滯后與輸入電壓？ ? 6 以三相半波全控整流電路（阻性負(fù)載）為例，畫出考慮變壓器漏感時整流電路輸出電壓，并分析原因。 ? 2 請說明單相半波可控整流電路（負(fù)載為感性負(fù)載）當(dāng) 時 ，觸發(fā)角同阻抗角的關(guān)系。 ? （ 4）平均電流控制法可檢測和控制電路的任意支路電流。 ? （ 3）抗干擾性非常好。這種變化對電壓外環(huán)沒有影響。這在高功率因數(shù)校正器中尤其重要，這樣用一個很小的電感就可使諧波干擾小于 3%。放大后的由于電流環(huán)有較高的增益 ― 帶寬，使跟蹤誤差產(chǎn)生的畸變小于 1%，容易實(shí)現(xiàn)接近于 1的功率因數(shù)。它的主要特點(diǎn)是增加了電流誤差放大器。給定的基準(zhǔn)電壓與反饋電壓比較后，其輸出和電壓取樣值乘積作為電流調(diào)節(jié)環(huán)的基準(zhǔn)值與輸入電流取樣值經(jīng)滯環(huán)比較器運(yùn)算后，便形成了 PWM脈沖驅(qū)動開關(guān)管的開通和關(guān)斷。 ? 從其控制原理上來說，仍是雙環(huán)控制，內(nèi)環(huán)為電流調(diào)節(jié)環(huán)，提高了系統(tǒng)控制的快速性。電流滯環(huán)寬度決定了電流紋波大小，它可以是固定值，也可以與瞬時平均電流成正比。滯環(huán)比較器的特性，和繼電器特性一樣，有一個電流滯環(huán)帶，產(chǎn)生兩個基準(zhǔn)電流：上限和下限值。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 3 J u l 2 0 0 0 S h e e t o f F i l e : D : \ l i w o r d \ l i h o n g 1 .d d b D r a w n B y :LVTVDC RW1L~VAV C CVr e fW2MXYZCAV C CLVTVDC RW1L~VAV C CVr e fW2MXYZCAV C CCAV C C電流取樣LVTVDC RW1L~VAV C CVr e fW2MXYZCAV C C電流取樣電流取樣圖 432 峰值電流法控制的 Boost功率因數(shù)校正器電路原理框圖 ? 電流滯環(huán)控制法 ? 圖 433給出了用電流滯環(huán)控制法控制的 Boost功率因數(shù)校正器電路原理圖。提供足夠補(bǔ)償?shù)墓潭ㄐ逼略诖蟛糠謺r間內(nèi)會過補(bǔ)償，這將導(dǎo)致性能降低并增加干擾?？稍诒容^器輸入端加上一個與電感電流下斜坡相同斜率的補(bǔ)償斜坡來消除不穩(wěn)定性。峰值與平均值的誤差在小電流時變得非常嚴(yán)重，特別是當(dāng)正弦波每半個周期過零時導(dǎo)致電感電流不連續(xù)時更是如此，這就需要大電感以減小電感電流斜率，但因此而產(chǎn)生的平坦的電感電流斜坡使系統(tǒng)的抗干擾性更差。 ? 峰值電流法存在的主要問題有以下幾個：（ 1）電感電流的峰值和平均電流之間的誤差在 Boost功率因數(shù)校正器中是非常嚴(yán)重的問題，以致無法滿足 THD很小的要求。電壓環(huán)由分壓器、電壓誤差放大器、乘法器、電流比較器組成。乘法器有兩個輸入，一個為輸出電壓取樣與基準(zhǔn)電壓之間的誤差（經(jīng)過電壓誤差放大器）信號；另一個為輸入交流電壓整流后取樣信號，因此電流基準(zhǔn)為（雙半波正弦電壓），所以電感電流的峰值包絡(luò)線跟蹤輸入電壓的波形，輸入電流與輸入電壓同相位，并接近正弦。電感電流被送入比較器。下面就控制方法的各自特點(diǎn)結(jié)合原理框圖敘述如下。 ? PFC的工作原理如下：主電路的輸出電壓 VO取樣信號與基準(zhǔn)電壓 Vref輸入給電壓誤差放大器 VA，整流后電壓取樣信號和的輸出電壓信號共同加到乘法器 M的輸入端，乘法器 M的輸出作為電流取樣的基準(zhǔn)信號，與電流取樣信號經(jīng)比較器 CA比較后，產(chǎn)生 PWM信號， PWM信號經(jīng)驅(qū)動電路控制變換器開關(guān)的通斷，從而使輸入電流的波形與整流電壓的波形相位基本一致，使電流諧波大為減小，提高了輸入端功率因數(shù)，由于功率因數(shù)校正器同時保持輸出電壓恒定，使下一級開關(guān)電源的設(shè)計更為容易些。但是，由于 BOOST電路具有輸入電流可連續(xù)、輸入功率因數(shù)高并可直接控制電感電流以控制輸入電流等優(yōu)點(diǎn)，所以常常用作前級功率因數(shù)校正。變換器輸出電壓是常數(shù)，輸入電壓、電流都是正弦半波。通過適當(dāng)?shù)目刂剖沟幂斎腚娏髯詣痈S全波脈動電壓，輸入阻抗呈純阻性，從而實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為 1。 整流電路電壓取樣電流取樣DC / DC變換器電壓取樣VO負(fù)載誤差放大器VA +給定電壓VI乘法器 M比較器+CA 驅(qū)動電路uuω t圖 431 PFC原理框圖 ? 其基本思想為：將輸入交流電壓進(jìn)行全橋整流。主要缺點(diǎn)是：電路復(fù)雜；成本高； EMI高；效率會有所降低。有源功率因數(shù)控制器由集成電流控制器與乘法器組成。 ? 在不控整流器和負(fù)載之間接入一個 DC－ DC開關(guān)變換器，應(yīng)用電流反饋技術(shù)，使輸入端電流 i波形跟蹤交流輸入正弦電壓波形，可以使 i接近正弦。 ? （ 4） 有源功率因數(shù)校正器 ? 基本思想是，放棄傳統(tǒng)的相控整流方案，代之以高頻調(diào)制原理，通過適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，使網(wǎng)側(cè)電流近似為正弦。改變脈沖寬度可以改變輸出電壓的大小。脈沖個數(shù)的增加會增加高次諧波的幅值，但高次諧波容易濾除。在對稱角控制中功率開關(guān)管導(dǎo)通角 是以 （ k=1,3,5,… ）為中心，因此 T1在 時開通，在 時關(guān)斷； T3在 時開通，在 時關(guān)斷；持續(xù)不斷的循環(huán)下去，在負(fù)載上得到如圖 429所示的電壓，網(wǎng)側(cè)電流亦如圖 429所示。 ? 根據(jù)波形可以求出輸出電壓平均值和有效值： （ 2）對稱角控制 在相控整流電路中 ,輸入電流波形基波滯后輸入電壓；熄滅角控制，輸入電流波形基波超前輸入電壓，對稱角控制就是希望網(wǎng)側(cè)電流（輸入電流）基波與輸入電壓同相位 。從圖 428可以看出，網(wǎng)側(cè)電流中的基波電流分量領(lǐng)先于電源電壓一個相角，從而補(bǔ)償了電網(wǎng)中的滯后無功分量。 ? 4）利用自關(guān)斷器件代替晶閘管（一般需要串入整流管），通過適當(dāng)?shù)目刂撇呗?，如熄滅角控制、對稱角控制、脈寬調(diào)制（ PWM）、正弦脈寬調(diào)制（ SPWM）等來改善功率因數(shù)。 ? 2）增加整流相數(shù)，使網(wǎng)側(cè)電流更加接近正弦。無源校正法的優(yōu)點(diǎn)在于其電路簡單，易于實(shí)現(xiàn)，而且其成本低、可靠性高、 EMI小。一般規(guī)定各次諧波不得大于某極限值。 