電力電子技術(shù)：10總復(fù)習(xí)

1、電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)電力電子技術(shù)總復(fù)習(xí)電力電子技術(shù)總復(fù)習(xí)第第1章章 電力電子器件電力電子器件第第2章章 整流電路整流電路 第第3章章 直流斬波電路直流斬波電路 第第4章章 交流交流交流電力變換電路交流電力變換電路 第第5章章 逆變電路逆變電路 第第6章章 脈寬調(diào)制（脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)）技術(shù) 同處理信息的電子器件相比，電力電子器同處理信息的電子器件相比，電力電子器件的一般特征。件的一般特征。電力電子系統(tǒng)的組成及各部分的作用電力電子系統(tǒng)的組成及各部分的作用電力電子器件的分類電力電子器件的分類學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)介紹各種器件的符號(hào)、簡(jiǎn)稱、工作原理、基本特性、介紹各種器件的符號(hào)

2、、簡(jiǎn)稱、工作原理、基本特性、主要參數(shù)以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問(wèn)題，然主要參數(shù)以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問(wèn)題，然后集中講述電力電子器件的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和串、并聯(lián)后集中講述電力電子器件的驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和串、并聯(lián)使用這三個(gè)問(wèn)題。使用這三個(gè)問(wèn)題。最重要的是掌握其基本特性最重要的是掌握其基本特性掌握電力電子器件的型號(hào)命名法，以及其參數(shù)和特掌握電力電子器件的型號(hào)命名法，以及其參數(shù)和特性曲線的使用方法，這是在實(shí)際中正確應(yīng)用電力電性曲線的使用方法，這是在實(shí)際中正確應(yīng)用電力電子器件的兩個(gè)基本要求子器件的兩個(gè)基本要求由于電力電子電路的工作特點(diǎn)和具體情況的不同，由于電力電子電路的工作特點(diǎn)和具體情況的不同，可能會(huì)對(duì)與電

3、力電子器件用于同一主電路的其它電可能會(huì)對(duì)與電力電子器件用于同一主電路的其它電路元件，如變壓器、電感、電容、電阻等，有不同路元件，如變壓器、電感、電容、電阻等，有不同于普通電路的要求于普通電路的要求應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成電力電子系統(tǒng)：由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和以電力電力電子系統(tǒng)：由控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和以電力電子器件為核心的主電路組成電子器件為核心的主電路組成 控制電路按系統(tǒng)的工作要求形成控制信號(hào)，通過(guò)控制電路按系統(tǒng)的工作要求形成控制信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路去控制主電路中電力電子器件的通或斷，驅(qū)動(dòng)電路去控制主電路中電力電子器件的通或斷，來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的功能來(lái)完成整個(gè)系統(tǒng)的功能

4、控制電路檢測(cè)電路驅(qū)動(dòng)電路RL主電路V1V2返回有的電力電子系統(tǒng)中，還需要有檢測(cè)電路。廣義上有的電力電子系統(tǒng)中，還需要有檢測(cè)電路。廣義上往往其和驅(qū)動(dòng)電路等主電路之外的電路都?xì)w為控制往往其和驅(qū)動(dòng)電路等主電路之外的電路都?xì)w為控制電路，從而粗略地說(shuō)電力電子系統(tǒng)是由主電路和控電路，從而粗略地說(shuō)電力電子系統(tǒng)是由主電路和控制電路組成的。制電路組成的。主電路中的電壓和電流一般都較大，而控制電路的主電路中的電壓和電流一般都較大，而控制電路的元器件只能承受較小的電壓和電流，因此在主電路元器件只能承受較小的電壓和電流，因此在主電路和控制電路連接的路徑上，如驅(qū)動(dòng)電路與主電路的和控制電路連接的路徑上，如驅(qū)動(dòng)電路與主電路

5、的連接處，或者驅(qū)動(dòng)電路與控制信號(hào)的連接處，以及連接處，或者驅(qū)動(dòng)電路與控制信號(hào)的連接處，以及主電路與檢測(cè)電路的連接處，一般需要進(jìn)行電氣隔主電路與檢測(cè)電路的連接處，一般需要進(jìn)行電氣隔離，而通過(guò)其它手段如光、磁等來(lái)傳遞信號(hào)。離，而通過(guò)其它手段如光、磁等來(lái)傳遞信號(hào)。 返回由于主電路中往往有電壓和電流的過(guò)沖，而電力電由于主電路中往往有電壓和電流的過(guò)沖，而電力電子器件一般比主電路中普通的元器件要昂貴，但承子器件一般比主電路中普通的元器件要昂貴，但承受過(guò)電壓和過(guò)電流的能力卻要差一些，因此，在主受過(guò)電壓和過(guò)電流的能力卻要差一些，因此，在主電路和控制電路中附加一些保護(hù)電路，以保證電力電路和控制電路中附加一些保護(hù)

