電力電子技術學習筆記
更新於2018-11-30
整流電路
單相橋式不控整流
- VT2和VT3將負半周期的正弦波變成正電壓加在負載兩端
- 直流電壓Ud，一個周期脈動兩次
- 環流/換相點：器件切換狀態，對應正弦電壓的過零點
- 二極管為不控器件，其通斷由所加電壓決定，器件自然切換通斷，因此其換向點叫自然換相/流點
- 任何一個晶閘管電路，所有晶閘管換成二極管時的環流/換相點即為自然換流/相點
單相橋式全控整流
-
共同點：一個正弦周期內，變壓器二次側電流正、負兩個半周期電流方向相反且波形對稱，因此平均值為0，即直流分量為0，不存在直流磁化問題，直流磁化影響變壓器的利用率。
-
整流期間，負載兩端的電壓反向、電流方向均不變；但二次側電壓、電流方向一直是周期變化的，就是有正有負，方向改變，所以不存在直流分量。而單半控整流電路，只有一個晶閘管，非橋式，不能起到變換電流方向作用，因此變壓器二次側會存在脈動且電流方向恆定的直流分量，造成直流磁化。
-
一組串聯晶閘管導通時，另一組晶閘管為截止狀態
-
改變觸發延遲角\(\alpha\)即可改變整流輸出電壓大小\(U_d\)，這種方式叫做相控
-
移相范圍：改變\(\alpha\)使整流輸出電壓平均值從最大值降到最小值的變化范圍。
-
晶閘管承受電壓的問題
- 當一組晶閘管截止，另一組晶閘管的觸發脈沖沒到之前，兩組晶閘管全部截止。負載電壓、電流均為0，電阻看成導線，兩組晶振管，每組串聯后並聯在二次側，晶閘管等效成阻抗元件，故每個晶振管此時承受的電壓為\(1/2U_d\)，即此刻晶閘管承受的正反向電壓中，正向電壓即為最大正向電壓、
- 串聯導通時，導通組每個晶閘管承受電壓為0；截止組必然承受反向電壓，且承受最大反向電壓為$ \sqrt{2}U_rms$
-
電阻負載下，負載兩端的電壓電流保持保持波形同步，為周期變化且不含有反壓的正弦b半波的一部分，脈動的饅頭波；變壓器二次側電壓和電流同步，電壓周期變化正負均有的正弦波；電流周期變化正負均有的正弦波的一部分
觸發角和導通角的關系：\(\theta=\pi-\alpha\)
參數計算
- 積分范圍：a-PI
-
整流輸出電壓平均值
電流積分除以周期
根據\(\alpha\)判斷移相范圍為0-180
-
整流輸出電流平均值
根據電壓平均值去算
-
整流輸出電流有效值
電流平方積分除以周期再開根號
-
每個晶閘管平均電流
因晶閘管輪流導通，所以為輸出平均電流的一半；本質上就是一半的積分值
-
每個晶閘管有效值
關健搞清楚輸出的波形
因晶閘管輪流導通，所以為輸出電流有效值的\(1/\sqrt2\)倍，因為一半的積分值需要開方才是有效值
-
變壓器二次側電流
正負均有，和二次側電壓波形同步
阻感負載
- 在一組晶閘管截止，且另一組晶閘管的觸發脈沖尚未到來時，因電感儲能，電流在自然換向點處不斷續，實現續流，原本應該截止（全部截止）並且承受一半反壓的晶閘管組此刻在緒流二極管的作用下未關斷（仍導通），二次側過零點后的反向電壓仍能加到負載上，因此負載上出現反壓。
- 一旦另一組晶閘管導通，原本導通的晶閘管組因立刻承受最大反向反壓兒截止。
- 阻感負載下，負載兩端的電壓電流波形類型不同，電壓為周期變化且含有反壓的正弦波的一部分；電流因大電感存在變成平直的直流。變壓器的二次側電壓為正負均有的正弦波；電流為正負均有的平直的直流。這里的直流方向會周期變化，只不過大小平直，其實還是交流，因此不會造成變壓器直流磁化。
- 周期仍然可以PI去積分，積分范圍 a-PI+a
- 移相范圍看計算結果
參數計算
-
移相范圍
-
整流輸出電壓平均值
積分
-
整流輸出電流平均值
除法
-
整流輸出電流有效值
輸出直流，有效值等於平均值
-
晶閘管電流平均值
整流輸出電流平均值的一半
-
晶閘管電路有效值
整流輸出電流有效值\(1/\sqrt2\)倍
-
二次側電流波形
大電感情況下，為平直的正負均有的直流矩形波