33变压器漏感对整流电路的影响换相重叠角

变压器漏电抗对整流电路的影响一、换相期间的输出电压 以三相半波可控整流大电感负载为例，分析漏抗对整流电路的影响。

在换相（即换流）时，由于漏抗阻止电流变化，因此电流不能突变，因而存在一个变化的过程。

ωt1时刻触发V2管，使电流从a相转换到b相，a相电流从Id不能瞬时下降到零，而b相电流也不能从零突然上升到Id，电流换相需要一段时间，直到ωt2时刻才完成，如图2-23(c)所示，这个过程叫换相过程。

换相过程所对应的时间以相角计算，叫换相重叠角，用γ表示。

在重叠角γ期间，a、b两相晶闸管同时导电，相当于两相间短路。

两相电位之差ub-ua称为短路电压，在两相漏抗回路中产生一个假想的短路电流ik，如图2-23(a)虚线所示（实际上晶闸管都是单向导电的，相当于在原有电流上叠加一个ik ），a相电流ia=Id- ik ，随着ik的增大而逐渐减小；而ib= ik是逐渐增大的。

当增大到Id也就是ia减小到零时，V1关断，V2管电流达到稳定电流Id ，完成换相过程。

在换相过程中，ud波形既不是ua也不是ub，而是换流两相电压的平均值。

与不考虑变压器漏抗，即γ=0时相比，整流输出电压波形减少了一块阴影面积，使输出平均电压Ud减小了。

这块减少的面积是由负载电流Id换相引起的，因此这块面积的平均值也就是Id引起的压降，称为换相压降，其值为图中三块阴影面积在一个周期内的平均值。

对于在一个周期中有m次换相的其它整流电路来说，其值为m块阴影面积在一个周期内的平均值。

由式(2-21)知，在换相期间输出电压ud = ub -LT(dik/dt)= ub -LT(dib/dt)，而不计漏抗影响的输出电压为ub ，故由LT引起的电压降低值为ub -ud= LT(dib/dt )，所以一块阴影面积为二、换相重叠角γ 为了便于计算，坐标原点移到a、b相的自然换相点，并设 从电路工作原理可知，当电感LT中电流从0变到Id时，正好对应ωt从α变到α＋γ，根据这些条件，再进行数学运算可求得 上式是一个普遍公式，对于三相半波电路，代入m=3可得 对于三相桥式电路，因它等效于相电压为时的六相半波整流电路，电压为，m=6，代入后结果与三相半波电路相同。

一、电感对整流电路的影响有哪些如何分析1.变压器漏感◆实际上变压器绕组总有漏感，该漏感可用一个集中的电感LB 表示，并将其折算到变压器二次侧。

◆由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完成，而是会持续一段时间。

2.现以三相半波为例来分析，然后将其结论推广 ◆假设负载中电感很大，负载电流为水平线。

图为考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形◆分析从VT1换相至VT2的过程在ωt1时刻之前VT1导通，ωt1时刻触发VT2，因a 、b 两相均有漏感，故ia 、ib 均不能突变，于是VT1和VT2同时导通，相当于将a 、b 两相短路，两相间电压差为ub-ua ，它在两相组成的回路中产生环流ik 如图所示。

ik=ib 是逐渐增大的，而 ia=Id-ik 是逐渐减小的。

当ik 增大到等于Id 时，ia=0，VT1关断，换流过程结束。

换相过程持续的时间用电角度λ表示，称为换相重叠角。

◆基本数量关系☞换相过程中，整流输出电压瞬时值为☞换相压降：与不考虑变压器漏感时相比，ud 平均值降低的多少，即☞换相重叠角λ √由式（3-30）得出：进而得出：当 时，于是有√随其它参数变化的规律： ⑴Id 越大则λ越大； ⑵XB 越大λ越大；⑶当α≤90时，α越小γ越大。

2d d d d b a b a d u u t i L u t i L u u k B k B +=-=+=556655d b d b b B 66565B B B d 06d 13()d()[()]d()2/32d d 333d()d 2d 22dk I k k i U u u t u u L t t i L t L i X I t ππαγαγππααπαγπαωωππωωπππ+++++++++∆=-=--===⎰⎰⎰⎰B 2Ba b 2)65(sin 62)(d d L t U L u u t i k πω-=-=2256BB6655sin()d()[cos cos()]2626t k U U i t t t X X ωπαππωωαω+=-=--⎰γαω+=t d Ii k =)]cos([cos 26B2d γαα+-=XUI 2d B 62)cos(cos UIX =+-γαα☞其它整流电路的分析结果各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算注：①单相全控桥电路中，XB 在一周期的两次换相中都起作用，等效为m=4；②三相桥等效为相电压等于的6脉波整流电路，故其m=6，相电压按 带入。