6、電路，以保證電力電子器件和整個(gè)電力電子系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行，也往電子器件和整個(gè)電力電子系統(tǒng)正常可靠運(yùn)行，也往往是非常必要的。往是非常必要的。器件一般有三個(gè)端子（或稱極或管角），其中兩個(gè)器件一般有三個(gè)端子（或稱極或管角），其中兩個(gè)聯(lián)結(jié)在主電路中，而第三端被稱為控制端（或控制聯(lián)結(jié)在主電路中，而第三端被稱為控制端（或控制極）。器件通斷是通過(guò)在其控制端和一個(gè)主電路端極）。器件通斷是通過(guò)在其控制端和一個(gè)主電路端子之間加一定的信號(hào)來(lái)控制的，這個(gè)主電路端子是子之間加一定的信號(hào)來(lái)控制的，這個(gè)主電路端子是驅(qū)動(dòng)電路和主電路的公共端，一般是主電路電流流驅(qū)動(dòng)電路和主電路的公共端，一般是主電路電流流出器件的端子。出器件的端

7、子。 返回1、同處理信息的電子器件相比，電力電子器件的一、同處理信息的電子器件相比，電力電子器件的一般特征：般特征：(1) 能處理電功率的大小，即承受電壓和電流能處理電功率的大小，即承受電壓和電流 的能力，的能力，是最重要的參數(shù)是最重要的參數(shù)(2) 電力電子器件一般都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)電力電子器件一般都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)導(dǎo)通時(shí)（通態(tài)）阻抗很小，接近于短路，管壓降導(dǎo)通時(shí)（通態(tài)）阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零，而電流由外電路決定接近于零，而電流由外電路決定阻斷時(shí)（斷態(tài)）阻抗很大，接近于斷路，電流幾阻斷時(shí)（斷態(tài)）阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，而管子兩端電壓由外電路決定乎為零，而管子兩端電壓由外電

8、路決定電力電子器件的動(dòng)態(tài)特性（也就是開(kāi)關(guān)特性）和電力電子器件的動(dòng)態(tài)特性（也就是開(kāi)關(guān)特性）和參數(shù)，也是電力電子器件特性很重要的方面，有參數(shù)，也是電力電子器件特性很重要的方面，有些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問(wèn)題。些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問(wèn)題。作電路分析時(shí)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)往往用理想開(kāi)關(guān)來(lái)代作電路分析時(shí)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)往往用理想開(kāi)關(guān)來(lái)代替替返回(3) 實(shí)用中，電力電子器件往往需要由信息電子電路實(shí)用中，電力電子器件往往需要由信息電子電路來(lái)控制。來(lái)控制。在主電路和控制電路之間，需要一定的中間電在主電路和控制電路之間，需要一定的中間電路對(duì)控制電路的信號(hào)進(jìn)行放大，這就是電力電路對(duì)控制電路的信號(hào)進(jìn)行放大，這就是電力

9、電子器件的驅(qū)動(dòng)電路。子器件的驅(qū)動(dòng)電路。(4)為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致器件溫為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致器件溫 度過(guò)高而損壞，不僅在器件封裝上講究散熱設(shè)計(jì)，度過(guò)高而損壞，不僅在器件封裝上講究散熱設(shè)計(jì)，在其工作時(shí)一般都要安裝散熱器。在其工作時(shí)一般都要安裝散熱器。導(dǎo)通時(shí)器件上有一定的通態(tài)壓降，形成通態(tài)損導(dǎo)通時(shí)器件上有一定的通態(tài)壓降，形成通態(tài)損耗耗 返回阻斷時(shí)器件上有微小的斷態(tài)漏電流流過(guò)，形成斷態(tài)阻斷時(shí)器件上有微小的斷態(tài)漏電流流過(guò)，形成斷態(tài)損耗損耗在器件開(kāi)通或關(guān)斷的轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)通損耗和關(guān)在器件開(kāi)通或關(guān)斷的轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗，總稱開(kāi)關(guān)損耗斷損耗，總稱開(kāi)關(guān)損耗對(duì)某些器件來(lái)講，

