电力电子技术第八节

电力电子器件的串并联使用电力电子器件的串并联使用

当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联。当需要承担较大的电流，可以采用多个器件并联 问题：因特性差异，使器件电压、电流分配不均匀

电力电子器件的串并联使用静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同，但因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等选用参数和特性尽量一致的器件。采用电阻均压Rp（Rp显著小于器件正反向阻断电阻）动态不均压：由于器件动态参数和特性差异造成的开关过程的不均压。选用参数和特性尽量一致的器件。用RC并联支路作动态均压。采用门极强脉冲触发，减小器件开通时间差异。RCRCVT1VT2RPRP电力电子器件的串并联使用均流措施：挑选特性参数尽量一致的器件。采用均流电抗器。门极强脉冲触发。当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。电力电子器件的串并联使用MOSFET与IGBT的不适于串联使用MOSFET与IGBT的并联运行的特点MOSFETRon具有正温度系数，具有电流自动均衡的能力，容易并联。IGBT在1/2或1/3额定电流以上的区段，通态压降具有正温度系数。并联使用时也具有电流的自动均衡能力，易于并联。第二章整流电路第二章整流电路整流电路的分类：按交流输入相数分：单相电路多相电路按组成的器件：不可控电路全控电路半控电路按电路结构分：零式电路桥式电路第二章整流电路

2.1单相可控整流电路

2.2三相可控整流电路

2.3整流电路的有源逆变工作状态

单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路参数约定:u1（i1）、u2（i2）：变压器原边、副边电压（电流）瞬时值；U1（I1）、U2（I2）：变压器原边、副边电压（电流）有效值；ud、

Ud、id、

Id：负载电压、电流的瞬时值及平均值；uVT：晶闸管两端端电压的瞬时值；iVT

、IdVT、IVT:流过晶闸管电流的瞬时值、平均值、有效值.第二章整流电路整流电路负载的特性：电阻性负载：如电解、电镀、电炉，特点是电流和电压波形相同；电感性负载：如各种电机的励磁、大型的电抗器，特点是电流不能突变，电流波形平直且易于保持连续；电容性负载：大型滤波电容，特点是电压平直，但是导通时产生较大的尖峰充电电流，易损坏器件。反电势负载：整流装置的负载是蓄电池或直流电机时，特点是负载的电压保持恒定。单相半波可控整流电路一、带电阻负载0~ωt1：u2>0，但ug=0，VT不导通 ud=0，uVT=u2ωt1~p：u2>0，触发VT（ug>0），VT导通 ud=u2，uVT=0p~2p：u2<0，VT电流降为零，不导通 ud=0，uVT=u2

阻性负载──负载电流(id)电压(ud)与成正比，两者波形相同。单相半波可控整流电路基本概念：控制角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用表示,也称触发角或控制角。导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。移相范围:

的变化范围通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。单相半波可控整流电路二、带阻感负载:0~ωt1，u2>0，ug=0，VT阻断，ud=0ωt1~p，u2>0，ug>0，VT导通，L储存能量，ud=u2

p~ωt2

，只要id>0，则VT一直导通，直到L释放完能量到id=0，当ωt=ωt2时，ud=u2

从ωt2到下一个周期的ωt1，ud=0阻感负载——流过电感的电流不发生突变。－＋－＋＋－＋－＋－—+—+单相半波可控整流电路当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，VT承受反压关断。L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流。为了解决Ud减小的问题,在负载两端并联一个续流二极管VDR单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路一、带电阻负载0~ωt1，u2>0，ua>ub，u2=uVT1+uVT3；ωt1时刻触发VT1、VT4，id流经a点、VT1、R、VT4、b点，ud=uab=u2ωt1~

p，u2降低为0，id=0，电路关断，ud=0，u2=uVT1+uVT3p~ωt2，u2<0，ub>ua；ωt2时刻触发VT2、VT3导通，id流经b点、VT3、R、VT4、a点，ud=uba=|u2|1、41、42、3q单相桥式全控整流电路数量关系：向负载输出的电压平均值为： 向负载输出的电流平均值为：晶闸管电流的平均值：a

角的移相范围为180。单相桥式全控整流电路晶闸管导通角：q=p–a流过晶闸管的电流有效值IVT：变压器二次测电流有效值I2单相桥式全控整流电路一、带电阻负载0~ωt1，u2>0，ua>ub，u2=uVT1+uVT3；ωt1时刻触发VT1、VT4，id流经a点、VT1、R、VT4、b点，ud=uab=u2ωt1~

p，u2降低为0，id=0，电路关断，ud=0，u2=uVT1+uVT3p~ωt2，u2<0，ub>ua；ωt2时刻触发VT2、VT3导通，id流经b点、VT3、R、VT4、a点，ud=uba=|u2|1、41、42、3q单相桥式全控整流电路二、带阻感负载1、42、31、4u2过零变负时，由于L的作用，晶闸管VT1和VT4并不关断。ωt

=π+a

时刻，VT2和VT3两管触发导通，VT1和VT4受反压（电流下降）关断。ωt

=π+a

时刻，电流由正向支路VT1、VT4直接过渡到负向支路VT2和VT3，称为换流单相桥式全控整流电路二、带阻感负载1、42、31、4u2过零变负时，由于L的作用，晶闸管VT1和VT4并不关断。ωt

=π+a

时刻，VT2和VT3两管触发导通，VT1和VT4受反压（电流下降）关断。ωt

=π+a

时刻，电流由正向支路VT1、VT4直接过渡到负向支路VT2和VT3，称为换流单相桥式电路带阻感负载带续流二极管情况1、42、31、4单相桥式全控整流电路数量关系：晶闸管导通角q与a无关，均为180。直流输出电压平均值晶闸管电流的平均值和有效值：晶闸管移相范围为90。导通角q负载电压平均值移相范围电流有效值关系电阻负载p-a180阻感负载p90单相桥式全控整流电路三、带反电动势负载在|u2|>E(i>0)时，才有导通的可能；导通之后，ud=u2，OEOOIdE单相桥式全控整流电路a<d时，此时u2<E，晶闸管承受负电压，不能导通。

若a<d,要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=d时刻在晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。EO与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。OOIdE单相桥式全控整流电路负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动机的机械特性将很软。为了克服此缺点，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器Ld。电流断续OOEEOO串联平波电抗器后，ud的波形和负载电流id的波形与阻感负载电流连续时的波形相同：单相桥式全控整流电路为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。u2过零变负时，

ua

<

ub

，VD2导通，VD4截止，因电感作用,id电流不会降为零，VT1持续导通。id不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。ud

=0。在u2负半周触发角a时刻，触发VT3导通，VT1关断，

u2经VT3和VD2向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流，ud又为零。113单相桥式半控整流电路失控现象:则当某一触