第三章_变压器漏感对整流电路的影响
第三章_电力电子技术—整流电路_li(第一次课)
变压器二次侧电流有效值i2与输出电流有效值i相等
I I2 1
(
2U 2 U sin t )2 d( t ) 2 R R
1 I 2
1 sin 2 2
I dVT
VT可能承受的最大正向电压为 VT可能承受的最大反向电压为
2 U2 2 2U 2
3.1单相可控整流电路
相控方式——通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出 电压大小的方式
3.1单相可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路——阻感负载
阻感负载的特点：
电感对电流变化有抗拒作用，使得流过 电感的电流不能发生突变，因此负载的电流 波形与电压波形不相同。
3.1单相可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路——阻感负载
ud O i1 O
t
t
b)
3.1单相可控整流电路
3.1.3 单相全波可控整流电路
单相全波与单相桥式全控比较
单相全波只用2个VT，比单相全控桥少2个，相应地， 门极驱动电路也少2个 单相全波导电回路只含1个VT，比单相桥少1个，因而 管压降也少1个 VT承受最大正向电压 2U2，最大反向电压为 2 2U 2 ， 是单相全控桥的2倍 单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多
结构简单，但输出脉动大，变压器二次侧电
流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化
实际上很少应用此种电路
分析该电路的主要目的在于利用其简单易学
的特点，建立起整流电路的基本概念
3.1单相可控整流电路
3.1.2 单相桥式全控整流电路——电阻负载
电路结构 VT1和VT4组成一对桥臂 VT2和VT3组成另一对桥臂
漏抗与整流
变压器漏电抗对整流电路的影响一、换相期间的输出电压 以三相半波可控整流大电感负载为例，分析漏抗对整流电路的影响。
在换相（即换流）时，由于漏抗阻止电流变化，因此电流不能突变，因而存在一个变化的过程。
ωt1时刻触发V2管，使电流从a相转换到b相，a相电流从Id不能瞬时下降到零，而b相电流也不能从零突然上升到Id，电流换相需要一段时间，直到ωt2时刻才完成，如图2-23(c)所示，这个过程叫换相过程。
换相过程所对应的时间以相角计算，叫换相重叠角，用γ表示。
在重叠角γ期间，a、b两相晶闸管同时导电，相当于两相间短路。
两相电位之差ub-ua称为短路电压，在两相漏抗回路中产生一个假想的短路电流ik，如图2-23(a)虚线所示（实际上晶闸管都是单向导电的，相当于在原有电流上叠加一个ik ），a相电流ia=Id- ik ，随着ik的增大而逐渐减小；而ib= ik是逐渐增大的。
当增大到Id也就是ia减小到零时，V1关断，V2管电流达到稳定电流Id ，完成换相过程。
在换相过程中，ud波形既不是ua也不是ub，而是换流两相电压的平均值。
与不考虑变压器漏抗，即γ=0时相比，整流输出电压波形减少了一块阴影面积，使输出平均电压Ud减小了。
这块减少的面积是由负载电流Id换相引起的，因此这块面积的平均值也就是Id引起的压降，称为换相压降，其值为图中三块阴影面积在一个周期内的平均值。
对于在一个周期中有m次换相的其它整流电路来说，其值为m块阴影面积在一个周期内的平均值。
由式(2-21)知，在换相期间输出电压ud = ub -LT(dik/dt)= ub -LT(dib/dt)，而不计漏抗影响的输出电压为ub ，故由LT引起的电压降低值为ub -ud= LT(dib/dt )，所以一块阴影面积为二、换相重叠角γ 为了便于计算，坐标原点移到a、b相的自然换相点，并设 从电路工作原理可知，当电感LT中电流从0变到Id时，正好对应ωt从α变到α＋γ，根据这些条件，再进行数学运算可求得 上式是一个普遍公式，对于三相半波电路，代入m=3可得 对于三相桥式电路，因它等效于相电压为时的六相半波整流电路，电压为，m=6，代入后结果与三相半波电路相同。
第三章_变压器漏感对整流电路的影响
e)换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
变压器漏感对整流电路的影响
1.变压器漏感 a实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用 一个集中的电感LB表示，并将其折算到变 压器二次侧。 b由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感 电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完 成，而是会持续一段时间。
2.现以三相半波为例来分析，然后将其结论 推广 假设负载中电感很大，负载电流为水平线。
(3-32)
由上式得： dik
dwt