10、驅(qū)動(dòng)電路向其注入的功率也是造對(duì)某些器件來(lái)講，驅(qū)動(dòng)電路向其注入的功率也是造成器件發(fā)熱的原因之一成器件發(fā)熱的原因之一通常電力電子器件的斷態(tài)漏電流極小，因而通態(tài)損通常電力電子器件的斷態(tài)漏電流極小，因而通態(tài)損耗是器件功率損耗的主要成因耗是器件功率損耗的主要成因器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗會(huì)隨之增大而可能器件開(kāi)關(guān)頻率較高時(shí)，開(kāi)關(guān)損耗會(huì)隨之增大而可能成為器件功率損耗的主要因素成為器件功率損耗的主要因素 返回可控整流電路，重點(diǎn)掌握：電力電子電路作為分段可控整流電路，重點(diǎn)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、單相全控橋式整流線性電路進(jìn)行分析的基本思想、單相全控橋式整流電路和三相全控橋式整流電路

11、的原理分析與計(jì)算、電路和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；各種負(fù)載對(duì)整流電路工作情況的影響；電容濾波的不可控整流電路的工作情況，重點(diǎn)了解電容濾波的不可控整流電路的工作情況，重點(diǎn)了解其工作特點(diǎn)；其工作特點(diǎn)；(未講不要求未講不要求) 與整流電路相關(guān)的一些問(wèn)題，包括：與整流電路相關(guān)的一些問(wèn)題，包括：(1)變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響，重點(diǎn)建立換相變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響，重點(diǎn)建立換相壓降、重疊角等概念，并掌握相關(guān)的計(jì)算，熟悉壓降、重疊角等概念，并掌握相關(guān)的計(jì)算，熟悉漏抗對(duì)整流電路工作情況的影響。漏抗對(duì)整流電路工作情況的影響。(2)整流電路的諧波和功率因數(shù)分析，重

12、點(diǎn)掌握諧整流電路的諧波和功率因數(shù)分析，重點(diǎn)掌握諧波的概念、各種整流電路產(chǎn)生諧波情況的定性分波的概念、各種整流電路產(chǎn)生諧波情況的定性分析，功率因數(shù)分析的特點(diǎn)、各種整流電路的功率析，功率因數(shù)分析的特點(diǎn)、各種整流電路的功率因數(shù)分析。因數(shù)分析。 (未講不要求未講不要求) 例題例題單相半波整流電路單相半波整流電路a)TVTRu1u2uVTudidwwwwt0wt1p2ptttuguduVTaq000u2idiVTIdIdwtwtOOp-ap+aiVDR單相半波單相半波整流整流電阻負(fù)載電阻負(fù)載電感負(fù)載電感負(fù)載無(wú)續(xù)流二極管無(wú)續(xù)流二極管有續(xù)流二極管有續(xù)流二極管UdIdUVTmax反向反向正反向正反向反向反向I

13、dVTIVTIdVDIVD移相范圍移相范cos0.452Ua21 cos0.452URa21 cos0.452URa22221(sin)21sin 242VTUItd tRURpawwppaapp21()22VTddII dtIpawppap22U22U21 cos0.452Ua21 cos0.452URa22UddVTIIpap2ddVDIIRpap22RVDdIIpap單相橋式整流電路單相橋式整流電路u(i )pwtwtwt000i2udidddaauVT1,4uu2OwtOwtOwtudidi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3

14、iVT1,4idOEudwtIdOwtaqd單相橋式全控整流單相橋式全控整流電阻負(fù)載電阻負(fù)載大電感負(fù)載大電感負(fù)載UdIdUVTmax反向反向正向正向正反向正反向IdVTIVTI2Id移相范圍移相范圍1809021cos0.92Ua21 cos0.92URa22U22U20.9cosUa20.9cosURa2( 2 2)U21 cos0.452URa20.45cosURa22221(sin)1sin22VTUIt d tRURpawwpp aapp221IIVT12VTdIIudOudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtapapaiVT1iVD4iVT2iVD3iV

15、DR單相橋式半控整流單相橋式半控整流電阻負(fù)載電阻負(fù)載大電感負(fù)載大電感負(fù)載UdIdUVTmax反向反向正向正向正反向正反向IdVTIVTI2導(dǎo)通角導(dǎo)通角180-a180-a21cos0.92Ua21 cos0.92URa22U22U2( 2 2)U21 cos0.452URa22221(sin)1sin22VTUIt d tRURpawwpp aapp221IIVT21cos0.92Ua21 cos0.92URaddVTIIpap2ddVTItdIIpapwppa2)(21222221(sin)1sin22VTUIt d tRURpawwpp aapp2單相橋式全控整流電路，單相橋式全控整流電路

