(2)整流器(rectifier):真隐整流的电力半导体

发布时间:2019-09-07

  交换-曲流变换器(整流器)_电力/水利_工程科技_专业材料。不控整流是根本---(利用二极管) 相控整流是次要内容--(利用晶闸管) 单相桥式和三相桥式相控整流电是沉点 三相半波整流电是其他三相整流电的根基单位 相控有源逆变是相控整流的天然延长 领会相控整流及相控有源逆变的谐波问题 高频PWM整流可以或许显著改善整流电机能--(全控器件) 控制含APFC的单相高频整流,领会三相高频整流电

  第5章 交换-曲流变换器(整流器) 5.0 ? 内容及要求(概述) 控制整流电的类型、机能目标 ? 控制常用的单相、三相相控整流电的工做道理 不控整流是根本---(利用二极管) 相控整流是次要内容--(利用晶闸管) ? ? ? ? 单相桥式和三相桥式相控整流电是沉点 三相半波整流电是其他三相整流电的根基单位 相控有源逆变是相控整流的天然延长 领会相控整流及相控有源逆变的谐波问题 高频PWM整流可以或许显著改善整流电机能--(全控器件) ? 控制含APFC的单相高频整流,领会三相高频整流电 1 ?根基概念 ( 1 ) 整流:操纵半导体电力开关器件的通、断节制,将交换电能 变为曲流电能称为整流。 (2)整流器(rectifier):实现整流的电力半导体开关电连同 其辅帮元器件和系统称为整流器。 (3)逆变(invert)是指把曲流电能转换成交换电能的变换,它相 对于整流是一种逆向过程,其平均功率(能量)是从曲流侧流向交 流侧的。 (4)有源逆变取无源逆变 2 5.1 整流器的类型及机能目标 整流器的类型良多,可归纳分类如下: 1.按交换电源电流的波形可分为: (1) 半波整流。(2)全波整流。 2.按交换电源的相数的分歧可分为: (1) 单相整流。(2)三相整流。 3.按整流电中所利用的开关器件及节制能力的分歧可分为: (1) 不控整流。(2)半控整流。(3)全控整流。 4.按节制道理的分歧可分为: (1) 相控整流。(2)高频PWM整流。 3 二、整流器最根基的机能目标 1.电压谐波系数或纹波系数RF(Ripple Factor): 输出电压中交换谐波分量的无效值(又称纹波电压) VH取曲流 平均值Vd之比值(纹波系数),可暗示为: ? v ? RF ? VH / Vd 用输出电压无效值V及平均值Vd暗示VH : VH ? 2 V rms 2 ?VD 因而 ? Vrms ? ? v ? VH VD ? RF ? ? ? ?1 ? Vd ? 4 2 2.电压脉动系数Sn: 输出电压中最低次谐波幅值Vnm取曲流平均值VD之比。 Sn=Vnm/VD 3.输入电流总畸变率THD(Total Harmonic Distortion): 输入电流中除基波外的所有谐波电流无效值取基波电流无效值之比。 ? 因为 I ? I 2 S 2 S1 2 2 2 ? ? I Sn ? IS ? I 1 h n ?2 I THD ? h ? I S1 2 2 IS ? IS 1 I S1 ?? I ? 2 ? S ? ? 1? ? ? ?? ? ?? I S1 ? ? ? ? ? 1 2 2 I Sn ? n ?2 ? I S1 5 4. 输入功率因数PF(Power Factor) 交换电源输入有功功率平均值PAC取其视正在功率S之比 PF ? PAC / S S ? VS I S PF ? PAC /(VS I S ) ? VS I S 1 cos?1 /(VS I S ) ? (cos?1 ) ? I S 1 / I S ? ? ? cos?1 即:PF等于基波电流数值因数(基波因数) v 乘基波功率因数 COS?1 (基波位移因数DPF:Displacement Factor)。 基波因数 ? ? I S1 ? IS I S1 2 2 IS ? I ∑ 1 Sn n?2 ∞ ? 1 2 1 ? ∑ I Sn n ?2 ∞ 2 IS 1 ? 1 1 ? THD2 可获得 IS ? PAC PAC ? VS ? PF VS? cos?1 6 5.2 不控整流电(错误谬误:输出电压平均值不克不及调理) ? 定义:正在交换电源取曲流负载间插入二极管电,操纵二极 管的单领导电性实现交换-曲流电能变换的电。 ? ? 阐发法:二极管的单领导电性是阐发二极管电的根基准绳。 内容放置: 5.2.1 单相半波不控整流 5.2.2 两相半波不控整流(或双半波不控整流) 5.2.3 单相桥式不控整流 5.2.4 三相半波不控整流 5.2.5 三相桥式不控整流 5.2.6 电容滤波的不控整流电 7 5.2.1 单相半波不控整流 ? 整流电压曲流平均值 1 2? VD ? ? ? ? ? 0 2VS sin??t ?d ??t ? ? 2 ? VS ? 0.45VS VD只取VS相关,不克不及被调控; 仅正半周有输出:正在一个电源周 期中仅一个电压脉波(脉波数), 称为“半波”;输出电压脉动大, 脉动频次低,难于滤波。 ? ? 图5.1 单相半波不控整流 电源电流中的曲流分量很大。 很少适用。 8 5.2.2 两相半波不控整流 (双半波不控整流) ? ? ? 道理及波形阐发: 机能优于单相半波不控整流: 正负半波均有输出,整流电压曲 流平均值高了一倍; 1 VD ? ? ? ? ? 0 2VS sin??t ?d ??t ? ? 2 2 VS ? 0.9VS ? 两相电压是通过变压器核心抽头 获得的; 一个电源周期 TS 中脉波数为 2 , 脉动频次提高一倍,易于滤波; 电源电流正、负对称,无曲流分 量。 ? ? 图5.2 带变压器核心抽头的两相半波 (双半波)不控整流 9 5.2.3 单相桥式不控整流电 ? 道理及波形阐发: 单相桥式不控整流动态演示 ? 取两相半波电比拟: 整流输出电压和交换电源电流波 形性取两相半波不控整流不异。 ? ? ? 图5.3 单相桥式不控整流 多用了两个二极管,但可不消有 核心抽头的变压器。 中小容量的不控整流范畴使用 普遍。 10 5.2.4 三相半波不控整流 ? ? 道理及波形: 一周期中, A 相 D1 、 B 相 D3 、 C 相 D5 依序各导电120°。, 整流电流为120°脉宽曲流; 整流电压由三个不异的脉波