AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)
1π
20
2U2sintd(t)0.4U 52
电源变压器副边电压有效值为U2
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
表5-2 单相半波不控整流电路阻感负载时各区间
u2
ud
L eL
各区间工作情况
R b)
感性负载ω时t ，直流 0～π 电压将出现负值，
π～ωt1 ωt1～2π
u2 O
t1
2
降低了直二流极平管均导电 t 压 通情况
AC
+ -
R
AC + -
ud
VD2
VD1
-
AC +
R
-
AC +
ud
VD2
b)
c)
d)
图5-2 单相全波整流负载电压波形 a)单相全波整流电路负载电压波形 b)单相全波整流电路 c)交流输入正
半周整流电路工作图 d)交流输入负半周整流电路工作图
5.2.1 单相不控整流电路
表5-4 单相全波整流电路各区间工作情况
ωt 二极管导通情况
负载电压ud 负载电流id 整流二极管电流iVD1 续流二极管电流iVD2 整流二极管端电压 uVD1 续流二极管端电压 uVD2
0～π VD1导通、 VD2截止 u2 水平直线 矩形波
0 0
π～2π VD1截止、 VD2导通 0
0 矩形波 u2
-|u2|
0
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
-
ud AC + VD2
b)
VD3 R ud
VD4
c)
a)单相桥式整流电路 b)交流输入正半周单相桥式整流电路工作图 c)交流输入负半周单相桥式整流电路工作图
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
VD3
u2
R
VD2
VD4
a)
➢表5-5 单相桥式整流电路各区间工作情况
ωt
0～π
π～2π
二V极D1 管 导通情 况AC +
– 旋转式变流机组（交流电动机-直流发电机组） – 静止式离子整流器和静止式半导体整流器
• 整流电路有多种分类方法
– 按交流电源输入相数来分类，可分为单相与多相整流电 – 按电路结构来分类，可分为半波、全波与桥式整流电路 – 若按整流电路中使用的电力电子器件来划分，可分为不
控整流电路、相控电路、PWM整流电路
VD1导 通
VD1导 通
VD1截止
ud
负载电压 u2
u2
0
ud
O
2
t 负载电流 有
有
0
id
id
O
t 二极管端 0
0
u2
电压
f)
uVD1
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
VD1 iVD1 id
u2
ud
L eL
u2
R
iVD2
VD2
ud L eL R
带续流二极管的单相 半波整流电路
b)
d)
u2
u2
t1
O
2
t1
t
O
2
t
ud
ud
O
2
t
O
2
t
id
id
O
t
O
t
f)
消除了负载电压出现 f)
负值的现象
5.2.1 单相不控整流电路
VD1 iVD1 id
iVD2
u2
VD2
ud L eL R
d) id
O
iVD1
O
iVD2
2 t 2 t
O
t
g)
表5-3 单相半波不控整流电路大电感负载带续流二 极管时各波不控整流电路电阻负载时各区间工作情况
ωt
0～π
π～2π
2π～3π
二极管导 VD1导通 VD1截止 VD1导通
负通载情只况获得了电源半个周期
的负电载压电，压因ud 此u2，该电路0也称
u2
t 负为载电单流相id半u波2/R整流电路0
u2/R
二极管端 0 t 电压uVD1
u2
0
t 负载电压 平均值Ud
ud
VD3
VD2
VD2
b)
图5-2 单相全波整流电路
u2
R
c)
d)
u2
共阳极连接 VD4
2 t
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
VD1
VD3 VD1
u2 R
AC
+ -
R
-
AC +
R
t
u2
AC + -
ud
VACD1
+
ud
VD2
VD2
u2
VD2
VbD)3
u2
c)
d)
u2
R
VD2
u2 VD4
VD4
5.2.1 单相不控整流电路
VD3
VD1 u2 u2
VD2 VD4
VD1
VD3
单V流相D1 电桥路式整VD3
u2
AC +
R
-
R
VD2