（完整版）电力电子技术简答题重点1. 晶闸管导通的条件是什么?关断的条件是什么?答: 晶闸管导通的条件: 应在晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压。

应在晶闸管的门极与阴极之间也加上正向电压和电流。

晶闸管关断的条件: 要关断晶闸管, 必须使其阳极电流减小到维持电流以下,或在阳极和阴极加反向电压。

晶闸管维持的条件要维持晶闸管, 必须使其晶闸管电流大于到维持电流。

2. 变压器漏感对整流电路的影响(1)出现换相重叠角r,整流输出电压平均值Ud降低。

( 2)整流电路的工作状态增多( 3)晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的开通。

( 4)换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt, 可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路.( 5)换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。

3. 什么是谐波，什么是无功功率，们的危害. 为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率成为无功功率，电力电子装置消耗无功功率，对公用电网的不利影响：( 1 )无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；( 2)无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加( 3)无功功率使线路压降增加，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。

谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，电力电子装置产生谐波，对公用电网的危害：( 1)谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾；( 2)谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏；(3)谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大会使危害大大增大，甚至引起严重事故；(4)谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确；( 5)谐波会对领近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

四、简答题1.晶闸管并联使用时需解决什么问题?如何解决?当晶闸管并联时就会分别因静态和动态特性参数的差异而存在电路分配不均匀的问题，均流不佳，有的器件电流不足，有的过载，有碍提高整个装置的输出，甚至造成器件和装置的损坏。

当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法连接。

2.变压器漏感对整流电路有一些什么影响？（1）出现换相重叠角γ，整流输出电压平均值U d降低。

（2）整流电路的工作状态增多（3）晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通。

有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。

（4）换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。

（5）换相使电网电压出现缺口，成为干扰源3.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。

交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。

而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。

交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。

由于控制对象的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。

4.无源逆变和有源逆变电路有何不同？两种电路的不同主要是：有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

5.说明PWM控制的基本原理。

PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

电力电子技术简答题2、什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？答：晶闸管变流器在逆变运行时，一旦不能正常换相，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器输出的平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大的短路电流，这种情况叫逆变失败，或叫逆变颠覆。

造成逆变失败的原因主要有：（2分）触发电路工作不可靠。

例如脉冲丢失、脉冲延迟等。

晶闸管本身性能不好。

在应该阻断期间管子失去阻断能力，或在应该导通时不能导通。

交流电源故障。

例如突然断电、缺相或电压过低等。

换相的裕量角过小。

主要是对换相重叠角估计不足，使换相的裕量时间小于晶闸管的关断时间。

逆变失败后果会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件（4分）防止逆变失败采用最小逆变角βmin防止逆变失败、晶闸管实现导通的条件是什么？关断的条件及如何实现关断？答：在晶闸管阳极——阴极之间加正向电压，门极也加正向电压，产生足够的门极电流Ig，则晶闸管导通，其导通过程叫触发。

关断条件：使流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。

（3分）实现关断的方式：1>减小阳极电压。

2>增大负载阻抗。

3>加反向电压。

3、为什么半控桥的负载侧并有续流管的电路不能实现有源逆变？（5分）答：由逆变可知，晶闸管半控桥式电路及具有续流二极管电路，它们不能输出负电压Ud固不能实现有源逆变。

（5分）2、电压型逆变电路的主要特点是什么？（8分）(1)直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动；（2分）(2)输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗不同而不同；（3分）(3)阻感负载时需提供无功。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功提供通道，逆变桥各臂并联反馈二极管。

（3分）3、逆变电路必须具备什么条件才能进行逆变工作？答：逆变电路必须同时具备下述两个条件才能产生有源逆变：（1）变流电路直流侧应具有能提供逆变能量的直流电源电势Ed，其极性应与晶闸管的导电电流方向一致。

（3分）（2）变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须为负（相对于整流时定义的极性），以保证与直流电源电势Ed构成同极性相连，且满足Ud（2分）1、3、简述实现有源逆变的基本条件，并指出至少两种引起有源逆变失败的原因哪些电路类型不能进行有源逆变？（5分）（1）外部条件：要有一个能提供逆变能量的直流电源，且极性必须与直流电流方向一致，其电压值要稍大于Ud；（2分）（2）内部条件：变流电路必须工作于β<90°区域，使直流端电压Ud的极性与整流状态时相反，才能把直流功率逆变成交流功率返送回电网。