提高 ACDC電路網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)的主要方法 為了減小變流電路輸入端諧波電流造成的噪聲和對電網(wǎng)產(chǎn)生的諧波 “ 污染 ” ，以保證電網(wǎng)供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)的可靠性，同時也為了提高輸入端功率因數(shù)，必須限制電路的輸入端諧波電流分量。例如用容量為 1000kVA的發(fā)電機(jī)來帶動功率為 10kW的電動機(jī)，如采用變流電路，由于其功率因數(shù)只有 ，則該發(fā)電機(jī)最多能帶動的電動機(jī)數(shù)為65臺，但若使變流電路的功率因數(shù)提高到 ，則該發(fā)電機(jī)所能帶動的電動機(jī)臺數(shù)至少為 90臺。 ? 近年來，由于諧波電流的存在使得電流波形失真，成為除相移因數(shù)外第二個使變流電路輸入端功率因數(shù)下降的主要原因。由此可見，整流電路的大量應(yīng)用，使電網(wǎng)輸出非正弦電流，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)下降，對電網(wǎng)的諧波電流污染嚴(yán)重。電流為雙脈動形狀，失真嚴(yán)重。 。 脈沖狀的輸入電流 ， 含有大量諧波 ， 一方面使諧波噪聲水平提高 ， 同時 AC—DC整流電路輸入端必需增加濾波器 ，成本高 ， 體積 、 重量大 。 ACDC電路輸入功率因數(shù) 1 、 ACDC相控整流電路網(wǎng)側(cè) （ 輸入 ） 諧波電流 ? 以單相橋式整流電路為例 ,AC電源經(jīng)全波整流后 ， 再接一個電容器濾波 ， 得到直流電壓 。當(dāng) 時，每一個晶閘管導(dǎo)通角均為 120o， 續(xù)流二極管 DR就始終不導(dǎo)通。 ? 同理， T3管在時刻 導(dǎo)通，一直持續(xù)到 ，在這期間電壓 加在負(fù)載上。 圖 423具有續(xù)流二極管的三相半控橋式整流電路 ? 在 時， v相 T2管被觸發(fā)導(dǎo)通，同時 u相 D2整流管也導(dǎo)通，于是， uvu電壓加到負(fù)載上，同時續(xù)流二極管 DR被加上反向電壓而關(guān)斷，直到 為止，此時， 。 ? 假定觸發(fā)角為 ,如圖 424所示，因此在 時刻觸發(fā) u相管 T1導(dǎo)通，必然使 w相整流管 D1導(dǎo)通，因為此時 w相電位最低，于是 uuw出現(xiàn)在負(fù)載上，直到 為止，此時， uuw=0 ，過后 T1管加上反壓，續(xù)流二極管 DR導(dǎo)通，負(fù)載電流轉(zhuǎn)到 DR管。負(fù)載電流連續(xù)時輸出電壓平均值 ： ? 電阻性負(fù)載 時，整流只能在正半周進(jìn)行，故： ? 4 三相半控橋式整流電路 ? 具有續(xù)流二極管的三相半控橋式整流電路如圖 423所示。 ? 可以從 角開始，把一個周期六等份，每一等份2π/6 ，在第一等份， VT VT6導(dǎo)通，器件雖然經(jīng)過共陽極組的自然換相點(diǎn)， w相電壓開始低于相 v電壓， VT2開始承受正向電壓，但因未被觸發(fā)而由 VT6繼續(xù)導(dǎo)電，工作 π/6 弧度后， VT2被觸發(fā)，迫使 VT6關(guān)斷，進(jìn)入第二等份， VT VT2導(dǎo)通，負(fù)載上的電壓由 uuv變?yōu)?uuw ，依此類推，得到一個周期六個脈動電壓： uuv， uuw ， uvw， uv