VD4
VD2
VD4
a)
b)
能够克服全波整流电路二 极管承受电压高、需要复 杂的抽头变压器等不足之
处
5.2.1 单相不控整流电路
VD1
VD3
VD1
u2
AC +
R
-
VD2
VD4
VD2
a)
VD3
R VD4
• 采用单相全波整流电路
5.2.1 单相不控整流电路
u2
O
2
t
ud
uVDO1
2
t
2
O
t
单相半波整e)流电路带电 阻性负载电路及波形
ud
• 如何利用负半周？
O
2 t
图5-2a 单相全波整流电 路负载电压波形
5.2.1 单相不控整流电路
• 单相全波整流电路
ud
O
2 t
a)
VD1
u2
R
u2
VD2
VD1
5.2 不控整流电路
• 利用电力二极管的单相导电性可以十分简单 地实现交流—直流电力变换。
• 由于二极管整流电路输出的直流电压与交流 输入电压的大小有关，不能通过电路本身控 制其数值，故称为不控整流电路。
5.2.1 单相不控整流电路
u1
u2 O ud
uVDO1 O
VD1
单
u2
相 交
流
ud R
a)
u2
O
2
t
ud
uVDO1
2
t
2
O
t
单相半波整e)流电路带电 阻性负载电路及波形
ud
O
2 t
图5-2a 单相全波整流电 路负载电压波形
• 半波整流负载电压仅为交流 电源的正半周电压，造成交 流电源利用率偏低，输出脉 动大，因此使用范围较窄。
• 若能经过变换将交流电源的负半 周电压也得到利用，即获得图52a中的负载电压波形，则负载电 压平均值Ud可提高1倍，电源利 用率大大提高。
ωt
0～π
π～2π
VD1 u2 R
二极V管D1 导
通情况 AC
+ -
R
VD1导通VD、1 VDAC2截+- 止 R
VD2导通、 VD1截止
t
u2
uAC
+
d-
ud
|u | -
2 AC +
ud
|u2|
VD2
uVD1V和D2
uVD1=0，VD2
uVD1= -2|u2|，
uVD2
uVD2= -2|u2| uVD2=0
b)
c)
Ud
d)
1π
0
2U2s i ntd(t)0.9U2
5.2.1 单相不控整流电路
单相全波整流电路必须要有一个带中心抽头的变压器，且二极管承受的 最高电压为2 2U2
共阴极连接
2 t
VD1 u2 R u2
VD2
ud VD1
VD1
ud
AC
+ -
R
O
AC + -
ud
a)
-
AC +
2-
R Ot
AC +
第5章 AC－DC变换器
基本内容
1 概述 2 不控整流电路 3 相控整流电路 4 相控有源逆变电路 5 PWM整流电路 6 同步整流电路
5.1 概述
• 凡能将交流电能转换为直流电能的电路统称为整 流电路，简称为AC-DC。
• 整流电路是出现最早的电力电子电路，自20世纪 20年代至今已经历了以下几种类型：
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交流-直流(ACDC)变换器
VD导通阶段结束。这时电容上的电压值为
U
C0
2U
2
sin( )
2U
2
sin
RC放电曲线，如图2-34c）所示。其电压表达式为
1
uC uR U
C0
e
RC
(t
)
在电源电压的第二个周期中，当 u
2
再次上升到等于 u C
时， ，这时有
VD将再次导通，设 u 2 u C
2. 数学表达式
不计换流时
U
do
( )
m
U
m
sin
m
m
Um
2U 2U
2 2
Ud0m
0.9U2 1.17U2 2.34U2
cos U
dom
cos
单相桥式 三相半波 三相桥式
2 3 6
计及Lc换流及内阻影响时
U d ( ) U ( ) ( m sin
6 U2
m
（二）有源逆变条件
直流侧必须有直流电源EB（如：大电感或电势负载），电势极性必须和变换器 允许电流流动方向一致。
变换器为可输出负压的全控整流桥。(半控桥或带有续流二极管的全控整流桥无 法得到负电压就不可能有源逆变。）
调节α>90°，且使1-Ud1略小于EB（EB小于变换器能够产生的直流最大负压值 （三相桥式为2.34U ）
电路图
（交流侧电感Lc的影响）
VT5与VT1换流时的等效电路
换流对整流电路的影响
交流电感上的电压； 对输出电压的影响； 对元件电流变化率的影响； 元件电压的特点。
5. 有源逆变电路
AC-DC换流器
AC/DC换流器在电力电子技术的许多应用领域中，通常需要将工频的正弦交流电能变换为直流电能，即AC/DC转换。