16、，U2 =100V，負(fù)載，負(fù)載中中R=2 ，L值極大，當(dāng)值極大，當(dāng)a a=30時(shí)，要求：時(shí)，要求：1）作出）作出ud、id和和i2的波形；的波形；2）求整流輸出平均電壓）求整流輸出平均電壓Ud、電流、電流Id，變壓器，變壓器二次電流有效值二次電流有效值I2；3）考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和）考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。額定電流。解：解：1）ud、id和和i2的波形如右圖所示的波形如右圖所示該波形可參考該波形可參考P26圖圖6作出作出2）求整流輸出平均電壓）求整流輸出平均電壓Ud94.77866. 0*100*9 . 030cos*100*9 . 0cos9 . 0co

17、s2222daapUUU97.38294.77RUIdd97.382dII3）晶閘管電流有效值）晶閘管電流有效值考慮過(guò)電流安全儲(chǔ)備通常把晶閘管的額定電流放大考慮過(guò)電流安全儲(chǔ)備通常把晶閘管的額定電流放大1.52倍，又晶閘管的額定電流值是通態(tài)平均電流倍，又晶閘管的額定電流值是通態(tài)平均電流（正弦半波電流平均值），它同有效值的關(guān)系是。（正弦半波電流平均值），它同有效值的關(guān)系是。因此所選晶閘管的額定電流應(yīng)為：因此所選晶閘管的額定電流應(yīng)為： 55.2797.38*707.02dVTII1 .3532.2657. 155.27) 25 . 1 (57. 1) 25 . 1 ()(VTAVFII為此可選為此可

18、選50A的晶閘管。的晶閘管。為了對(duì)過(guò)電壓有安全儲(chǔ)備，通常把晶閘管的為了對(duì)過(guò)電壓有安全儲(chǔ)備，通常把晶閘管的額定電壓也放大額定電壓也放大23倍，因此所選晶閘管的倍，因此所選晶閘管的電壓額定值應(yīng)為電壓額定值應(yīng)為2 .4248 .2821002) 32 (2) 32 (2UUVTV，為此可選，為此可選400V的晶閘管。最后根據(jù)晶閘管產(chǎn)品型的晶閘管。最后根據(jù)晶閘管產(chǎn)品型號(hào)表可選用號(hào)表可選用KP-50-4，即通態(tài)平均電流為，即通態(tài)平均電流為20A，額定電，額定電壓值電壓為壓值電壓為4級(jí)級(jí)(400)的晶閘管。的晶閘管。例：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，接電阻?fù)載，交流例：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，接電阻?fù)載，交流電源電

19、壓電源電壓u2在在(220+10%)V范圍內(nèi)變化，要求輸范圍內(nèi)變化，要求輸出的直流平均電壓出的直流平均電壓ud從從50V150V連續(xù)可調(diào)，連續(xù)可調(diào)，且負(fù)載平均電流且負(fù)載平均電流Id均能達(dá)到均能達(dá)到10A，試確定控制角，試確定控制角的變化范圍、計(jì)算晶閘管導(dǎo)通角的變化范圍、要的變化范圍、計(jì)算晶閘管導(dǎo)通角的變化范圍、要求的電源容量，并選擇晶閘管。求的電源容量，并選擇晶閘管。解：由式解：由式 得到：得到：由此得控制角由此得控制角由上式可知，電源電壓由上式可知，電源電壓u2越小，越小，a a越?。恢绷鬏敵鲭娫叫?；直流輸出電壓壓ud越大，越大，a a也越小，所以最小控制角也越小，所以最小控制角a amin

20、對(duì)應(yīng)：對(duì)應(yīng)：u2 = 220 * 90% = 198 V，ud = 150 V （相應(yīng)（相應(yīng) ）2cos19 . 02aUUd19 . 02cos2UUda) 19 . 02arccos(2UUda9 .46) 11989 . 01502arccos(a686. 0cosmina同樣電源電壓同樣電源電壓u2越大，越大，a a越大；直流輸出電壓越大；直流輸出電壓ud越越小，小，a a也越大，所以最大控制角也越大，所以最大控制角a amax對(duì)應(yīng)：對(duì)應(yīng)：u2 = 220 * 110% = 242 V，ud = 50 V由于導(dǎo)通角由于導(dǎo)通角 ，a a的變化范圍為的變化范圍為46.9122.7，可導(dǎo)出，