6U 2 5 sin(wt ) 2XB 6
(3-33)
进而得出：
(3-34)
ik 5
6
wt
a
当
5 wt a g 6
6U 2 6U 2 5 5 sin(wt )d(wt ) [cos a cos(wt )] 2XB 6 2XB 6
5 a g 6 5 a 6
di 3 LB k d(wt ) dt 2
Id
0
w LBdik
3 X B Id 2
(3-31)
变压器漏感对整流电路的影响
1.换相重叠角g a.由式（3-30）得出：
dik (ub ua ) 2 LB dt 5 ) 6
6U 2 (sinwt 2 LB
电路形式 单相全波 单相全控桥 三相半波 三相全控桥
m脉波整流电路
U d
cosa cos(a g )
XB
Id
Id X B 2U 2
2X B Id 2I d X B
2U 2
3X B Id 2 2X BId
6U 2
3X B Id 2X BId
6U 2
mX B ① Id 2
电力电子技术——变压器漏感对整流电路的影响
u1 u2
ub
ua
u1
u2
2LB
dik dt
,
ib凹升 ，ia凸降。
2LB
d2ik dt2
du ba dt
0,
转波形
_ u2 + + u1 _
Id
Goback
• 换流重叠期间，ud=(ua+ub)/2（算术平均值）， 面积损失使Ud减小。
• 换相压降Ud（平均值Ud的损失值）：
Ud
1 2 /
同步电压 +usb -usa +usc -usb +usa -usc
• 分立式锯齿波同步触发要求：VT1~VT6各需一个 触发单元电路，每个SCR的触发同步信号与其主 电路阳电压反相。
• KC04集成触发要求：同一相主电路两管共用同 一集成触发单元，其触发同步信号与该相主电路 电压同相。
三相全控桥各晶闸管的同步电压
晶闸管 主电路电压
同步电压
VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 +ua -uc +ub -ua +uc -ub -usa +usc -usb +usa -usc +usb
相量图
三相桥各晶闸管的同步电压（有R-C滤波滞后60）
晶闸管 主电路电压
VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 +ua -uc +ub -ua +uc -ub
➢在up固定情况下，若uco较小，则当锯齿波上升到较大 值时， V4才能导通，输出脉冲的时刻靠后；若uco较 大，则当锯齿波上升到较小值时， V4即可导通，输 出脉冲前移。比如uco=0 ~ 8V，对应于=180° ~ 0° 。
【电力电子技术期末考试】简答题
【电⼒电⼦技术期末考试】简答题简答题：1、晶闸管的触发电路有哪些要求？1触发电路发U的触发信号应具有⾜够⼤的功率2不该触发时，触发电路因漏电流产⽣的漏电压应⼩于控制极不触发电压UGT 3触发脉冲信号应有⾜够的宽度，4触发脉冲前沿要陡5触发脉冲应与主回路同步，且有⾜够的移相范围。
导通：正向电压、触发电流半控：晶闸管全控：门极可关断晶、电⼒晶体管、电⼒场效应管，IGBT电流控门极可关断晶、电⼒晶体管、电压控电⼒场效应管，IGBT半控型器件有SCR（晶闸管），全控型器件有GTO、GTR、MOSFET、IGBT电流驱动器件有SCR、GTO、GTR 电压型驱动器件：MOSFET、IGBT☆半控器件：⼤电压⼤电流，即⼤功率场合☆全控器件：中⼩功率2、具有变压器中⼼抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？具有变压器中⼼抽头的单相全波可控整流电路中，因为变压器⼆次测绕组中，正负半周内上下绕组内电流的⽅向相反，波形对称，其⼀个周期内的平均电流为零，故不会有直流磁化的问题（变压器变流时双向流动的就没有磁化存在磁化的：单相半波整流、三相半波整流）3、电压型逆变电路中反馈⼆极管的作⽤是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈⼆极管？在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供⽆功功率,直流侧电容起缓冲⽆功能量的作⽤。
为了给交流侧向直流侧反馈的⽆功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈⼆极管。
当输出交流电压和电流的极性相同时,电流经电路中的可控开关器件流通，⽽当输出电压电流极性相反时,由反馈⼆极管提供电流通道。
在电流型逆变电路中,直流电流极性是⼀定的,⽆功能量由直流侧电感来缓冲。
当需要从交流侧向直流侧反馈⽆功能量时,电流并不反向,依然经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反馈⼆极管。
电压型有电容器（电源侧），电流型⼀般串联⼤电感4、绘制直流升压斩波电路原理图。
