电力电子技术 二极管整流器

1、哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.1电力电子技术二极管整流器(4) 每个器件导通每个器件导通120120141 4 0 dadIDiIDD，通通断2. 交流电源电流ai哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.2电力电子技术二极管整流器(4) 器件顺序：器件顺序：1 16 6器件的器件的标号标号表示表示其导通的顺序。其导通的顺序。 每一时刻有每一时刻有2 2个器个器件导通件导通3. 器件导通规律哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.3电力电子技术二极管整流器(4) D3D3不能导通时输出电不能导通时输出电压波形？压波形？ 器件的导通顺序？器件的导通顺序？思考题：P

2、 P组组N N组组哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.4电力电子技术二极管整流器(4)t=0 选在选在vab最大值处最大值处LLV电源线电压有效值3. 输出电压平均值2cos()66dabLLvvVt6612cos()1.35/3doLLLLVVtdtV哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.5电力电子技术二极管整流器(4) 线电流有效值线电流有效值 基波有效值基波有效值 功率因数功率因数 谐波有效值谐波有效值15,7,11,13sshIIhh611112(sinsin5sin7sin11sin13)571113adiIttttt 4. 功率因数23sdII10.78sdI

3、I11cos0.955sssIPPFSI哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.6电力电子技术二极管整流器(4) 假设假设id断续断续 任何时候只任何时候只有有 2 2 个 二 极个 二 极管导通管导通 等效电路如等效电路如（b b）所示）所示1 3 52,4,6inPNvDDDD， ，为某一线电压为中一个为中一个3.3.2 恒压型负载哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.7电力电子技术二极管整流器(4) 直流侧电流对交流输入电流畸变及直流侧电流对交流输入电流畸变及功率因数功率因数的影响的影响 1/3LLshort circuitsVIL电流小时，电流小时，THDTHD很高很

4、高LsLs增加会使增加会使THDTHD减小减小哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.8电力电子技术二极管整流器(4) 直流侧电流与整流输出电压的关系直流侧电流与整流输出电压的关系电流变化时，平均电压波动较小电流变化时，平均电压波动较小哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.9电力电子技术二极管整流器(4)3.3.3 实际的三相桥式二极管整流电路小电感小电感L Ls s可使可使电流电流i id d连续连续哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.10电力电子技术二极管整流器(4)n例例3 32 2 用下列参数仿真如下桥式整流电路用下列参数仿真如下桥式整流电路 208(60

5、)1100035LLsdloadVVHzLmHCFR 仿真模型：仿真模型：example_3_2example_3_2哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.11电力电子技术二极管整流器(4)RloadCdexample 3-2 three phase diode-bridge rectifier with a filter capacitorLsscope2scope1Continuouscba-uVcbv+-Vcav+-Vbc-uVba-uVacv+-VabABC+-Universal Bridgesignal rms112Multimeter12Multimeter1111sig

6、nalmagnitudeangleFourier-13.39Display28.842Display17.108Displayvd,iduaisudidisa哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.12电力电子技术二极管整流器(4)3.4 二极管整流器的应用问题 输入电流畸变输入电流畸变3.4.1 单相与三相整流器的比较单相桥式整流单相桥式整流三相桥式整流三相桥式整流单相整流器畸变更大哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.13电力电子技术二极管整流器(4) 功率因数功率因数单相桥式整流单相桥式整流三相桥式整流三相桥式整流三相整流器功率因数更高哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力

7、电子技术08.14电力电子技术二极管整流器(4) 输出电压的脉动输出电压的脉动三相桥式整流三相桥式整流单相桥式整流单相桥式整流三相整流输出电压脉动小，频率高，所需滤波电容较小哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.15电力电子技术二极管整流器(4) 直流电压直流电压V Vd d变化范围变化范围单相桥式整流单相桥式整流负载变化时三相整流器Vd变化范围小于5，远小于单相整流器的变化范围结论结论: :在大功率系统中，建议采用三相桥式整流器在大功率系统中，建议采用三相桥式整流器。三相桥式整流三相桥式整流哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.16电力电子技术二极管整流器(4) 整流器的

