【正文】 位臵 。 ◆ VT1觸發(fā)脈沖 a=0位于相電壓 ua30 176。 三相全控橋觸發(fā)電路的定相 ◆ 三相全控橋晶閘管觸發(fā)順序： VT1VT2… VT6VT1。 ■ 觸發(fā)電路的定相 ◆ 利用一個 同步變壓器 保證觸發(fā)電路和主電路頻率一致。 本相觸發(fā)單元控制 T5的截止 后一相觸發(fā)單元的 X輸出線連接到本單元的 Y輸入線，控制 T6的截止 6．強觸發(fā)環(huán)節(jié) 強觸發(fā)環(huán)節(jié)可以宿短晶閘管的開通時間，提高晶閘管承受 di/dt的能力，有利于改善串并聯(lián)器件動態(tài)均壓和均流。 5．雙窄脈沖的形成環(huán)節(jié) 當(dāng) T T6都導(dǎo)通時， T T8截止，沒有脈沖輸出。 （ 三相整流電阻負(fù)載 ）或 180 176。 同時使控制電壓 uco=0時 使輸出 觸發(fā)脈沖對應(yīng)于 a?90 176。 位臵，或同步信號的 210 176。 線性度不好， 通常不用 。 前 30 176。 C2兩端電壓 Uc為 : tICdtICU ccC 1212211 ?? ?Q點電壓 ≈ , T2導(dǎo)通 C2迅速放電 , T3截止 , ue3=0 Q點電壓 , T2截止 Uc2線性增長，即 T3的基極電位線性增長 ue3線性增長 ?t uTB uQ T2截止 T2 導(dǎo)通 T2截止 ue3 240176。 T2截止 ?在 uTB正半周前期， uQ依然小于 , D T2保持截止。uQ ≈ uTB,T2截止。 同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路 +E1 E1 同步 移相 鋸齒波 生成 脈沖形成 雙脈沖 脈沖放大 強觸發(fā) 1．同步環(huán)節(jié) 觸發(fā)電路與主電路同步是指鋸齒波的頻率相位要與主回路電源的頻率相位相同。 ?觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)能 在規(guī)定的范圍內(nèi)移動 。 對感性負(fù)載 ， 脈沖的寬度要寬一些 ， 一般達到50Hz的 18176。 反轉(zhuǎn)整流 晶閘管 直流電動機系統(tǒng)工作原理 第四象限：電流 Id大于零，１組橋工作；轉(zhuǎn)速小于零，電動機反轉(zhuǎn)， EM極性不變，由電流方向可知， UdEM，電流從 EM正極性端流出，電動機輸出電能，電磁轉(zhuǎn)矩為正，電機處于反轉(zhuǎn)發(fā)電制動狀態(tài)；１組橋電流從 Ud正極性端流入，吸收電能，處于逆變狀態(tài)。 正轉(zhuǎn)整流 晶閘管 直流電動機系統(tǒng)工作原理 第二象限：電流 Id小于零，２組橋工作；轉(zhuǎn)速大于零，電動機正轉(zhuǎn)， EM極性不變，由電流方向可知， UdEM，電流從 EM正極性端流出，電動機輸出電能，電磁轉(zhuǎn)矩為負(fù)，電機處于正轉(zhuǎn)發(fā)電制動狀態(tài)；２組橋電流從 Ud正極性端流入，吸收電能，處于逆變狀態(tài)。 ， UdEM， 。 最小逆變角 β min為： ?????? 35~30m i n ?d??硬件工作可靠 設(shè)臵最小控制角，確?？煽繐Q相 晶閘管 直流電動機系統(tǒng)工作原理 晶閘管 直流電動機系統(tǒng)工作原理 第一象限：電流 Id大于零，電動機電磁轉(zhuǎn)矩與電流成正比，因此電動機電磁轉(zhuǎn)矩大于零，轉(zhuǎn)矩方向是驅(qū)動電動機正轉(zhuǎn)；電機正轉(zhuǎn)，反電動勢 EM與電動機轉(zhuǎn)速成正比。 考慮脈沖調(diào)整時不對稱 、 電網(wǎng)波動等因素影響 ， 還必須留有一個安全裕量角 ， 一般選取 θ 為 10176。 。 電角度 。 換相裕量角不足 ， 引起換相失敗 ， 應(yīng)考慮變壓器漏抗引起的換相重疊角對逆變電路換相的影響 。 晶閘管發(fā)生故障 ， 器件失去阻斷能力 ， 或應(yīng)導(dǎo)通時刻不能導(dǎo)通 ， 造成逆變失敗 。 逆變顛覆問題 : 電源缺相導(dǎo)致逆變失敗分析 1 2 3 3 ?t u2 ua ub uc E ? ? ? ud ? a 逆變電路正常工作波形 設(shè) T1觸發(fā)脈沖到來之前 a相電源突然掉電 . 設(shè) ?60176。這種情況稱為 逆變失敗，或稱為逆變顛覆 。 情況 :輸出電壓為負(fù) ,但電流方向不變 ?