极管整流器
52页1、第3章 二极管整流器,整流(Rectification):把交流电变换成直流电。 整流器(Rectifier):实现整流的变换器。 整流器是出现最早的电力电子变换器。 最常用的变流电路。,二极管整流器方框图,电源为由电网提供的50Hz交流电。 通过二极管整流器变换为不控的直流电。 二极管整流器价格低廉,应用广泛:如开关电源、交流电机驱动、直流电机伺服驱动。 很多场合下,整流器直接由电网供电而不通过工频变压器。对许多电力设备来讲,省去体积大、价格高的变压器是很重要的。,学习目的: 整流器的拓扑结构 整流电路的分析方法 单相整流器工作原理 三相整流器工作原理 电力电子电路的计算机仿真,3.1 整流器的拓扑结构和基本概念,根据交流电源的相数和整流输出对交流电源正负半波的利用情况,ACDC变换器可分为以下两大类。,半波整流器 1相,1脉冲整流器 2相,2脉冲整流器 3相,3脉冲整流器,全波整流器 1相,2脉冲整流器 3相,6脉冲整流器,脉冲数指交流电1个周期内整流输出电压中包含的正弦波的波数。单相变压器副边绕组有中心抽头,可获得2相交流电。,3.1.1 整流器的分类,3.1.2 整流器的拓扑结
2、构,单相半波,两相半波,三相半波,单相桥式,三相桥式,开关器件工作特点开关两端电压为正时,导通。开关两端电压反转时,关断。常采用二极管(晶闸管)作为开关器件。,3.1.3 开关器件的选择,电阻(R)阻感(R-L) (如:电磁铁)电感恒压型负载(voltage sink)(L-E) (如:直流电动机)恒流型负载(current sink) (L极大) (如:直流电动机,电磁铁)电容电阻(RE,E为电容)恒压型负载(E,E为大电容),3.1.4 整流器负载的基本形式,纯电阻负载,3.1.5 整流器在不同负载下的工作特点,特点:负载上电压、电流同相位。,阻感负载,特点:负载电流滞后于电压,电感储能使二极管导通时间延长。,电感的作用,储存电能,释放电能,=,包含恒压型负载,二极管导通时刻,后,二极管仍可导通一段时间,特点:负载中的电势影响了二极管的导通时刻,3.2 单相二极管桥式整流器,电路结构,滤波电容,电压源,电路虽然简单,但求取电压、电流波形的函数形式是很繁琐的。因而往往要借助仿真工具来分析电路。,内阻抗,市电供电模型,理想化的二极管桥式整流电路,首先以电阻和恒流型负载形式为例分析简化整
3、流电路工作原理,然后讨论实际的二极管整流电路。,二极管的通断规律,电流从共阴组流出,从共阳组流入,在共阴组中,阳极电位最高的器件正偏导通,其 它器件反偏截止,在共阳组中,阴极电位最低的器件正偏导通,其它器件反偏截止,课间,输出电压vd和电流id,3.2.1 电阻型负载下理想电路的工作原理,输入电流(电源电流)is,输出电压vd和电流id,特点: vd表达式同电阻负载,只是id电流波形不同,3.2.2 恒流型负载下理想电路的 工作原理,输入电流(电源电流)is,特点: is表达式同电阻负载,只是电流波形不同,3.2.3 对理想电路的定量分析,整流输出电压平均值Vd,交流侧电流 (恒流型负载),对交流侧输入电流is傅立叶分解,输入电流总有效值,基波有效值,谐波有效值,电流畸变率,基波因数,位移因数,交流侧功率因数 (恒流型负载),负载为大电容时可近似看作直流侧电压为恒定,3.2.4 恒压型负载下电路的工作原理,电源侧电感,直流侧电压为恒定,电压电流波形,整流器特性(1)直流侧电流对交流输入电流畸变及功率因数的影响,输入电流畸变率,功率因数,位移因数,Id较小时,THD较高,PF较低。Ls增
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