24脉波整流电路的设计与分析 ㊣ 精品文档 值得下载

流后加上滤波电容在不带负载时电压为何升高这是因为加上滤波测得的电压是含有脉动成分的峰值电压，加上负载后就是平均值，计算峰值电压理论输出电压电阻滤波本身有很多矛盾，电感滤波成本又高，故般线路常采用有源滤波电路，电路如图。

它是由组成的型滤波电路与有源器件晶体管组成的射极输出器连接而成的电路。

由图可知，流过的电流。

流过电阻的电流仅为负载电流的所以可以采用较大的，与配合以获得较好的滤波效果，以使两端的电压的脉动成分减小，输出电压和两端的电压基本相等，因此输出电压的脉动成分也得到了削减。

有源滤波电路从负载电阻两端看，基极回路的滤波元件折合到射极回路，相当于减小了倍，而增大了倍。

这样所需的电容只是般型滤波器所需电容的，比如晶体管的直流放大系数，如果用般型滤波器所需电容容量为，如采用电子滤波器，那么电容只需要就满足要求了。

采用此电路可以选择较大的电阻和较小的电容而达到同样的滤波效果，因此被广泛地用于些小型电子设备的电源之中。

第四章脉波整流电路引言谐波是电力系统的大敌。

当今流行的大多数开关电源，其前置输入整流部分基本采用不控整流电路。

直接接入电网的开关电源非常多，若不采取有效措施，这种采用二极管整流的不控整流环节由于其本身的非线性特性，会使网侧输入电流严重畸变，谐波含量多，降低了设备的电磁兼容性能，给电网及其它用电设备带来许多危害，对电网产生严重的谐波污染。

随着开关电源设备功率的增大，这种不控整流装置所产生的谐波更加严重，对电网的干扰也随之加大。

在几十千瓦甚至上百千瓦的大功率场合下，往往采用多相整流技术，即采用增加整流器的输入相数的方法，抑制甚至完全消除输入电流中些特定次数的谐波，如相相甚至相以上的多相整流电路。

最常用的是脉波整流的方法，虽然传统的脉波整流方式可以在输入电流中消除次谐波，但其输入电流的为，谐波污染仍较大。

脉波整流机组产生的谐波电流较脉波整流谐波含量少，尤其是脉波整流谐波含量最大的次谐波可减少以上是目前比较理想的供电方式并且脉波整流机组具有谐波分量低电压波形好滤波设备投资少等优点。

整流原理整流电路的多重联结有并联多重联接和串联多重联结。

对于交流输入电流来说，采用并联多重联结和串联多重联结的效果是相同的。

采用多重联结不仅可以减少交流输入电流的谐波，同时也可以减少直流输出电压中的谐波幅值并提高波纹频率。

本文采用四个三相不可控整流桥移相构成串联四重联结的整流电路，利用变压器二次绕组接法的不同，使四组三相交流电源之间相位错开，从而使输出整流电压在每个交流电源周期中波动次，因此，被成为脉波整流电路。

依上所述，脉波整流电路即为四个三相不可控桥电路串联而成，那么分析清三相不可控整流电路的基本原理脉波整流电路的运行原理也就清晰了。

三相不可控整流电路原理图如图所示图三相不可控整流电路及其波形该电路中，当对二极管导通时，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的个，该线电压既向电容供电，也向负载供电。

当没有二极管导通时，由电容向负载放电，按指数规律下降。

设二极管在距线电压过零点角处开始导通，并以二极管和开始导通的时刻为时间零点，则线电压为而相电压为在时，二极管和开始同时导通，直流侧电压等于下次同时导通的对管子是和，直流侧电压等于。

这两段导通过程之间的交替有两种情况，种是在和同时导通之前和是关断的，交流侧向直流侧的充电电流是断续的，如图所示，另种是直导通，交替时由导通换相至导通，是连续的。

介于二者之间的临界情况是，和同时导通的阶段与和在处恰好衔接了起来，恰好连续。

由电压下降速度相等的原则，可以确定临界条件。

假设在的时刻速度相等恰好发生，则有可得这就是临界条件。

和分别是电流断续和连续的条件。

图给出了等于和小于时的电流波形。

对个确定的装置来讲，通常只有是可变的，它的大小反映了负载的轻重。

因此可以说，在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的，重载时是连续的，分界点就是。

般脉波整流电路多用于大中功率场合，所以实际应用中。

图时的电流波形时，交流侧电流和电压波形如图所示，其中和的求取可仿照单相电路的方法。

和确定之后，即可推导出交流侧线电流的表达式，在此基础上可对交流侧电流进行谐波分析。

以上分析的是理想的情况，未考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感。

当考虑上述电感时，电路的工作情况发生变化，其电路图和交流侧电流波形如图所示，其中图为电路原理图，图分别为轻载和重载时的交流侧电流波形。

将电流波形与不考虑电感时的波形比较可知，有电感时电流波形的前沿平缓了许多，有利于电路的正常工作。

随着负载的加重，电流波形与电阻负载时的交流侧电流波形逐渐接近。

图数据分析输出电压平均值空载时，输出电压平均值最大，为随着负载加重，输出电压平均值减小，至进入连续情况后，输出电压波形成为线电压的包络线，其平均值为。

可见，在之间变化。

与电容滤波的单相桥式不可控整流电路相比，的变化范围小得多，当负载加重到定程度后，就稳定在不变了。

由于脉波整流为个三相不可控制整流电路的串联，则可得脉波整流电路的空载时的输出电压平均值为电流平均值输出电流平均值为与单相电路情况样，电容电流平均值为零，因此在个电源周期中，有个波头，流过每个二极管的是其中的两个波头，因此二极管电流平均值为的，即二极管承受的电压二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值，为。