21、可導(dǎo)出q q的變化范圍為：的變化范圍為：133.157.3。7 .122) 12429 . 0502arccos(amincos0.54a （）apq在本例中要求輸出電流平均值在本例中要求輸出電流平均值Id能達(dá)到能達(dá)到10A，由于，由于 隨隨a a的增大而增大，為此交流電源電流的最大有效值應(yīng)的增大而增大，為此交流電源電流的最大有效值應(yīng)對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)a a取取122.7時(shí)的情況：時(shí)的情況：2dII2sin 22 ()2 (1cos)sin(2 122.7 )2 (122.7 )102 (1cos122.7 )2.01 1020dIIApap paapp p 電阻負(fù)載時(shí)平均電阻負(fù)載時(shí)平均電流和變壓器二電

22、流和變壓器二次電流有效值的次電流有效值的計(jì)算公式書(shū)中計(jì)算公式書(shū)中p47要求的電源容量相應(yīng)為：要求的電源容量相應(yīng)為： 32 2220 110% 204.84 105KVASU I晶閘管電流有效值晶閘管電流有效值 2112014.14A22VTII考慮過(guò)電流安全儲(chǔ)備通常把晶閘管的額定電流放大考慮過(guò)電流安全儲(chǔ)備通常把晶閘管的額定電流放大1.52倍，又晶閘管的額定電流值是通態(tài)平均電流倍，又晶閘管的額定電流值是通態(tài)平均電流（正弦半波電流平均值），它同有效值的關(guān)系是（正弦半波電流平均值），它同有效值的關(guān)系是)(57. 1AVFTII因此所選晶閘管的額定電流應(yīng)為：因此所選晶閘管的額定電流應(yīng)為： ()(1.5

23、2)(1.52) 14.1413.518A1.571.57VTF AVII為此可選為此可選20A的晶閘管。的晶閘管。為了對(duì)過(guò)電壓有安全儲(chǔ)備，通常把晶閘管的額定電為了對(duì)過(guò)電壓有安全儲(chǔ)備，通常把晶閘管的額定電壓也放大壓也放大23倍，因此所選晶閘管的電壓額定值應(yīng)倍，因此所選晶閘管的電壓額定值應(yīng)為為2(23) 2(23) 2 220 110% 6841026VVTUU為此可選為此可選1000V的晶閘管。最后根據(jù)晶閘管產(chǎn)品型的晶閘管。最后根據(jù)晶閘管產(chǎn)品型號(hào)表可選用號(hào)表可選用KP-20-10，即通態(tài)平均電流為，即通態(tài)平均電流為20A，額，額定電壓值電壓為定電壓值電壓為10級(jí)級(jí)(1000)的晶閘管。的晶閘管

24、。三相可控整流電路三相可控整流電路電阻負(fù)載：電阻負(fù)載：a=30 的波形的波形 特點(diǎn)：負(fù)載電流處特點(diǎn)：負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。晶閘的臨界狀態(tài)。晶閘管導(dǎo)通角為管導(dǎo)通角為120 a30 的情況的情況 特點(diǎn)：負(fù)載電流斷特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角小于小于150 -a 。a =30u2uaubucOwtOwtOwtOwtOwtuGuduabuacwt1iVT1uVT1uacwwwa = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacua ubucOtwt1OtOtuVT1 電阻負(fù)載：電阻負(fù)載： a=60 的波形的波

25、形 特點(diǎn)：負(fù)載電流特點(diǎn)：負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。晶間的臨界狀態(tài)。晶閘管導(dǎo)通角閘管導(dǎo)通角120 a60 的情況的情況 特點(diǎn)：負(fù)載電流特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角角2(120 -a) 。電路名稱電路名稱三相半波三相半波三相橋式全控三相橋式全控輸出平均電壓范圍輸出平均電壓范圍 01.17 U202.34 U2脈動(dòng)頻率脈動(dòng)頻率3f=150Hz3f=150Hz6f=300Hz6f=300Hz電電阻阻性性負(fù)負(fù)載載移相范圍移相范圍150150120120晶閘管最大正晶閘管最大正向電壓向電壓晶閘管最大反晶閘管最大反向電壓向電壓晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角12012