直流側(cè)電能回饋電網(wǎng) ? ? 三相橋式有源逆變電路 逆變角 : β =π α ac o 2UU d ?整流電壓 : a90176。 。整流器輸出功率，電動機吸收功率，此時電動機處于電動工作狀態(tài)，電流值為： REUI dd??逆變 :因 Id方向不能變 ,要求 Ud0,必須 E0 ２．全波整流電路的逆變工作狀態(tài) E ug1 ug2 u1 u2 Ud t?T1導(dǎo)通 T2導(dǎo)通 T1導(dǎo)通 T2導(dǎo)通 設(shè)負(fù)載電感較大 ,負(fù)載電流連續(xù) . E0 輸出整流電壓平均值 : )(s in21 2 ttdUU d ??? ?aa? ??a? c os22 2UU d ?a?90?a 時輸出電壓平均值 0 0 REUI dd??RUE d??0dd IU直流電能變?yōu)榻涣麟娔芑仞侂娋W(wǎng) ac o 2U?ug1 ug2 ２．全波整流電路的逆變工作狀態(tài) 有源逆變的條件為： ① 要有 直流電動勢源 ， 其極性必須與晶閘管的導(dǎo)通方向一致 （ E0)。 １．全波整流電路的整流工作狀態(tài) 有源逆變的工作原理 １．全波整流電路的整流工作狀態(tài) 當(dāng)控制角 α 在 0～ 90176。如交流電送普通負(fù)載如電機使用，則此種逆變稱為 無源逆變 。 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié) : 負(fù)載電流是各整流電路輸出電流之和 串聯(lián)多重聯(lián)結(jié) : 負(fù)載電壓是各整流電路輸出電壓之和 多重化整流電路 并聯(lián)多重聯(lián)結(jié) 串聯(lián)多重聯(lián)結(jié) 相控整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 如把直流電能變?yōu)榻涣麟娔芑仞伣涣麟娋W(wǎng)，稱為 有源逆變 ，完成有源逆變的裝臵稱為 有源逆變器 。 ④ 整流器件流過電流的有效值，電感性負(fù)載時比六相半波電路小，故提高了整流器件的負(fù)載能力。 ② 同時有兩相導(dǎo)電，變壓器磁路平衡，不存在直流磁化問題 。 帶平衡電抗器的雙反星形相控整流電路 pddpdduuuuuu212121????)(21 21 ddd UUU ??電路特點 : 帶平衡電抗器的雙反星形相控整流電路 采用對稱控制 , 有 : 21 dd UU ?ddd III 2121 ??一周期中每個晶閘管導(dǎo)通的時間 120176。 6相半波共陰極整流電路 ?t u2 1 2 3 4 5 6 A 在 A點時刻 , T1開始承受正偏電壓，給 T1觸發(fā)脈沖， T1導(dǎo)通 自然換相點 : 相電壓的交點 :A、 B等時刻 B 在 B點時刻 ,T2開始承受正偏電壓，給 T2觸發(fā)脈沖， T2導(dǎo)通 .T1關(guān)斷。如果采用三相橋式電路，電流通道中有兩個晶閘管串聯(lián)，管壓降較大，降低了效率。 ◆ 帶平衡電抗器的雙反星形整流電路 ◆ 多重化整流電路。 大功率整流電路中，為減少交流側(cè)輸入電流的諧波或提高功率因數(shù)，從而減小對供電電網(wǎng)的干擾，常采用多重化整流電路。 120176。 ???????,...3,2,1161 s i n2)1(s i n2kknnka tnItIi ??Id 電流基波和各次諧波有效值分別為 : ????????????,...3,2,1,16,661kknInIIIdnd??電流中僅含 6k?1（ k為正整數(shù)）次諧波 120176。 方波電流 諧波分析 ot?i a 120176。 120176。 方波波形。 a 120176。 方波電流 諧波分析 ???,....5,3,12 s in2nn tnIi ??nII dn22?◆ 功率因數(shù) ? 基波電流有效值為 : I Id12 2??? i2的有效值 I=Id，可得基波因數(shù)為 : ? ?? ? ?II1 2 2 0 9.? 位移因數(shù)為 : (電流基波與電壓的相位差就等于 控制角 a) a?? c o sc o s 11 ??? 功率因數(shù)為： aa????? c o o s22c o s 111 ???? IIot?i2IdId180176。 180176。 o t ? i 2 I d I d 主要討論上述電流波形各次諧波有效值 180176。 a 注意：坐標(biāo)右移 a不改變 各次諧波有效值 180176。 ot?i2IdId180176。 