第章晶闸管可控整流有源逆变和谐波分析.ppt

图2-46 三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形 整流电路的谐波和功率因数 3.7.1 谐波和无功功率分析基础 3.7.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析 3.7.3 电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析 3.7.4 整流输出电压和电流的谐波分析 整流电路的谐波和功率因数 许多电力电子装置要消耗无功功率，会对公用电网带来不利影响。 电力电子装置还会产生谐波，对公用电网产生危害。 许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准，或由权威机构制定限制谐波的规定。国家标准（GB/T14549-93）《电能质量公用电网谐波》从1994年3月1日起开始实施。 谐波和无功功率分析基础 1. 谐波 满足狄里赫利条件，可分解为傅里叶级数 基波（fundamental）——在傅里叶级数中，频率与工频相同的分量 谐波——频率为基波频率大于1整数倍的分量 谐波次数——谐波频率和基波频率的整数比 n次谐波电流含有率以HRIn（Harmonic Ratio for In）表示 电流谐波总畸变率THDi（Total Harmonic distortion）定义为 2.功率因数 正弦电路中的情况 电路的有功功率就是其平均功率： 视在功率为电压、电流有效值的乘积，即 S=UI 无功功率定义为： Q=UIsinj 功率因数定义为有功功率P和视在功率S的比值： 此时无功功率Q与有功功率P、视在功率S之间有如下关系： 功率因数是由电压和电流的相位差j决定的： l =cos j 非正弦周期电流线性电路的平均功率 谐波和无功功率分析基础 非正弦电路的有功功率 设正弦波电压有效值为U，畸变电流有效值为I，基波电流有效值及与电压的相位差分别为I1和j 1。 这时有功功率为：P=U I1 cos j 1 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）——cos j 1 可见，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。 谐波和无功功率分析基础 非正弦电路的无功功率 定义很多，但尚无被广泛接受的科学而权威的定义 一种简单的定义是仿照正弦电路给出的： 这样定义的无功功率Q反映了能量的流动和交换，目前被较广泛的接受，但该定义对无功功率的描述很粗糙。 谐波和无功功率分析基础 仿照正弦Q=UIsinj 定义无功功率方式，采用符号Qf，忽略电压中的谐波时有： Q f =U I 1 sinj 1 在非正弦情况下， ，因此引入畸变功率D，使得： 这样则有： 忽略电压谐波时 这种情况下，Q f为由基波电流所产生的无功功率，D是谐波电流产生的无功功率。 谐波和无功功率分析基础 谐波（harmonics）对电网的危害：