河南理工大学电力电子课件23-4 电容滤波的不可控整流电路和大
功率可控整流电路
好学力行
第2章 整流电路
内容提要
❖ 2.1 单相整流电路 ❖ 2.2 三相整流电路 ❖ 2.3 电容滤波的不可控整流电路 ❖ 2.4 大功率可控整流电路 ❖ 2.5 有源逆变电路 ❖ 2.6 整流电路的谐波及功率因数 ❖ 2.7 晶闸管-直流电动机系统 ❖ 2.8 相控电路的驱动电路 ❖ 2.9 PWM整流电路
i,u
d
u
d
i
0q
p
2p
wt
d b)
i2,u2,ud u2
ud
i2
0
dq
p
wt
a)
b)
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好学力行 2.3.2电容滤波的三相不可控整流电路 明德任责
1） 基本原理
某一对二极管导通时，输出电压等于交流侧线电压中最 大的一个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。 当律没下有降二。极管导通时，由电容向负载放电，ud按指数规
2.4 大功率可控整流电路
明德任责
2.4.1 带平衡电抗器的双反星形 可控 整流电路 2.4.2 多重化整流电路
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2.4 大功率可控整流电路·引言
采用大功率器件、器件串并联、整流电路串并联 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：
适用于低电压、大电流的场合，简称双反星型电路。
任何时刻仅有一只管导通，
每管最大的导通角为60o。
=0o时，输出电压波形为6
相正弦的包络线；
U& c
Ud =1.35 U2cos
6相半波整流电路晶闸管导
U& ? a
电时间短，变压器利用率低，
故极少采用。
U& b
U& ? b U& a U& ? c 河南理工大学
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❖ 采用三相半波电路的并联， 电压不变，电流增倍。
为消除直流磁化，变压器二 次侧为两组匝数相同极性相 反的绕阻，分别接成两组三 相半波整流电路。
U& c
U& ? a U& b
U& ? b U& a U& ? c 河南理工大学
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两组三相半波整流电路直接 并 联 ---- 六 相 半 波 整 流 电 路。
多重化整流电路的特点：
在采用相同器件时可达到更大的功率。 可减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数，从而 减小对供电电网的干扰。
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❖ 电解电镀领域需用低电压大 电流可调直流电源.
❖ 思考：采用什么样的拓扑？ 单相/三相？半波还是全控桥 ？
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❖ 双反星型整流电路—带平衡电抗器
平衡电抗器：带有中心抽头， 数值一般较大；接在两个星 形的中点间；
平衡电抗器作用：平衡两组 三相半波整流电路瞬时电压， 保证两组三相半波整流电路 能同时导通，实现并联运行。
与三相桥式电路相比，双反 星形电路的输出电流可大一 倍。
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考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击 电流而串联的电感时的工作情况：
电流波形的前沿平缓了许多，有利于电路的正常 工作。 随着负载的加重，电流波形与电阻负载时 的交流侧电流波形逐渐接近。
图2-32 考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形 a）电路原理图 b）轻载时的交流侧电流波形 c）重载且滤波电感很大时的交流侧电流波形 河南理工大学
两组三相半波整流电路直接 并 联 ---- 六 相 半 波 整 流 电 路。
=0o
由于6个晶闸管阴极接在一起，任意时刻，电压高的一相 导通后，其它5个管子授反向电压不能导通，任意时刻只有 一个晶闸管工作，并未真正实现并联工作。 如何使正反组 同时各有一只管子导通，提高输出电流？ 解决办法：加平衡电抗器。
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2) 主要数量关系
（1）输出电压平均值 Ud在（2.34U2 ~2.45U2）之间变化
（2）电流平均值
输出电流平均值IR为：
IR = Ud /R
与单相电路情况一样，电容电流iC平均值为零，
因此：
Id =IR
二极管电流平均值为Id的1/3，即：
ud uab ud uac
ia
d 0q
p 3
p
wt
id
O
wt
a)
b)
图2-28 电容滤波的三相桥式不可控整流电路及其波形
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由 “电压下降速度相等”的原则，可以确定临界条件。
假设在wt+d =2p/3的时刻“速度相等”恰好发生，则有
duab/d(wt)
dud /d(wt)
d[ 6U 2sin( wt +q )]
d
6U 2sin
2p
3
1 [wt-( 2p -d )]
e wRC
3
（2-50）
d(wt )
wt +d = 2p
d(wt)
由上式可得
3

电流id 断续和连续的临界条件wRC= 3 3
wt +d = 2p 3
在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的，重载时 是连续的， 分界点就是R= 3/wC。
ID = Id / 3=IR/ 3
（3）二极管承受的电压 二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值，为 6U2
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好学力行 2.3 带电容滤波的二极管整流电路 明德任责
小结
重点：1）带电容滤波的二极管整流电路的输出 电压范围；
2）该电路的RC经验取值范围以及对应 的输出电压；
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图2-33 带平衡电抗器的 双反星形可控整流电路
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2.3.1电容滤波的单相不可控整流电路 明德任责
感容滤波的二极 管整流电路:
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在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的，重载时 是连续的，分界点就是R= 3/wC。
a
a
O
wt O
wt
id
id
O a)
wt O
wt
b)
图2-29 电容滤波的三相桥式整流电路当wRC等于和小于 3 时的电流波形 a）wRC= 3 b）wRC< 3