方波電流 諧波分析 單相橋式全控整流電路大電感負(fù)載時流過整流變壓器的電流即為 180176。 120176。 120176。 方波電流 ot?i2IdId180176。 ◆ 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用日益廣泛，由此帶來的諧波和無功問題日益嚴(yán)重，引起了關(guān)注。 視在功率 ： S=UI 無功功率 ： Q=UIsin? 功率因數(shù) ： ?? c os??SP無功功率 Q與有功功率 P、視在功率 S之間的關(guān)系： 222 QPS ??◆ 正弦電路 有功功率 ： 無功與功率因數(shù)的概念 ◆ 非正弦電路 假設(shè)電壓是正弦波 1111 c osc os ??IIIUIUSPPF ???SPPF ?輸入功率因數(shù) ：交流電源輸入有功功率平均值 P與視在功率 S之比 視在功率 ： S=UI 式中： ?1為基波電流滯后于電壓的相位差 11 c o s ?IUP ?有功功率 ： I1/I： 稱為 基波因數(shù) cos?1： 稱為 位移因數(shù) 或 基波功率因數(shù) ◆ 非正弦電路 假設(shè)電壓是正弦波 1111 c osc os ??IIIUIUSPPF ???211c osT H DPF?? ?只要電流存在諧波 , 有 PF1 21222221111111T H DIIIIIIInnnn????????????無功與功率因數(shù)的概念 無功功率 ： 一般定義為（反映了能量的流動和交換）： 22 PSQ ?? 問題的提出 ◆ 諧波和無功的危害：諧波會導(dǎo)致?lián)p耗增加、影響周圍設(shè)備正常工作，無功將浪費電網(wǎng)容量，降低電網(wǎng)系統(tǒng)使用效益。 3. 4 不可控整流電路 a) b) u 2 u d i 2 0 d ? ? ? t i 2 , u 2 , u d 感容濾波的單相橋式不可控整流電路及其工作波形 22UU d ? ◆ 輸出電壓平均值 ? 空載 時 ， ? 重載 時 ， Ud逐漸趨近于 ， 即趨近于接近 電阻負(fù)載 時的特性。 ■ 交 —直 —交變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等應(yīng)用場合大都采用 不可控整流電路 。 ? 這類電路也稱為 二極管整流電路 。 考慮變壓器漏感的三相半波共陰極整流電路 換相過程所對應(yīng)的時間用電角度表示，叫 換相重疊角 ，用 γ 表示。 10％。 取 I1=7A U1=380V I2=21A U2=120V S= 變壓器原邊電流： 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時 ， 電流仍然連續(xù) 。 10％。 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時 ， 電流仍然連續(xù) 。 解 : ② 電壓參數(shù)的選取 )V( i n22 ?? UU)V(2946 2 ?U晶閘管承受的峰值電壓值： 取安全裕量為２，則晶閘管電壓值為 588V。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動 177。 ，則 )V( i n22 ?? UU因為存在 177。 解 : 在三相橋式整流整流電路中，晶閘管承受的峰值電壓為 ， U2為變壓器二次側(cè)相電壓有效值。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動 177。 解 : (2)晶閘管的選擇 ①電流參數(shù)的選取 電動機在啟動過程中電流最大，因此以啟動電流作為晶閘管電流參數(shù)計算的依據(jù)。 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動 177。 10％。 試確定整流裝臵主要電參數(shù) . 例 額定負(fù)載電壓 UN = 220V 額定負(fù)載電流 IN = 25A， 要求啟動電流限制在 60A，并且當(dāng)負(fù)載電流降到 3A時 ， 電流仍然連續(xù) 。 ② 整流器的電源參數(shù) 電網(wǎng)頻率為工頻 50Hz，電網(wǎng)額定線電壓 UL = 380V，電網(wǎng)電壓波動 177。 保護系統(tǒng)主要包括過壓抑制 ， 過流及負(fù)載短路保護 ， 電壓電流上升率的限制等 。 相控整流電源設(shè)計 (4)