26、0（a a3030）120120 （a a6060） （a a3030） （a a6060）不同不同a a時(shí)時(shí)Ud （a a3030） （a a6060）（3030a a150150）（6060a a120120）a150)120(2aacos17. 12U)6cos(1 675. 02apUacos34. 22U)3cos(1 34. 22apU26U26U22U2623U電電感感性性負(fù)負(fù)載載移相范圍移相范圍90909090晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角120120120120晶閘管電流平均晶閘管電流平均值值晶閘管電流有效晶閘管電流有效值值晶閘管最大正向晶閘管最大正向電壓電壓晶閘管最大反向晶閘管最

27、大反向電壓電壓不同不同a a時(shí)時(shí)UddI31dI31dI31dI3126U26U26U26Uacos17. 12Uacos34.22U 變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響變壓器漏抗對(duì)整流電路的影響 主要是對(duì)輸出電壓的影響主要是對(duì)輸出電壓的影響 dUdBIXpdB2IXpdB23IXpdB3IXpdB2ImXp)cos(cosaa2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62UIXmUXIpsin22Bd電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路 udidwtOwtOiciaibiciaIduaubuca01cosdUaId02cosdUa03cosdUa例：三相半波整流電路中

28、，如果例：三相半波整流電路中，如果a a相的觸發(fā)脈沖消失，相的觸發(fā)脈沖消失，試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓波形。試?yán)L出在電阻性負(fù)載和電感性負(fù)載下整流電壓波形。解：以解：以a a=60=60為例為例例：三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載，例：三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載，R2 ，L，欲借調(diào)節(jié)，欲借調(diào)節(jié)a a達(dá)到維持達(dá)到維持Id250 A為恒值，已知為恒值，已知XB0.08 ，附加直流端壓降，附加直流端壓降U10 V，供電電壓經(jīng)常在，供電電壓經(jīng)常在l1.15額定范圍內(nèi)變化，求：額定范圍內(nèi)變化，求：(1) U2和和a a變化范圍。變化范圍。 (2)變壓器容量變壓器容量對(duì)于三相半波整流，換相壓

29、降對(duì)于三相半波整流，換相壓降 33 0.08 2509.5522BddXUIpp0221.17cos9.55 101.17cos19.55dddUUUUUUaa2*250500ddURI又21.17cos519.55Ua所 以當(dāng)當(dāng)a a=0時(shí)時(shí) 06.44417. 1/55.5192U此為此為U2的最小值的最小值當(dāng)當(dāng)U2=1.15*444.06510.67 V時(shí)，它對(duì)應(yīng)的控制角時(shí)，它對(duì)應(yīng)的控制角a a為最大，此時(shí)為最大，此時(shí)cosa a=519.55/(510.67*1.17)=0.8696，由此導(dǎo)出，由此導(dǎo)出a a=29.6。即所求即所求U2變化范圍是變化范圍是444.06510.67V，a

30、 a變化范圍變化范圍是是0a a29.6。(2)要求變壓器的容量，首先必須求出變壓器一次和二要求變壓器的容量，首先必須求出變壓器一次和二次側(cè)電流有效值，如下圖所示為次側(cè)電流有效值，如下圖所示為i2，i1波形。波形。由于電感足夠大使得電流連續(xù)且近似為恒定值，再由于電感足夠大使得電流連續(xù)且近似為恒定值，再考慮到三只晶閘管在一個(gè)周期中各導(dǎo)通考慮到三只晶閘管在一個(gè)周期中各導(dǎo)通120因?yàn)榫чl管同相應(yīng)變壓器二次繞組串聯(lián)，所以變壓因?yàn)榫чl管同相應(yīng)變壓器二次繞組串聯(lián)，所以變壓器二次電流器二次電流I2dId/3=250/3=83.33A ddVTItdII31)(213202wpp25.144250*577.