AC/DC换流器，又称为整流器，是通过半导体开关器件（如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET等）的开通和关断作用，把交流电能变换成直流电能的一种电力电子变换器。
一、AC/DC换流器的分类根据AC/DC换流器所用开关器件的不同，可以分为以下两类：1.不可控整流器：此类整流器所用的电力电子开关器件为二极管，利用二极管的单向导电性，使DC端的电流方向一定，从而实现AC到DC的转换。
此类整流器工作原理简单，使用和维护方便，并且易于制成大电容设备，目前广泛应用于开关直流电源、交流电机变频调速装置，直流伺服驱动等。
但是，二极管不可控整流器由于直流输出的电压极性不可改变，因而电能只能从交流一侧传送到直流一侧的系统中。
2.可控整流器：此类整流器所用的电力电子开关器件可以通过触发信号控制其开通或关断。
可控的电力电子开关器件又分为半控型器件和全控型器件，如晶闸管属于半控型器件，触发信号只能控制器件的开通，不能控制器件的关断；IGBT，GTO，IGCT等属于全控型器件，触发信号不仅控制器件的开通，也能控制器件的关断。
二、AC/DC换流器的应用1.高压直流输电：相比于交流输电，直流输电有许多优点，适合远距离，大功率输电。
进行直流输电的首要任务是将工频的交流电能转换为直流电能，即AC/DC转换，然后经过直流线路输送到另一端，再经过DC/AC转换，变为工频交流电能。
由于我们要通过换流器对电能的传输进行控制，在直流输电中所用的是可控的AC/DC换流器。
2.作为直流电源。
在需要直流电源的场合，通过AC/DC换流器将交流电能变换为直流电能作为直流电源。
比如作为直流电机的电源，作为电池的充电电源，直流电器设备的驱动电源等。
3.非工频交流电源。
为了产生不同于工频的交流电源，首先要将工频交流电能转换为直流电能，即AC/DC转换，再通过DC/AC转换产生不同频率的交流电能。
DC AC逆变电路及原理总结
5-12
单相电压型逆变电路
2) 全桥逆变电路
共四个桥臂，可看成两个半 桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。 uG1
O
输出电压和电流波形与半桥 uG2
t
电路形状相同，幅值高出一 O
t
倍。
u G3
O
t
改变输出交流电压的有效值 uG4
O
只能通过改变直流电压Ud来
u o
实现。
io O
io
uo t
5-16
单相电压型逆变电路
阻感负载时，还可采用移 相得方式来调节输出电压 －移相调压。
V3的基极信号比V1落后
uG1
a)
（0＜ ＜180 °）。V3、
O u G2
t
V4的栅极信号分别比V2、
V1的前移180°－。输 出电压是正负各为的脉
O
u G3 O
u G4
t t
冲。
O
t
改变就可调节输出电压。
3
t1 t2
t t
图5-7 单相全桥逆变
b)
电路的移相调压方式
单相电压型逆变电路
2）单相电压型全桥逆变电路的特点
(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉 动。
(2)输出电压幅值为Ud的矩形波，负载上的功率为半桥逆 变器的4倍，输出电流因负载阻抗不同而不同。
(3)阻感负载时需提供无功功率。为了给交流侧向直流侧 反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
电流：I=(1.5~2)(2)1/2i
参数计算与器件选择 例：逆变器输入电压为550V，输出功率为 20KW，逆变器开关频率为20KHz，RLC谐 振负载，
其等效电阻为：R=Ud2/4P=3.78Ω 负载上的电流有效值为：i＝Ud/2R=72.75A 开关管上的电压：U=(2~3)Ud=1100~1650V 电流：I=(1.5~2)(2)1/2i=154~205A
单相电压型逆变电路
2) 全桥逆变电路
共四个桥臂，可看成两个半 桥电路组合而成。
两对桥臂交替导通180°。 uG1
O
输出电压和电流波形与半桥 uG2
t
电路形状相同，幅值高出一 O
t
倍。
u G3
O
t
改变输出交流电压的有效值 uG4
O
只能通过改变直流电压Ud来
u o
实现。
io O
io
uo t
5-16
单相电压型逆变电路
阻感负载时，还可采用移 相得方式来调节输出电压 －移相调压。
V3的基极信号比V1落后
uG1
a)
（0＜ ＜180 °）。V3、
