《電子技術(shù)應(yīng)用》
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多功能逆變電淺談電力電子技術(shù)中的整流電路
摘要: 一,、電力電子技術(shù)的應(yīng)用電力電子技術(shù)是一門新興技術(shù),,它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而...
Abstract:
Key words :

一,、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

      電力電子技術(shù)是一門新興技術(shù),,它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而成的,,在電氣自動(dòng)化專業(yè)中已成為一門專業(yè)基礎(chǔ)性強(qiáng)且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的不可缺少的專業(yè)基礎(chǔ)課,。本課程體現(xiàn)了弱電對(duì)強(qiáng)電的控制,又具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,。能夠理論聯(lián)系實(shí)際,,在培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)人才中占有重要地位。它包括了晶閘管的結(jié)構(gòu)和分類,、晶閘管的過電壓和過電流保護(hù)方法,、可控整流電路、晶閘管有源逆變電路,、晶閘管無源逆變電路,、PWM控制技術(shù)、交流調(diào)壓,、直流斬波以及變頻電路的工作原理,。

      在電力電子技術(shù)中,可控整流電路是非常重要的章節(jié),,整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?,其?yīng)用非常廣泛。工業(yè)中大量應(yīng)用的各種直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速均采用電力電子裝置,;電氣化鐵道(電氣機(jī)車,、磁懸浮列車等)、電動(dòng)汽車,、飛機(jī),、船舶、電梯等交通運(yùn)輸工具中也廣泛采用整流電力電子技術(shù),;各種電子裝置如通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源、大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源,、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源都可以利用整流電路構(gòu)成的直流電源供電,,可以說有電源的地方就有電力電子技術(shù)的設(shè)備。

二,、電力電子技術(shù)課程中的整流電路

      整流電路按組成的器件不同,,可分為不可控、半控與全控三種,,利用晶閘管半導(dǎo)體器件構(gòu)成的主要有半控和全控整流電路,;按電路接線方式可分為橋式和零式整流電路;按交流輸入相數(shù)又可分為單相,、多相(主要是三相)整流電路,。

      根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)接受知識(shí)的規(guī)律,將知識(shí)點(diǎn)完整,、準(zhǔn)確,、簡(jiǎn)明的表述出來、將原理知識(shí)盡可能簡(jiǎn)單化,、通俗化,、直觀化,筆者在教學(xué)中進(jìn)行了探討和研究,,依照整流電路三種形式的電路特性,,負(fù)載形式,,將主要的參數(shù)計(jì)算及主要特點(diǎn)分別制作成單相整流電路歸納表(見表1)和三相整流電路歸納表(見表 2)。
 
    

      表中,,α——整流電路控制角,,UFM、UKM——晶體管承受最大正反向電壓,,U2——變壓器付邊電壓有效值,,I2——變壓器付邊電流有效值,Ud——輸出電壓平均值,,Id——輸出電流平均值,。IT——晶體管電流有效值,θ——晶體管的導(dǎo)通角,。

(二)整流電路輸出電壓平均值的計(jì)算

      整流電路輸出電壓是指電路輸出的平均電壓,,該參數(shù)反映了電路輸出的大小,通常我們是以此選擇整流電路,,因此是一個(gè)很重要的參數(shù),。要讓學(xué)生記住輸出整流電壓的計(jì)算公式,,從表中可發(fā)現(xiàn),,對(duì)于單相整流電路無論是電阻性負(fù)載還是電感性負(fù)載,其輸出電壓均可表示為Ud=AU2(1+Cosα) /2,其中A為系數(shù),,若是單相半波,,A=0.45,,若是單相橋式,,A=0.9(為半波的兩倍),只有單相全控橋電感性負(fù)載是特殊情況,,其輸出電壓為Ud= 0.9u2Cosα,。同樣對(duì)于三相整流電路,,在Ud波形連續(xù)(Ud波形連續(xù)是指在一個(gè)周期內(nèi)均有整流電壓輸出,,未出現(xiàn)Ud=0)時(shí),輸出電壓Ud= AU2Cosα,。A為系數(shù),,當(dāng)電路為半波時(shí),A=1.17,當(dāng)電路為全控橋時(shí),,A=2.34(為半波的兩倍),只有三相半控橋是特殊情況,,其輸出電壓為 Ud=2.34U2(1+Cosα)/2,。

      (三)整流電路輸出電流平均值的計(jì)算

      無論是單相還是三相,,無論是電阻性負(fù)載還是電感性負(fù)載,整流電路輸出電流均為
Id=Ud/Rd(Rd為負(fù)載中的電阻值),。

      (四)晶閘管承受最大正反向電壓的計(jì)算

      該參數(shù)是選擇晶閘管的一個(gè)重要參數(shù),從表中可見,,對(duì)單相整流電路,,晶閘管承受最大電壓為電源相電壓峰值即√2U2,,而對(duì)三相電路,,晶閘管承受最大電壓為電源線電壓峰值即√6U2:(因?yàn)槭侨啵€電壓與相電壓相差了√3倍),。

      (五)輸出電壓Ud波形連續(xù)與否

      從表1中可見,,對(duì)于單相整流電路當(dāng)晶閘管的控制角α>0°時(shí),ud的波形就不連續(xù),,只有單相全控橋電感性負(fù)載,,α>90°時(shí),ud的波形不連續(xù),。同樣從表2可見,,對(duì)于三相整流電路,三相半波電路是以α=30°,。作為輸出電壓波形連續(xù)與否的分界點(diǎn),;而三相橋式整流電路(包括半控橋和全控橋)均是以α=60°作為輸出電壓波形連續(xù)與否的分界點(diǎn)。
從表中還可找出其它參數(shù)的計(jì)算規(guī)律,,因篇幅有限,,在這就不一一列舉。

四,、結(jié)語(yǔ)

      通過這組單相,、三相整流電路的歸納表,可幫助學(xué)生較快地掌握各種整流電路的結(jié)構(gòu),、電路特點(diǎn),、不同負(fù)載時(shí)的有關(guān)計(jì)算公式,為更好地掌握電力電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)提供了很好的幫助,。

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