整流电路电力电子.pptx

电力电子技术中的整流电路是将交流电转换为直流电的核心电路，广泛应用于各种电源系统。根据所采用的器件可控性、电路结构、输入交流相数以及电流方向，整流电路可以分为不同的类型。整流电路的发展历史悠久，最早期的形式就是不可控整流，随着技术的进步，发展出了半控和全控的整流电路。 在本章内容中，我们将重点讨论可控整流电路，尤其是单相半波可控整流电路。这一类型的电路由单相电源供电，并且使用可控器件如晶闸管进行电流控制。对于电阻负载，电流与电压成正比，其波形与电压波形相似，只是在正半周出现，因此被称为“半波”整流。晶闸管的导通角（θ）是它在一个电源周期内导通的时间，而触发延迟角（α）则是从晶闸管开始承受正向阳极电压到施加触发脉冲之间的电角度。通过调整α，我们可以控制直流输出电压的大小，这就是所谓的相位控制或相控方式。 对于单相半波可控整流电路，其直流输出电压平均值（VT）与触发延迟角α有直接关系。当α在0到180度范围内变化时，直流输出电压也随之改变。具体计算公式为：2cos145.0)cos1(22)(sin221222UUttdUUd。这个关系表明，随着α的增大，直流电压平均值减小。 除了纯电阻负载，电路中也可能包含电感负载。电感会阻碍电流的变化，使得电流不能突然改变。分析这类电路时，可以将电力电子器件理想化，将其在导通和截止时分别视为短路和开路，然后对电路进行分段分析。在单相半波可控整流电路中，当晶闸管VT处于断态时，相当于电路在VT处开路，没有电流流动；当VT处于通态时，它如同短路，电流可以通过。 通过对电路的分段线性等效，可以计算出在不同时间点的电流和电压。例如，当VT导通时，初始条件是ωt=α，id=0，通过微分方程可以求得电流随着时间变化的表达式。当ωt=θ+α时，电流id再次变为0，这时可以进一步推导出电感上的电压和电流关系。 整流电路的研究不仅涉及基本的电路理论，还涵盖了电磁暂态、非线性控制策略以及滤波和谐波分析等多个领域。理解和掌握这些知识点对于电力电子系统的设计师来说至关重要，因为它们直接决定了转换效率、系统稳定性以及对电网的影响。在实际应用中，如大功率场合，还需要考虑更复杂的整流电路形式和控制策略，以实现更高效、更可控的电力转换。