O u G2
t
V4的栅极信号分别比V2、
V1的前移180°－。输 出电压是正负各为的脉
O
u G3 O
u G4
t t
冲。
O
t
改变就可调节输出电压。
3
t1 t2
t t
图5-7 单相全桥逆变
b)
电路的移相调压方式
单相电压型逆变电路
2）单相电压型全桥逆变电路的特点
(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉 动。
(2)输出电压幅值为Ud的矩形波，负载上的功率为半桥逆 变器的4倍，输出电流因负载阻抗不同而不同。
(3)阻感负载时需提供无功功率。为了给交流侧向直流侧 反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。
电流：I=(1.5~2)(2)1/2i
参数计算与器件选择 例：逆变器输入电压为550V，输出功率为 20KW，逆变器开关频率为20KHz，RLC谐 振负载，
其等效电阻为：R=Ud2/4P=3.78Ω 负载上的电流有效值为：i＝Ud/2R=72.75A 开关管上的电压：U=(2~3)Ud=1100~1650V 电流：I=(1.5~2)(2)1/2i=154~205A
第2章 AC-DC变换电路
二极管D1整流，D0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流；输入电源vS Vm sin t ；
iD 、 vD 分别为整流输出电流与电压。
电源电压为正半周时，二极管 D1 承受正 向电压导通。若忽略 1V 左右的导通压降， vD vS i，如左图第一段所示。对 则 ； D iS 于纯电阻性负载，负载电流与电压波形 一致，只相差一个比例系数。 电源电压为负半周时，二极管 D1 受反压 截止，阻断电路， vD 0 。对于电阻性负 载，负载电流也为零，如左图第二段所 示；对于电感性负载，负载电流可通过 二极管D0续流。
2 6 6
3
3 6
VS 2.34VS
优点： 输出电压最高可达到线电压的幅值 输出电压的脉动频率为 6 f（脉波数 m=6），易于进行滤波 S 交流电源电流 iS 中不含直流分量
三相桥式不控整流电路在中、大功率整流中得到了广泛的应用。 Power Electronics
2.2.6 不控整流电路输出电压的谐波分析
Power Electronics
2.2.3 单相桥式不控整流电路
二极管D1、D2串联构成一个桥臂，D3、D4 串联构成另一个桥臂。
D1、D3构成共阴极，连接负载的一端；D2、 D4构成共阳极，连接负载的另一端。
vS为正半周，D1、D4承受 当 0 t 时， 正 压 导 通 。 整 流 电 压 vD vS ， 负 载 电 流 iD iD1 iD ， D2、D3不导通， ， 4 iS vD2 vD3 vS 其承受反压为 ，如左图第一段所 iD 2 iD3 0 示。
v A 2VS sin t 2 vB 2VS sin(t ) 3 4 v 2 V sin( t ) C S 3
iD 、 vD 分别为整流输出电流与电压。
电源电压为正半周时，二极管 D1 承受正 向电压导通。若忽略 1V 左右的导通压降， vD vS i，如左图第一段所示。对 则 ； D iS 于纯电阻性负载，负载电流与电压波形 一致，只相差一个比例系数。 电源电压为负半周时，二极管 D1 受反压 截止，阻断电路， vD 0 。对于电阻性负 载，负载电流也为零，如左图第二段所 示；对于电感性负载，负载电流可通过 二极管D0续流。
2 6 6
3
3 6
VS 2.34VS
优点： 输出电压最高可达到线电压的幅值 输出电压的脉动频率为 6 f（脉波数 m=6），易于进行滤波 S 交流电源电流 iS 中不含直流分量
三相桥式不控整流电路在中、大功率整流中得到了广泛的应用。 Power Electronics
2.2.6 不控整流电路输出电压的谐波分析
Power Electronics
2.2.3 单相桥式不控整流电路
二极管D1、D2串联构成一个桥臂，D3、D4 串联构成另一个桥臂。
D1、D3构成共阴极，连接负载的一端；D2、 D4构成共阳极，连接负载的另一端。
vS为正半周，D1、D4承受 当 0 t 时， 正 压 导 通 。 整 流 电 压 vD vS ， 负 载 电 流 iD iD1 iD ， D2、D3不导通， ， 4 iS vD2 vD3 vS 其承受反压为 ，如左图第一段所 iD 2 iD3 0 示。