1t t T U E E E t t β+===on off o off offRU I o o =直流降压斩波电路：Mb)t t U E E E t t Tα===+on on o on off RE U I m o o -=升降压：c)1n t t U E E E t T t αα===--on on o off o off on t t I I =215、电压型逆变电路的特点。
电源变压器漏抗对可控整流电路的影响PPT课件
换相重叠角的计算
❖ 因为有 ❖ 得到
12
换相重叠角的计算
❖ 将上式在整个换相期间积分 ❖ 可以解得
❖ 所以可以得到 ❖ 换相角的公式
13
m相的换相角推广
❖ 对于m相可控整流电路，换相重叠角γ
❖ 对于三相全控桥电路，可m＝6，相电压有效 值认改为线电压有效值
14
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
15
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
16
❖ 变压器漏抗XB=ωLB ❖ 通常可用下式求取
9
二.换相压降和整流平均电压
❖ 对于m相可控整流电路：一周期中有m个波头， 换相m次
❖ 整流平均电压Ud:
Ud0为α=0时不考虑漏感影响的Ud
10
换相重叠角的计算
❖ 换相重量角γ 的大小与电路的参数及控制角 有关。
❖ 将坐标轴取在a、b两相的自然换相点处，则a 相和b相电压可表示为
γ表示。
5
换相过程分析
❖ 短路电压与回路中的 漏感电势相平衡
❖ 在换相过程中，输出 整流电压
6
换相的影响
❖ 换相期间，输出整流电压是换相的两相电压 的平均值
❖ 由于换相的影响，输出电压的平均值有所下 降
7
换相压降ΔUd:
变压器漏感对整流电路的影响研究
中图分 类号 ：Ｔ Ｍ４ ６
文献标 识码 ：Ａ
文章 编号７ ）０ ４ ． ０ ０ ５ ５ ． ０ ３
Ｉ ｎｆ ｌ ｕ ｅ ｎｃ ｅ ｏ ｆ Ｔｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ Ｌｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ Ｉ ｎｄｕ ｃ ｔ ａ ｎｃ ｅ ｏ ｎ Ｒｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｉ ｒ ｃ ｕｉ ｔ
ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｏ ｎ ｒ ｅ ｃ ｔ ｆｅ ｉ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｆｅ ｉ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｍｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
感 的 对 整 流 电路 的 影 响 ， 然 后 推 断 了 换 相 重 叠 角 与 延 迟 角 以及 变 压 器 漏 感 之 间 的 关 系 。最 后 通 过 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ中对变 压 器漏感 对 整流 电路 的影 响进行 仿真 验证 ，实验 结果表 明漏 感会 导致换 相 时 电压 和 电流 的波 形 出现“ 断层” 现象 ，而 且漏 感 的大 小和触 发角 大 小会 影 响换相 重叠 角 大小 。
变压器漏感对整流电路的影响-2022年学习资料
设VD,和VD4导通时刻，与u2过零点相距δ 角，则u2如下式-w2=√2U2sinot+-2-37-在VD 和VD,导通期间，以下方程成立-uO=√2U2sinδ -1u,o=2J0.d=w-2-38-式中，U。0为 D,和VD4导通时刻直流侧电压值，将U2代入解得-ie=√2wCU2cosot+δ -2-39-的不可空整流电路-2.4电容旅波的单相不可控整流电路-2.4.2电容虑波的三相不可控整流电路ower Electronics
2A.1电容滤波的单相不可控整流电路-.工作原理及波形分析-基本工作过程-1,0-²在2正半周过零点至-w =0期间，因山2<ua-故二极管均不导通，电-容C向R放电，提供负载-所需电流。-²至mt=0之后，山2将 要超过，使得VD和-VD4开通，=西，交流-电源向电容充电，同时-图2-26电容滤波的单相桥式不可控整流电 及其工作波形-向负载R供电。-a电路-b波形-Power Electronics
2予变压器漏感对整流电路的影响-考志变压器漏感在内的交流侧电感的影响换撸座对程杨熊润完成。-现以丰装为例局 结论推广。-因a、b两相均有漏感，故-ia、均不能突变。于是-VT,和VT,同时导通，-●-相当于将a、b 相短-路，两相间电压差为山，一-u在两相组成的回路中产-生环流。-k=i,逐渐增大，alk-逐渐减小。当增 到等-于La时，ia=0,VT1关断，-换流过程结束。-图2-25考虑变压器漏感时的-三相半波可控整流电路 波形-Power Electronics