31、0577. 0312ddVTIIII因?yàn)樽儔浩鞫蝹?cè)電流的直流分量不可能感應(yīng)到原因?yàn)樽儔浩鞫蝹?cè)電流的直流分量不可能感應(yīng)到原邊，所以邊，所以i1波形如圖所示波形如圖所示02.23832*250*02. 29202. 291*3294*3102. 2 )(31)(322102. 22232232221dddddIIItdItdIIpaapapawwp11 133*220*238.02157.09KVASU I22 233*444.06*144.25192.17KVASU I12174.63KVA2SSS例：三相橋式全控整流電路中，電阻性負(fù)載，如果例：三相橋式全控整流電路中，電阻性負(fù)載，如果有一個(gè)

32、晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流波形如何有一個(gè)晶閘管不能導(dǎo)通，此時(shí)的整流波形如何?如果如果有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響有一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其他晶閘管受什么影響?僅僅VT3做出不能導(dǎo)通的整流波形。做出不能導(dǎo)通的整流波形。 什么是逆變？逆變的分類？依據(jù)是什么？什么是逆變？逆變的分類？依據(jù)是什么？ 有源逆變的條件，波形分析，輸出電壓的大小即基有源逆變的條件，波形分析，輸出電壓的大小即基本數(shù)量關(guān)系，逆變顛覆和最小逆變角的限制。本數(shù)量關(guān)系，逆變顛覆和最小逆變角的限制。 有源逆變的應(yīng)用：直流電動(dòng)機(jī)在晶閘管整流電路控有源逆變的應(yīng)用：直流電動(dòng)機(jī)在晶閘管整流電路控制下的機(jī)械特性的特點(diǎn)制下的機(jī)械

33、特性的特點(diǎn)分連續(xù)時(shí)和斷續(xù)時(shí)；四分連續(xù)時(shí)和斷續(xù)時(shí)；四象限運(yùn)行象限運(yùn)行整流與逆變的轉(zhuǎn)換。整流與逆變的轉(zhuǎn)換。 什么是無(wú)源逆變？有哪些換流方式？原理是什么？什么是無(wú)源逆變？有哪些換流方式？原理是什么？ 無(wú)源逆變按照直流電源的性質(zhì)分為電壓型逆變電路無(wú)源逆變按照直流電源的性質(zhì)分為電壓型逆變電路和電流型逆變電路。分別介紹了單相和三相兩種情和電流型逆變電路。分別介紹了單相和三相兩種情況。況。 單相半橋、單相全橋、三相橋式電壓型逆變電路的單相半橋、單相全橋、三相橋式電壓型逆變電路的電路結(jié)構(gòu)、工作方式及波形、基本數(shù)量關(guān)系以及特電路結(jié)構(gòu)、工作方式及波形、基本數(shù)量關(guān)系以及特點(diǎn)。點(diǎn)。 單相、三相串聯(lián)二極管電流型逆變電路

34、的電路結(jié)構(gòu)、單相、三相串聯(lián)二極管電流型逆變電路的電路結(jié)構(gòu)、換流方式、工作方式及特點(diǎn)。換流方式、工作方式及特點(diǎn)。例：試?yán)L出三相橋式例：試?yán)L出三相橋式逆變電路中當(dāng)逆變電路中當(dāng) =p p/4時(shí)，晶閘管時(shí)，晶閘管VT1和和VT4兩端的電壓波形兩端的電壓波形圖，并分析它們承受圖，并分析它們承受的正、反向最大電壓的正、反向最大電壓各為多少各為多少?例：電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？例：電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么？為什么電流型逆變電路中沒(méi)有反饋二極管？為什么電流型逆變電路中沒(méi)有反饋二極管？解：對(duì)于電壓型逆變電路，考慮到大部分負(fù)載是電解：對(duì)于電壓型逆變電路，考慮到大部分負(fù)載是電感性負(fù)載，

35、當(dāng)改變導(dǎo)通的器件時(shí)，由于電感兩端的電感性負(fù)載，當(dāng)改變導(dǎo)通的器件時(shí)，由于電感兩端的電流不能突變，因而要靠反饋二極管提供續(xù)流通路，同流不能突變，因而要靠反饋二極管提供續(xù)流通路，同時(shí)在能量上電感儲(chǔ)存的能量通過(guò)反饋二極管向電源側(cè)時(shí)在能量上電感儲(chǔ)存的能量通過(guò)反饋二極管向電源側(cè)反饋。反饋。對(duì)于電流型逆變電路，為了使其能夠進(jìn)行負(fù)載換相，對(duì)于電流型逆變電路，為了使其能夠進(jìn)行負(fù)載換相，往往在負(fù)載兩端并聯(lián)補(bǔ)償電容器使負(fù)載略呈容性，對(duì)往往在負(fù)載兩端并聯(lián)補(bǔ)償電容器使負(fù)載略呈容性，對(duì)于容性負(fù)載而言，其兩端的電流允許突變，所以不需于容性負(fù)載而言，其兩端的電流允許突變，所以不需要反饋二極管，事實(shí)上負(fù)載中電感的續(xù)流靠補(bǔ)償電容