v A 2VS sin t 2 vB 2VS sin(t ) 3 4 v 2 V sin( t ) C S 3
第5章 AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)
VD1截止、 VD2导通
0
id O iVD1 O iVD2 O
d)
t
负载电压ud 负载电流id 整流二极管电流iVD1 续流二极管电流iVD2 整流二极管端电压 uVD1 续流二极管端电压 uVD2
2
t
0 方波电流 u2 0
t
g)
•图5-1带续流二极管的单相半波整
流电路带阻感负载电路及带大电感 负载电流波形波形
•图5-2 单相全波整流电路及工作波形 •a)单相全波整流电路负载电压波形 b)单相全波整流电路 c)交流输入正半周整流 电路工作图 d)交流输入负半周整流电路工作图
5.1.1 单相不控整流电路
•表5-4 单相全波整流电路各区间工作情况
ωt
VD1
0～ π
π～2π
u2
R
AC
VD1 VD1VD VD1导通、 二极管导通 2 情况 截止 +
•图5-3(a) 单相桥式整流电路
2U 2 sin td(t ) 0.9U 2
5.1.1 单相不控整流电路
• 在单相输入的AC-DC整流电路中，单相桥式整流电 路应用极为广泛。 • 半波整流电路交流电源电流是单方向的，电源变 压器存在直流磁化现象，是半波整流电路的应用 不广泛的主要原因之一。 • 而桥式和全波电路电源电流双向流动，使交流电 源得到充分利用，也不存在电源变压器直流磁化 现象。
VD1 单相 交流 VD2
VD3 id VD4 R
•注：加*表示了解，大家自己看，课上不讲。
5.1.3 整流滤波电路
L VD1 单相 交流 VD2 VD4 a) VD3 ud R
• 3．复式滤波电路*
C
ud
O
0
id O iVD1 O iVD2 O
d)
t
负载电压ud 负载电流id 整流二极管电流iVD1 续流二极管电流iVD2 整流二极管端电压 uVD1 续流二极管端电压 uVD2
2
t
0 方波电流 u2 0
t
g)
•图5-1带续流二极管的单相半波整
流电路带阻感负载电路及带大电感 负载电流波形波形
•图5-2 单相全波整流电路及工作波形 •a)单相全波整流电路负载电压波形 b)单相全波整流电路 c)交流输入正半周整流 电路工作图 d)交流输入负半周整流电路工作图
5.1.1 单相不控整流电路
•表5-4 单相全波整流电路各区间工作情况
ωt
VD1
0～ π
π～2π
u2
R
AC
VD1 VD1VD VD1导通、 二极管导通 2 情况 截止 +
•图5-3(a) 单相桥式整流电路
2U 2 sin td(t ) 0.9U 2
5.1.1 单相不控整流电路
• 在单相输入的AC-DC整流电路中，单相桥式整流电 路应用极为广泛。 • 半波整流电路交流电源电流是单方向的，电源变 压器存在直流磁化现象，是半波整流电路的应用 不广泛的主要原因之一。 • 而桥式和全波电路电源电流双向流动，使交流电 源得到充分利用，也不存在电源变压器直流磁化 现象。
VD1 单相 交流 VD2
VD3 id VD4 R
•注：加*表示了解，大家自己看，课上不讲。
5.1.3 整流滤波电路
L VD1 单相 交流 VD2 VD4 a) VD3 ud R
• 3．复式滤波电路*
C
ud
O
DCAC逆变电路及讲义原理总结
t
ON V1 V2 V1 V2
VD1 VD2 VD1 VD2 b)
图5－6 单相半桥电压型逆变
电路及其工作波形
5-9
单相电压型逆变电路
优点：电路简单，使用器件少。
• 缺点：输出电压幅值为Ud/2，负载上的功率 为全桥的1/4，开关管承受的电压为Ud，且
直流侧需两电容器串联，要控制两者电压均 衡。
直流侧是电压源
电压型逆变电路——又称为电压源
型逆变电路 Voltage Source Type Inverter-VSTI
直流侧是电流源
电流型逆变电路——又称为电流源
型逆变电路 Current Source Type Inverter-CSTI
5-8
单相电压型逆变电路
1）单相半桥逆变电路
工作原理
V1和V2栅极信号在一周期内 各半周正偏、半周反偏，两
(4)控制方式有PWM，双极性和移相控制方式。
参数计算与器件选择
根据不同的负载类型计算负载等效阻抗： 电阻型：Z=R 电阻电感型：Z=R+jωL