脉波整流电路变压器连接方式等效脉波整流电路由两个脉波整流电路构成，脉波整流由两个脉波相不可控整流桥并联组成。

其中个相整流桥接向整流变压器二次侧星形绕组，另个相整流桥接向整流变压器的二次侧三角形绕组。

因为每台整流变压器二次侧星形绕组和三角形绕组相对应的线电压相位错开，于是可以开关操作或变压器感应产生过压损坏二极管，构成交流侧过压保护在直流侧加装过压抑制回路和放电回路，防止直流快速开关或断路器开合时产生操作过压损坏二极管，并在整流器输出端并联个压敏电阻，抑制残余的过压，构成直流侧过压保护。

整流器自身保护为了防止整流器温度过高，在整流器预测温度最高的元件散热器或铜母排上设置温度传感器元件，用于监视元件散热器或铜母排的温度，能分级设定报警和跳闸温度值，并发出报警和跳闸信号。

整流机组正常运行时，把电压为的交流电转换成的直流电，然后送到直流母排上。

电流是从整流机组流向直流母排，不会从直流母排反向流向整流机组。

为防止故障情况时电流反向流动，可设置逆流保护。

整流器的每个桥臂串联作逆流保护，当发生逆流而熔断器又不能及时分断时，能快速发出跳闸信号，并能发出跳闸命令。

整流器的保护与信号回路中设有二极管故障指示回路二极管故障跳闸控制回路二极管温度报警和跳闸指示回路。

整流器同整流桥的个二极管故障时不跳闸，或者整流器不同，整流桥的个二极管故障时不跳闸，此时二极管故障指示回路动作，将二极管故障信号通过接点在当地和远程显示。

当整流器同整流桥的个二极管故障时，二极管故障跳闸控制回路动作，并发出跳闸信号，当地和远程显示故障信号。

当整流器测试点的温度超过设定值时，整流器温度报警和跳闸指示回路动作，能分别发出报警或跳闸信号，当地和远程显示故障信号。

小结整流器屏柜面板上设有显示装置，该装置由信号采集信号处理开关电源和信号显示等部分组成。

能够显示整流器桥臂熔断器熔断整流器的散热器温度超温整流桥跳闸等。

整流器般配有自动化数据采集装置，用于收集跳闸信号报警信号，采用数据传输方式与变电所监控系统接口，采用接点方式与二次保护接口。

装置能显示各种报警跳闸信号及逆流保护信号。

通过以上各种保护设置，无论出现何种故障，都有相对应的保护电路及时反映。

除了这些保护设置，还应适当的增加检修的次数把故障发生的概率降到最低。

第六章总结本文首先对整流的基本理论进行了介绍分析并选取了其中几个比较典型的电路进行了重点分析。

接着又对滤波电路整流电路谐波的危害及治理进行了详细的阐述。

通过前面知识的积累，很自然的得出脉波整流电路的原理组成方式。

本文重点介绍了脉波整流电路的基本原理组成方式。

对该电路的基本组成三相不可控整流电路进行分析，从而得出脉波整流电路的输出电压接着介绍了脉波整流电路变压器的连接方式。

通过对脉波整流电路进行了建模，分空载带电阻电容有电容无电阻三种情况进行了仿真。

仿真结果表明脉波整流电路具有较好的直流特性，整流后的输出电压脉动很小，加入电容进行滤波后直流效果更好。

文中又与脉波整流电路的波形进行比较，显然，脉波整流电路的输出波形要比脉波整流电路的输出波形脉动小的多。

致谢四年的读书生活在这个季节即将划上个句号，而于我的人生却只是个逗号，我将面对又次征程的开始。

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值此论文完成之际，深深地感谢冯德仁老师的悉心指导多方面的入微关怀和帮助。

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同时感谢在这四年曾经培养和教育过我的老师雷赛衡老师，赵卫东老师，郑诗程老师，刘晓东老师，汪小平老师，范国伟老师，张立成老师，陈宗祥老师，真诚的感谢老师们四年来无微不至的关怀和谆谆教诲。

在设计过程遇到很多困难，幸亏有同学的热心帮助。

在这里特别感谢室友陈鹏愿意与我共同使用他的电脑同学许跃华在仿真方面给予的无私帮助同学齐叶刚对本篇论文提出的宝贵意见。

感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。

同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。

最后再次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。

参考文献周福林，李群湛城市轨道交通供电系统仿真软件开发研究城市轨道交通研究，第期林惠