電力電子技術(shù)中的整流電路結構及特點(diǎn)分析

電力電子技術(shù)是20世紀后半葉發(fā)展起來(lái)的對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。它已成為電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)重要的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎課。面對大學(xué)課程的增加、專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)學(xué)時(shí)的減少，改革教學(xué)內容、方法、手段與實(shí)驗教學(xué)條件，對提高教學(xué)質(zhì)量、培養創(chuàng )新人才具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；整流電路；脈沖安排；整流輸出電壓

一、電力電子技術(shù)的應用

電力電子技術(shù)是一門(mén)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(zhuān)業(yè)中已成為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎性強且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的不可缺少的專(zhuān)業(yè)基礎課。本課程體現了弱電對強電的控制，又具有很強的實(shí)踐性。能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在培養自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才中占有重要地位。它包括了晶閘管的結構和分類(lèi)、晶閘管的過(guò)電壓和過(guò)電流保護方法、可控整流電路、晶閘管有源逆變電路、晶閘管無(wú)源逆變電路、PWM控制技術(shù)、交流調壓、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，整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?，其應用非常廣泛。工業(yè)中大量應用的各種直流電動(dòng)機的調速均采用電力電子裝置；電氣化鐵道（電氣機車(chē)、磁懸浮列車(chē)等）、電動(dòng)汽車(chē)、飛機、船舶、電梯等交通運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備中的程控交換機所用的直流電源、大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源都可以利用整流電路構成的直流電源供電，可以說(shuō)有電源的地方就有電力電子技術(shù)的設備。

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，利用晶閘管半導體器件構成的主要有半控和全控整流電路；按電路接線(xiàn)方式可分為橋式和零式整流電路；按交流輸入相數又可分為單相、多相（主要是三相）整流電路。

根據學(xué)生學(xué)習接受知識的規律，將知識點(diǎn)完整、準確、簡(jiǎn)明的表述出來(lái)、將原理知識盡可能簡(jiǎn)單化、通俗化、直觀(guān)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，負載形式，將主要的參數計算及主要特點(diǎn)分別制作成單相整流電路歸納表（見(jiàn)表1）和三相整流電路歸納表（見(jiàn)表2）。

表中，α——整流電路控制角，UFM、UKM——晶閘管承受最大正反向電壓，U2——變壓器付邊電壓有效值，U4——輸出電壓均值，I4——輸出電流均位，IT——晶閘管電流仃效值，Cosθ——電路輸輸出功率因數。

三、電力電子技術(shù)中整流電路的總結歸納

通過(guò)歸納表，可以讓學(xué)生通過(guò)對比的學(xué)習方法，掌握整流電路以下幾個(gè)方面的內容：

（一）各種電路對脈沖的安排要求

這是最重要的一點(diǎn)，因為一個(gè)整流電路能否正常工作，其脈沖安排是否正確尤為重要。對于單相電路按一周期360°，如電路為半波即由一個(gè)晶閘管構成，隔360°發(fā)一個(gè)脈沖；如電路為半控橋時(shí)，即由兩個(gè)晶閘管和兩個(gè)二極管構成，隔180°（360°÷2=180°）發(fā)一個(gè)脈沖；電路為全控橋時(shí)，由四個(gè)晶閘管組成，分兩組工作，與半控橋一樣，隔180°發(fā)一次脈沖（注意此處“一次”是指同時(shí)給兩個(gè)晶閘管發(fā)脈沖）；而對于三相整流電路，其供電相數為單相的3倍，所以脈沖安排為單相的1/3倍，如三相半波是隔120°（360°÷3＝120）發(fā)一個(gè)脈沖；三相全控橋是由6個(gè)晶閘管組成，輪流導通，需保證同一時(shí)間兩個(gè)晶閘管一起導通，所以隔60°（360°÷6=60°）發(fā)一次脈沖，同時(shí)發(fā)給兩個(gè)晶閘管。