Z=(R2+(ωL)2 ) ½ 对于RLC：Z=R+jωL-1/jωC
对于电阻：i＝P/Ud＝Ud/R 对于电阻电感：i＝P/Udcosφ＝Ud/Z 开关管上的电压：U=(2~3)Ud
5-10
参数计算与器件选择
根据不同的负载类型计算负载等效阻抗： 电阻型：Z=R 电阻电感型：Z=R+jωL
Z=(R2+(ωL)2 ) ½ 对于RLC：Z=R+jωL-1/jωC 对于电阻：i＝2P/Ud＝Ud/2R 对于电阻电感：i＝2P/Udcosφ＝Ud/2Z 开关管上的电压：U=(2~3)Ud
ACDC-1
一、三相半波整流电路的外特性 1 输出电压的谐波分析
ud = ∑ 相输入电压 × 开关函数
2 2 = 2U N sinθi ⋅ Fα + 2U N sin(θi − π ) ⋅ Fb + 2U N sin(θi + π ) ⋅ Fc 3 3
⎧ ⎪1 Fα = ⎨ ⎪0 ⎩ ⎧ ⎪1 Fb = ⎨ ⎪0 ⎩ ⎧ ⎪1 Fc = ⎨ ⎪0 ⎩
本章内容
第一章 AC/DC变换器 第二章 AC/AC直接变换 第三章 网侧变流电路性能的改善
第一章 AC/DC变换器
§1 概述
一、整流电路的分类 二、整流电路的特性参数定义 三、交流输入参数之间的关系 ★ 四、整流电路的基本工作原理 五、整流电路工作特性的分析方法
§2 相控整流电路的外特性
一、三相半波整流电路的外特性 ★ 二、3脉冲组成的多脉冲整流电路的外特性 三、双象限整流电路的输入输出共性 ★ 四、提高双象限整流电路输入输出性能的措施 五、单象限整流电路的工作特性 一、组成 二、等效电路 三、工作原理 四、控制方式
6 输入功率因数：λ 总的平均输入有功功率和总的输入伏安有效值之比
Pi Pi λ= = Si U N I N
7 输入电流畸变因数
基波电流有效值 I1 μ= = = 总电流有效值 IN I1
∑I
n =1
∞
2 n
输出：直流电压比r；电压波形系数；纹 输出：直流电压比r；电压波形系数；纹 波系数 波系数 输入：相移因数；畸变因数；功率因数 输入：相移因数；畸变因数；功率因数
输入电流畸变因数 μ = 基波电流有效值 = I1 =
总电流有=1
∞
2
输入相移因数： 输入相移角的余弦,cosϕi 提高λ：①减小ϕi ， ②输入电流尽量正弦化，提高μ
第2讲 AC-DC变换及其应用
电动机在四象限中的机械特性
b 增大方向
'4 '3 '2
增大方向
1 n (U d 0 cos b I d R ) Ce
b '1 b '2 b '3 b '4
1 2 3
直流可逆电力拖动系统
五、整流电路的谐波和功率因数
电力电子技术应用日益广泛，由此带来的谐波 (harmonics)和无功(reactive power)问题日益严重
i a2
b) 0 ' i ab2
2 I 3 d
Id
将整流变压器的二次绕组移相15，可构成
c) 0 iA
wt
2 3 I 3 d
wt
(1+
2 3 3 ) Id
串联4重联结电路--24脉波整流电路
d) 0
3 I 3 d
(1+
3 3
)I d
wt
三角形
移相30串联2重联结电路
移相30串联2重联结电路电 流波形
可沿用整流的办法来处理逆变时有关波形与参数 计算等各项问题。
把 > p /2时的控制角用p = b表示，b 称为逆变角。 逆变角b和控制角的计量方向相反，其大小自b =0的 起始点向左方计量。
3、逆变失败与最小逆变角的限制
逆变时，一旦换相失败，使得Ud >0,形成极大短路 电流—逆变失败（逆变颠覆） 1）逆变失败的原因 触发电路工作不可靠，如脉冲丢失、脉冲延时等。 晶闸管发生故障，该断时不断，或该通时不通。 交流电源缺相或突然消失。 换相的裕量角不足，引起换相失败。
逆变失败与最小逆变角的限制 2) 确定最小逆变角bmin的依据 逆变时允许采用的最小逆变角b 应等于bmin=d +g+q′
AC-DC转换器的工作原理
AC/DC转换器的工作原理AC-AlternaTIngcurrent是交流的意思，DC-Directcurrent是直流的意思，AC/DC 变换是将交流变换为直流，AC/DC转换器就是将交流电变为直流电的设备，其功率流向可以是双向的，功率流由电源流向负载的称为“整流”，功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
一：AC/DC转换器的工作原理-工作原理交流电转换为直流电称为整流，而直流电转换为交流电称为逆变。
逆变要比整流复杂得多。
