第6章整流电路和控制原理-教案.ppt

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汇报人:视觉设计
部门:创意设计部
谐波和无功功率分析基础——非正弦电路中的情况

非正弦电路的有功功率:P=UI1cosj1
功率因数为:
基波因数——n=I1/I,即基波电流有效值和总电流有效值之比
位移因数(基波功率因数)——cosj1
注:
功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定的。
不控整流电流波形畸变,造成功率因数低
电路结构

交流侧电感Ls主要为外接电抗器的电感,是电路正常工作所必须的。
工作原理

采用SPWM控制开关器件动作,在交流输入端ab产生一个SPWM波uab;
uab中含有和正弦信号波同频率且幅值成比例的基波分量和高次谐波;
由于L的滤波作用,谐波电压只使i产生很小的脉动;
当正弦信号波频率和电源频率相同时,i与电源频率相同;
e一定时,i幅值和相位仅由uab的基波幅值及其与e的相位差决定。
改变uab基波的幅值和相位,可使i和e同相或反相,即实现单位功率因数。
jwL

控制目标
交流电流i和交流电压e的波形同步或反相;
输出直流电压UD稳定在给定值UR。
无功功率为零
电路方程
向量图
注:
通过调节uab的幅值和相位,可以实现e和i的同步或反相
坐标系
相量图包含了幅值和相位信息,可以构造静止直角坐标系αβ;
相量图在αβ坐标系中匀速旋转,所有相量都可以理解为空间旋转矢量;
构造坐标系dq,d轴方向与e方向一致,显然dq坐标系是同步旋转的。

投影关系
e、i、uab矢量在β上投影Esinθ、Isinφ、Uabsinγ代表这些量的实际值;
e、i、uab矢量在α上投影Ecosθ、Icosφ、Uabcosγ代表这些量的虚拟值。
坐标变换(Park变换)

回路方程
瞬时功率

控制机理

电路结构
网侧三相交流电压eA、eB、eC提供电能;
流过三相交流电感L的电流分别iA、iB、iC;
三相交流电流通过六个开关管(或二极管)整流出直流电流iD;
直流电流对直流电容C充电和提供给负载;
输出直流电压为UD。

工作原理
和前述的单相电路相似,只是从单相扩展到三相;
采用SPWM控制开关器件动作,在交流输入端A、B和C形成SPWM电压;
通过控制A、B和C点的电压,并在电感的作用下,iA、iB、iC为正弦波,且与输入电压同相(或反相),即功率因数近似为1;