电力电子技术是现代电子工程领域中的一个重要分支,主要研究如何高效地转换和控制电能。在本课件“电力电子技术-ch2可控整流电路-变压器漏抗的影响.ppt”中,主要讨论了可控整流电路中电源变压器漏抗对换流过程的影响。
可控整流电路是电力电子系统中常见的一种电路类型,它通过半导体开关器件(如晶闸管)控制电能的流向和电压幅度。在理想情况下,晶闸管的换流是瞬间完成的,但在实际应用中,由于变压器的漏抗,这个过程并非瞬时的。
变压器的漏抗是指变压器原边和副边绕组之间的电感,它阻止电流的瞬时变化。当可控整流电路进行换相时,例如从a相换至b相,由于a、b两相都有漏感,电流无法立即从一个相切换到另一个相,而是在两者之间形成短路,产生环流。这个过程被称为换相短路,环流ik会在两相组成的回路中流动,直到电流完全转移到另一相。
换相过程中,输出的整流电压不再等于单个相电压,而是两相相电压的平均值。这会导致输出电压的平均值下降,产生所谓的换相压降ΔUd。换相压降可以用公式计算,其中涉及到负载电流Id、变压器漏抗XB、控制角α等参数。变压器漏抗通常可以通过频率ω和漏感LB来确定。
换相重叠角γ是衡量换相过程持续时间的电气角度,它与电路参数(如Id、XB)和控制角α有关。γ的大小决定了换相过程中环流ik的持续时间,也影响着输出电压的平均值Ud。当控制角α增加时,γ会减小,因为控制角越大,电源供给的能量减少,换相过程更迅速。
不同类型的可控整流电路会有不同的换相次数,例如单相半波可控整流电路的m=1,单相桥式为m=2,三相半波为m=3,三相桥式为m=6,六相半波和双反星电路的m值则会相应变化。
变压器漏感对整流电路的影响是多方面的:一方面,它导致换相重叠角的出现,使得整流输出电压平均值下降;另一方面,它降低了晶闸管开通时的di/dt,有利于保护器件;然而,换相过程中产生的电压缺口可能成为电网的干扰源。因此,在设计和操作可控整流电路时,必须考虑变压器漏感的影响,并适当调整电路参数以优化系统性能。
总结起来,本课件深入探讨了可控整流电路中电源变压器漏抗对换流过程的具体影响,包括换相物理过程、换相压降、换相重叠角的计算以及这些影响对电路性能的综合效应。通过理解和掌握这些知识点,工程师能够更好地设计和控制电力电子系统,提高其效率和稳定性。