常用的有两种方法，一种是先通过SPWM方式，调制出正弦波波形（如果方波也可以的话，这步可以省略），然后通过一个H桥切换输出电压极性，这要求H 桥的切换与SPWM电路同步，技术上较复杂但这种方式的效率好像很高，所以不少逆变器都是这种方式。
将直流电源转变为交流电使用的设备就是叫“逆变器”原理基本是将直流电送到用于逆变输出的三极管，利用接在该管子回路上的变压器等元器件对管子形成正反馈而使管子产生“震荡”电流（起振）而变为交流输出，如果需要比较“严格”的电流输出波形，则还要接入有关电子元器件，组成对输出波形进行整形的电路。
一般通过二极管整流电路或电子开关电路，都可将交流电转换为直流电。
AC/DC转换器的工作过程图整流电路，是将工频交流电转换为脉动直流电；滤波电路，将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分；稳压电路，采用负反馈技术，对整流后的直流电压进一步进行稳定。
1整流--即把交流调整成直流，换句话就是使交流的正玄波调整到的X轴上方。
但是现在还只是脉冲的。
主要元件是二极管。
整流方式：全波整流（桥式整流，有专门的元件或用4个二极管）、半波整流（x以下的波损失掉，电流不是连续的。
用一个二极管做）。
2滤波--把波形调整成平稳的直流（可用电容）另：根据需要的电压，可以在整流之前做变压。
一般来讲整流电路有如下几种方法：半波整流电路：半波整流就是利用二极管的单向导电性能，使经变压器出来的电压Vo只有半个周期可以到达负载，如下：单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管具有单向导电性。
AC-DC变换器(整流和有源逆变电路)2
ud R b
VT4
VT2
数量关系
I VT 1 2 U2 2R
1
ud id b) uVT c) 0
1,4
ud(id)
(
2U 2 sin t ) 2 d (t ) R
t
1 sin 2 2
0 i2 0
t
I I2 U2 R
(
2U 2 sin t ) 2 d (t ) R
1,4
ud(id)
)
t
)
0 i2 0
t
Id
)
t
Ud 2 2U 2 1 cos R R 2 U 1 cos 0.9 2 R 2
1 U 1 cos I d 0.45 2 2 R 2
I dVT
VT1
VT3
T a) u1
i2 u2
id
a
5.3.1 移相控制技术
电力电子技术
Power Electronic Technology
杨淑英 合肥工业大学电气与自动化工程学院
第5章 AC－DC变换器
基本内容
1 2 3
概述 不控整流电路 相控整流电路 相控有源逆变电路
4
5 6
PWM整流电路 同步整流电路
5.3 相控整流电路
u2
VD 1 单 相 交 流 a)
O ud
一个工作原理——移相控制技术。
5.3.1 移相控制技术
1. 单相半波相控整流电路
T VT u2 uVT id ud R
为便于分析，可将SCR作 为理想开关元件，即导通 时管压降为零，关断漏电 流为零，且导通与关断为 瞬时完成的
VT4
VT2
数量关系
I VT 1 2 U2 2R
1
ud id b) uVT c) 0
1,4
ud(id)
(
2U 2 sin t ) 2 d (t ) R
t
1 sin 2 2
0 i2 0
t
I I2 U2 R
(
2U 2 sin t ) 2 d (t ) R
1,4
ud(id)
)
t
)
0 i2 0
t
Id
)
t
Ud 2 2U 2 1 cos R R 2 U 1 cos 0.9 2 R 2
1 U 1 cos I d 0.45 2 2 R 2
I dVT
VT1
VT3
T a) u1
i2 u2
id
a
5.3.1 移相控制技术
电力电子技术
Power Electronic Technology
杨淑英 合肥工业大学电气与自动化工程学院
第5章 AC－DC变换器
基本内容
1 2 3
概述 不控整流电路 相控整流电路 相控有源逆变电路
4
5 6
PWM整流电路 同步整流电路
5.3 相控整流电路
u2
VD 1 单 相 交 流 a)
O ud
一个工作原理——移相控制技术。
5.3.1 移相控制技术
1. 单相半波相控整流电路
T VT u2 uVT id ud R
为便于分析，可将SCR作 为理想开关元件，即导通 时管压降为零，关断漏电 流为零，且导通与关断为 瞬时完成的