整流电路基波电压峰值计算方法

1、整流电路基波电压峰值计算方法工程收藏 转发至天涯微博悬赏点数 0 0 1 1 个回答匿名提问 2009-09-232009-09-23 21:53:3321:53:33全波整流电路中脉动系数中基波峰值电压怎么算？1 1.何为谐波？谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在 1818 世纪和 1919 世纪已经奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析 方法至今仍被广泛应用。电力系统的谐波 问题早在2020 世纪 2020 年代和 3030 年代就引起了人们的注意。当时在德国，由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、 电流 波形的畸变。19451945 年 J.C.ReaJ.C.Read d发表的有

2、关变流器谐波的论 文是早期有关谐波研究的经典论文。到了 5050 年代和 6060 年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起 电力系统谐波问题的大虽论文。7070 年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交 通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严 重。世界各国都对谐波问题予以充分和关注。 国际上召开了 多次有关谐波问题的学术会议，不少国家和国际学术组织都 制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。谐波研究的意义，道德是因为谐波的危害十分严重。谐波使 电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产 生振动和噪声，并使绝缘老化

3、，使用寿命缩短，甚至发生故 障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振， 使谐波含虽放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继 电保护和自动装置误动作，使电能计虽出现混乱。对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。2.2.谐波抑制为解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染 问题，基本思路有两条：一条是装设谐波补偿装置来补偿谐 波，这对各种谐波源都是适用的；另一条是对电力电子装置 本身进行改造，使期不产生谐波，且功率因数可控制为1,1,这当然只适用于作为主要谐波源的电力电子装置。装设谐波补偿装置的传统方法就是采用LCLC 调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波，乂可补偿无功功率，

4、而且结构简单，一直被 广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运 行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使 L L C C 滤波器过载甚至烧毁。 此外，它只能补偿固定频率的谐波， 补偿效果也不甚理想。3.3.无功补偿还人们对有功功率的理 解非常容易，而要深刻认识无功功率却并不是轻而易举的。 在正弦电路中，无功功率的概念是清楚的， 而在含有谐波时， 至今尚无获得公认的无功功率定义。但是，对无功功率这一 概念的重要性，对无功补偿重要性的认识，却是一致的。无 功补偿应包含对基波无功功补偿和对谐波无功功率的补偿。无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力 系统网络元件的阻抗

5、主要是电感性的。因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送电端和受电端的电压有一相位 差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率， 则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。 不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗 无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中 某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供 并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的 方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是 无功补偿。 无功补偿的作用主要有以下几点：(1)(1)提高供用电系统及负载的功率因数，降低设备容虽，减少功率损 耗。(2)(2)稳定受电

6、端及电网的电压，提高供电质虽。在 长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以 改善输电系统的稳定性，提高输电能力。(3)(3)在电气化铁道等三相负载不平衡的场合，通过适当的无功衿可以平衡 三相的有功及无功负载。二、谐波和无功功率的产生 在工业和生活用电负载中，阻感负载占有很大的比例。异步电动 机、变压器、荧光灯等都是典型的阻感负载。异步电动机和 变压器所消耗的无功功率在电力系统所提供的无功功率中 占有很高的比例。电力系统中的电抗器和架空线等也消耗一 些无功功率。阻感负载必须吸收无功功率才能正常工作，这 是由其本身的性质所决定的。 电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控

7、装置如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器，在工作时基波电流滞 后于电网电压，要消耗大虽的无功功率。另外，这些装置也 会产生大虽的谐波电流，谐波源都是要消耗无功功率的。二 极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同，所 以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大虽的谐波电 流，因此也消耗一定的无功功率。近 3030 年来，电力电子装置的应用日益广泛，也使得电力电子装置成为最大的谐波 源。在各种电力电子装置中，整流装置所占的比例最大。目 前，常用的整流电路几乎都采用晶闸管相控整流电路或二极 管整流电路，其中以三相桥式和单相桥式整流电路为最多。电路所产生的谐波带阻感负载的整流污染和功率

8、因数滞后 已为人们所熟悉。 直流侧采用电容滤波的二极管整流电路也 是严惩的谐波污染源。这种电路输入电流的基波分虽相位与电源电压相位大体相同， 因而基波功率因数接近 1 1。但其输 入电流的谐波分虽却很大，给电网造成严重污染，也使得总 的功率因数很低。另外，采用相控方式的交流电力调整电路 及周波变流器等电力电子装置也会在输入侧产生大虽的谐 波电流。 三、无功功率的影响和谐波的危害1 1.无功功率的影响(1)(1)无功功率的增加，会导致电流增大和视在功率增 加，从而使发电机、变压器及其他电气设备容 H H 和导线容 H H 增加。同时，电力用户的起动及控制设备、测虽仪表的尺寸和规格也要加大(2)(

9、2)无功功率的增加，使总电流增大，因而使设备及线路的损耗增加，这是显而易见的。（3 3）使线路及变压器的电压降增大，如果是冲击性无功功率负 载，还会使电压产生剧烈波动，使供电质虽严重降低。2.2.谐波的危害 理想的公用电网所提供的电压应该是单一而固 定的频率以及规定的电压幅值。谐波电流和谐波电压的出 现，对公用电网是一种污染， 它使用电设备所处的环境恶化， 也对周围的能耐电力电子设备广泛应用以前，人们对谐波及 其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染 还需要严惩没有引起足够的重视。近三四十年来，各种电力 电子装置的迅速使得公。用电网的谐波污染日趋严重，由谐 波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才 引起人们高度的关注。谐波对公用电网和其他系统的危害大 致有以下几个方面。（1 1）谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大虽的 3 3 次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。（2 2）谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压， 使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、 绝缘老化、寿命缩短，以至损坏。（3 3）谐波会引起公用电网中