8、交流侧输入电流是非正弦的，且整流器的交流侧输入电流是非正弦的，且畸变畸变很严重。很严重。 由于线电流中含有大量谐波导致由于线电流中含有大量谐波导致功率因数较差功率因数较差。 随着电力电子装置的随着电力电子装置的增加增加，整流器发挥着越来越重要的，整流器发挥着越来越重要的作用。作用。 众多整流器产生的大量谐波电流注入电网后，对电力系众多整流器产生的大量谐波电流注入电网后，对电力系统及其他用电设备带来很多统及其他用电设备带来很多不利的影响不利的影响。 谐波标准及补偿措施谐波标准及补偿措施将在第三部分（应用）中学习。将在第三部分（应用）中学习。3.4.2 线电流谐波和功率因数补偿问题哈尔滨工业大学电

9、气工程系文件:电力电子技术08.17电力电子技术二极管整流器(4)本章内容 3.1 3.1 整流器的拓扑结构和基本概念整流器的拓扑结构和基本概念 3.2 3.2 单相二极管桥式整流器单相二极管桥式整流器 3.2.13.2.1 电阻型负载下理想电路的工作原理电阻型负载下理想电路的工作原理 3.2.23.2.2 恒流型负载下理想电路的工作原理恒流型负载下理想电路的工作原理 3.2.33.2.3 对理想电路的定量分析对理想电路的定量分析 3.2.4 3.2.4 恒压型负载下电路的工作原理恒压型负载下电路的工作原理 3.2.5 3.2.5 实际的二极管整流器的解析计算实际的二极管整流器的解析计算 3.

10、2.6 3.2.6 实际的二极管整流器的电路仿真实际的二极管整流器的电路仿真 3.3.3 3 三相二极管桥式整流器三相二极管桥式整流器 3.3.3 3.1.1 理想化的电路（理想化的电路（LsLs=0)=0) 3.3.3 3.2.2 恒压型恒压型负载负载 3.3.3 3.3 .3 实际的三相桥式二极管整流电路实际的三相桥式二极管整流电路哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.18电力电子技术二极管整流器(4) 3.4 3.4 二极管整流器的应用问题二极管整流器的应用问题 3.3.4 4.1 .1 单相与三相整流器的比较单相与三相整流器的比较 3.4.2 3.4.2 线电流谐波和功率因数

11、补偿问题线电流谐波和功率因数补偿问题哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.19电力电子技术二极管整流器(4)1) 1) 二极管整流器的种类和拓扑结构。二极管整流器的种类和拓扑结构。2 2）单相二极管桥式整流电路）单相二极管桥式整流电路单相二极管桥式整流电路的单相二极管桥式整流电路的电路结构电路结构理想化的理想化的二极管桥式整流电路：电阻和恒流负载二极管桥式整流电路：电阻和恒流负载下的波形，整流输出电压平均值的计算，输入电流下的波形，整流输出电压平均值的计算，输入电流谐波的特点，功率因数的计算。谐波的特点，功率因数的计算。反电势负载反电势负载时的工作特性：恒压负载时的波形，时的工作特性

12、：恒压负载时的波形，直流侧电流对交流输入电流畸变、功率因数及整流直流侧电流对交流输入电流畸变、功率因数及整流输出电压的影响。输出电压的影响。本章重点 哈尔滨工业大学电气工程系文件:电力电子技术08.20电力电子技术二极管整流器(4)3 3）三相二极管桥式整流电路）三相二极管桥式整流电路三相二极管桥式整流电路的三相二极管桥式整流电路的电路结构电路结构理想化的理想化的三相二极管桥式整流电路：二极管的通三相二极管桥式整流电路：二极管的通断规律，断规律，波形分析的方法波形分析的方法，恒流负载下的波形，整，恒流负载下的波形，整流输出电压平均值的计算，输入电流谐波的特点，流输出电压平均值的计算，输入电流谐波的特点，功率因数的计算。功率因数的计算。反电势负载反电势负载时的工作特性：恒压负载时的波形，时的工作特性