36、要反饋二極管，事實(shí)上負(fù)載中電感的續(xù)流靠補(bǔ)償電容器維持。器維持。交流變換電路的學(xué)習(xí)要點(diǎn)：交流變換電路的學(xué)習(xí)要點(diǎn)：(1) 交流交流交流變流電路的分類及其基本概念；交流變流電路的分類及其基本概念；(2) 單相交流調(diào)壓電路的電路構(gòu)成，在電阻負(fù)載和單相交流調(diào)壓電路的電路構(gòu)成，在電阻負(fù)載和阻感負(fù)載時(shí)的工作原理和電路特性；阻感負(fù)載時(shí)的工作原理和電路特性；(3) 三相交流調(diào)壓電路的基本構(gòu)成和基本工作原理；三相交流調(diào)壓電路的基本構(gòu)成和基本工作原理；(4) 交流調(diào)功電路和交流電力電子開(kāi)關(guān)的基本概念交流調(diào)功電路和交流電力電子開(kāi)關(guān)的基本概念；（不要求）（不要求）(5) 晶閘管相位控制交交變頻電路的電路構(gòu)成、工晶閘管相

37、位控制交交變頻電路的電路構(gòu)成、工作原理和輸入輸出特性；作原理和輸入輸出特性； ；（不要求）；（不要求）(6) 各種交流各種交流交流變流電路的主要應(yīng)用；交流變流電路的主要應(yīng)用；（不要（不要求）求）例：一交流單相晶閘管調(diào)壓器，用作控制從例：一交流單相晶閘管調(diào)壓器，用作控制從220V交流交流電源送至電阻為電源送至電阻為0.5 、感抗為、感抗為0.5 的串聯(lián)負(fù)載電路的的串聯(lián)負(fù)載電路的功率。試求：功率。試求：1)控制角范圍；控制角范圍；2)負(fù)載電流的最大有效值；負(fù)載電流的最大有效值；3)最大功率和這時(shí)的功率因數(shù)；最大功率和這時(shí)的功率因數(shù)；4)當(dāng)當(dāng)a a=p p/2 時(shí)，晶閘管電流的有效值、導(dǎo)通角和電源時(shí)

38、，晶閘管電流的有效值、導(dǎo)通角和電源側(cè)功率因數(shù)。側(cè)功率因數(shù)。單相交流調(diào)壓電路a為參變量時(shí)I VTN和a關(guān)系曲線j = 900.40.516018004012080 75 6045j = 0a /( )IVTN負(fù)載電流有效值負(fù)載電流有效值 IVT的標(biāo)么值的標(biāo)么值12UZIIVTVTNVTII20020100601401802010060/( )180140j = 9075604530150例：已知自耦變壓器基本繞組為例：已知自耦變壓器基本繞組為1-0，調(diào)整繞組，調(diào)整繞組1-3與與1-2之間的匝數(shù)是之間的匝數(shù)是1-0的的10。試分析圖示兩組反并聯(lián)晶。試分析圖示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的

39、電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使閘管組成的電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓輸出電壓0保持穩(wěn)定？保持穩(wěn)定？例：下圖所示的降壓斬波電路中，例：下圖所示的降壓斬波電路中，E100V，L100mH，R0.5，EM10V，采用脈寬調(diào)，采用脈寬調(diào)制控制方式，制控制方式，T20s，當(dāng)，當(dāng)Ton4s時(shí)。時(shí)。（20分）分）求：求：（1）輸出電壓平）輸出電壓平均值均值Uo；（2）輸出電流平）輸出電流平均值均值Io； （3）計(jì)算輸出電）計(jì)算輸出電流的最大和最小流的最大和最小瞬時(shí)值，并判斷瞬時(shí)值，并判斷負(fù)載電流是否連負(fù)載電流是否連續(xù)。續(xù)。 M EM R L VD V E io uo 例：圖為一種例：圖為一種簡(jiǎn)單的舞臺(tái)調(diào)簡(jiǎn)單的舞臺(tái)調(diào)光線路，輸入光線路，輸入為單相交流電為單相交流電源，電位器源，電位器RP一般為幾百千一般為幾百千歐。求：歐。求：1、根據(jù)、根據(jù)ud，ug波形分析電路調(diào)光工作原理；波形分析電路調(diào)光工作原理；2、說(shuō)明、說(shuō)明RP，VD及開(kāi)關(guān)及開(kāi)關(guān)