电力电子学 电力电子变换和控制技术 陈坚 chapter5

3
1
90 30
v AB d t 2VS sin t 30 d t
2
O
t

3

90 30
3
3
60o
(c)整流电压
Ⅱ Ⅲ
l 2 . 34 V S 1 . 35 V l
iA
O
Ⅰ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
Ⅱ
ID
t
(d)电流波形
电源相电压有效值 第5章 交流/直流变换器
60o
Ⅰ
(c)整流电压
Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅰ
Ⅱ
ID
t
(d)电流波形
第5章 交流/直流变换器
11
相控整流电路
半控开关器件 晶闸管： 开通可控特性（承受正向电压，且有触发脉冲）
〃〃〃单向导电性
相控整流电路：实现AC－DC电能变换的晶闸管电路。
电路分析要点：晶闸管 开通时刻（满足导通条件时）
〃〃〃受到反压被强迫关断的时刻


a

2V R
S
sin t
2
d ( t )
V
S
sin 2 2


2R
晶闸管电流平均值Iav： I av
第5章 交流/直流变换器
1 2
I D 0 . 45
VS R
(
1 cos a 2
)
15
单相桥式全控整流
is
0
t


t
(4) 次级绕组电流有效值IS＝负载电流有效 值IL
L
P IL R VL IL VLIS
2
I

1.3 电力电子技术的应用
6) 其他 ➢ 不间断电源（UPS）在现代社会中的作用越来越重要，
用量也越来越大，但必须应用电力电子技术
➢ 航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中 为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需 采用电力电子技术
➢ 各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重 视。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力 质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量， 这就需要电力电子技术。
✓ 也称为电力电子学。 ✓ 利用电力电子开关器件组成电力开关电路，利用集成电路和微处理器构成
信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适式的控制，经济有效 地实现开关模式的电力变换和电力控制，包括电压（电流）的大小、频率、 相位和波形的变换和控制。 ✓ 是综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。 ✓ 电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲
9
1.1 电力电子学科的形成（续4） 3.电力电子技术(Power Electronics)
✓ 典型的电力电子系统框图
10
1.2 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法 1.电力变换的类型 2.交流机组实现电力变换 3.利用开关器件实现电力变换的基本原理
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1.电力变换的类型
✓ 电源可分为两类：
1.3 电力电子技术的应用
5) 家用电器
➢ 照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电子照明 电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为 “节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯和日光灯
➢ 变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子 之一。电视机、音响设备等电子设备的电源部分也都需要 电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电 器也应用了电力电子技术。

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5.2 单相交流调压与调功器 5.2.1 单相交流调压电路
Date:
2024-10-15
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5.2 单相交流调压与调功器
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2024-10-15
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5.2 单相交流调压与调功器
U R
1
(
2U 2 sin t)2 d (t) U 2
1 sin 2
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2024-10-15
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5.2 单相交流调压与调功器
5.2.2 KC05、KC06集成移相触发器
1、KC05 (KJ005)集成移相触发器 KC05 (KJ005)适用于双向晶闸管或反并联晶闸管线路的交流相位控制，具有锯 齿波线 性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有交互保护、输出电流 大等优点，是交 流调光、调压的理想电路，同样也适用于半控或全控桥式线路的相 位控制。下表为KC05 (KJ005)的引脚功能。
3）由V2、V3以及R8、R9、VS1组成一个直流开关，当V2的Ube2>0 （0.7V） 时，V2导通，V3的基极电压UBE3接近零电位，V3截止，直流开 关阻断。当UBE2 <0时, V2截止，由R8、VS1和R9组成的分压电路使V3导通，
直流开关导通。
4）由同步变压器TS、整流桥VD1及R10、R11、VS2组成一个削波同步 电源，这个电源与直流开关的输出电压共同去控制V4与V5。只有在直流开 关导通期间，V4、V5集电极和发射极之间才有工作电压，两个管子才能工 作。在此期间，同步电压每次过零时，V4截止, 其集电极输出一个正电压， 使V5由截止转导通，经脉冲变压器输岀触发脉冲，而此脉冲使 晶闸管VT1 （VT2）在需要导通的时刻导通。

I S I L
1 p
p a
2VS R
s
inw
t
2
d
(w
t
)
VS R
sin2 p
2p
p
2IT
IS IL p sin 2 2p (p )
ID ID
2(1 cos )
is
（5）负载电阻上电压有效值Vrms 0
在电源电压的负半周
D1受反压截止，D2导通，使得正的B 相电压加到了负载两端
*5.2.2 两相半波不控整流（或双半波不控整流）（续1）
性能优于单相半波不控整流
正负半波均有输出，整流电压直流 平均值高了一倍
两相电压是通过变压器中心抽头得 到的
一个电源周期TS中脉波数为2，脉 动频率提高一倍，易于滤波
90
30 v AB d wt
3
p
90
3
3 0
2VS sinwt 30d wt
3
p
6
VS
3
p
2
Vl
2.34VS
1.35Vl
电源相电压有效值 电源线电压有效值
5.2.6 电容滤波的不控整流电路
不控整流电路输出电压中除直流外，还含有谐波。
为此须在整流电路的输出端与负载之间接入LC滤波器。
由于整流输出谐波电压的频率不高，因此要有较好
在一个正弦周期内各导通θ,
wt
所以晶闸管平均电流为负载 平均电流ID的一半。
IT
1 p
2p a
2VS R
s
inw
t
2
d
(w
t
)
VS 2R
sin2 p
2p
p