2电流平均值-输出电流平均值IR为：IR=UaR-2-47-在稳态时，电容才一个电源周期内吸收的能量和释放 能量相等，其电压-平均值保持不变，流经电容的电流在一周期内的平均值为零，-又由-id =ic+ig-得出d=IR-2-48-在一个电源周期中，i有两个波头，分别轮流流过VD1、VD4和VD2、VD3。-流过某个 极管的电流只是两个波头中的一个，平均值为-=Z:/2=IR/2-2-49-Power Electronic -15
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
② m
注：①单相全控桥电路中，XB在一周期的两次换相中都起作用，等效为m=4； ②三相桥等效为相电压等于3U 2 的6脉波整流电路，故其m=6，相电压按 3U 2 代入。
变压器漏感对整流电路的影响
1变压器漏感对整流电路影响的一些结论: a)出现换相重叠角g，整流输出电压平均值Ud降低。
b)整流电路的工作状态增多。 c)晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通，有时人为串入进线 电抗器以抑制晶闸管的di/dt。 d)换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导 通，为此必须加吸收电路。
ud
a
ua
ub
uc
O
wt
id O
ic
ia
ib
ic
ia
Id
wt1
时刻
wt
g
图3-26 考虑变压器漏感时的三 相半波可控整流电路及波形
变压器漏感对整流电路的影响
1.基本数量关系 a)换相过程中，整流输出电压瞬时值为
dik dik ua ub ud ua LB ub LB dt dt 2
(3-32)
由上式得： dik
dwt
6U 2 5 sin(wt ) 2XB 6
(3-33)
进而得出：
(3-34)
ik 5
6
wt
a
当
5 wt a g 6
6U 2 6U 2 5 5 sin(wt )d(wt ) [cos a cos(wt )] 2XB 6 2XB 6
变压器漏感对整流电路的影响
1.分析从VT1换相至VT2的过程 a)在wt1时刻之前VT1导通， wt1时刻触发VT2，因a、b两相 均有漏感，故ia、ib均不能突变， 于是VT1和VT2同时导通，相当 于将a、b两相短路，两相间电 压差为ub-ua，它在两相组成的 回路中产生环流ik如图所示。 b)ik=ib是逐渐增大的，而 ia=Id-ik是逐渐减小的。 c)当ik增大到等于Id时，ia=0， VT1关断，换流过程结束。 d)换相过程持续的时间用电 角度g表示，称为换相重叠角。
e)换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
5 a g 6 5 a 6
di 3 LB k d(wt ) dt 2
Id
0
w LBdik
3 X B Id 2
(3-31)Leabharlann 变压器漏感对整流电路的影响
1.换相重叠角g a.由式（3-30）得出：
dik (ub ua ) 2 LB dt 5 ) 6
6U 2 (sinwt 2 LB
(3-30)
b)换相压降：与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值降 低的多少，即
dik 1 56 a g 3 56 a g U d (ub ud )d(wt ) 5 [ub (ub LB )]d(wt ) 5 a a 2 / 3 6 2 6 dt 3 2
电路形式 单相全波 单相全控桥 三相半波 三相全控桥
m脉波整流电路
U d
cosa cos(a g )
XB
Id
Id X B 2U 2
2X B Id 2I d X B
2U 2
3X B Id 2 2X BId
6U 2
3X B Id 2X BId
6U 2
mX B ① Id 2
Id X B 2U 2 sin
时， ik I d ，于是
6U 2 [cos a cos(a g )] 2X B 2X BId cosa cos(a g ) 6U 2
(3-35) (3-36)
Id
变压器漏感对整流电路的影响
g随其它参数变化的规律：
⑴Id越大则g越大； ⑵XB越大g越大； ⑶当a≤90时，a越小g越大。 1.其它整流电路的分析结果 表3-2 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算
变压器漏感对整流电路的影响
1.变压器漏感 a实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用 一个集中的电感LB表示，并将其折算到变 压器二次侧。 b由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感 电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完 成，而是会持续一段时间。
2.现以三相半波为例来分析，然后将其结论 推广 假设负载中电感很大，负载电流为水平线。