演示文稿單相可控整流電路現(xiàn)在是1頁\一共有25頁\編輯于星期一（優(yōu)選）單相可控整流電路現(xiàn)在是2頁\一共有25頁\編輯于星期一1、電阻性負載單相半波可控整流電路及波形變壓器T變換電壓隔離交流輸入為單相，直流輸出電壓波形只在交流輸入的正半周內(nèi)出現(xiàn)，故稱為單相半波可控整流電路。特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同§2.1單相半波可控整流電路wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00（SinglePhaseHalfWaveControlledRectifier)現(xiàn)在是3頁\一共有25頁\編輯于星期一兩個重要的基本概念觸發(fā)延遲角

從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用α表示,也稱觸發(fā)角或控制角。導通角

晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為，用θ表示。直流輸出電壓平均值為

輸出電壓、晶閘管承受電壓隨觸發(fā)角的變化而變化，a移相范圍為180

這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式（相控方式）現(xiàn)在是4頁\一共有25頁\編輯于星期一帶阻感負載單相半波可控整流電路及波形2、阻感負載阻感負載的特點電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。電力電子電路中存在非線性的電力電子器件，決定了電力電子電路是非線性電路。若將器件看作理想開關(guān)，則可將電力電子電路簡化為分段線性電路，分段進行分析計算。wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)++現(xiàn)在是5頁\一共有25頁\編輯于星期一VTRLu2VTRLu2單相半波可控整流電路的分段線性等效電路a)VT處于關(guān)斷狀態(tài)

b)VT處于導通狀態(tài)初始條件：ωt=

a

，id=0。求解式（2-2）并將初始條件代入可得其中

，（2-2）當VT處于通態(tài)時，如下方程成立：當ωt=θ+a時，id=0，代入式（2-3）并整理得（2-3）（2-4）由此公式計算出導通角?，F(xiàn)在是6頁\一共有25頁\編輯于星期一負載阻抗角φ、觸發(fā)角a、晶閘管導通角θ的關(guān)系若φ為定值，a越大，在u2正半周L儲能越少，維持導電的能力就越弱，θ越小若a為定值，φ越大，則L貯能越多，θ越大；且φ越大，在u2負半周L維持晶閘管導通的時間就越接近晶閘管在u2正半周導通的時間，ud中負的部分越接近正的部分，平均值Ud越接近零，輸出的直流電流平均值也越小。由于電感的存在導致輸出直流電壓減小?，F(xiàn)在是7頁\一共有25頁\編輯于星期一單相半波帶阻感負載有續(xù)流二極管的電路及波形u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)

為避免Ud太小，在整流電路的負載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管當u2過零變負時，VDR導通，ud為零。此時為負的u2通過VDR向VT施加反壓使其關(guān)斷，L儲存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流。續(xù)流期間ud為零，ud中不再出現(xiàn)負的部分?，F(xiàn)在是8頁\一共有25頁\編輯于星期一若近似認為id為一條水平線，恒為Id，則有（2-5）（2-6）（2-7）（2-8）VT的α移相范圍為0°～180現(xiàn)在是9頁\一共有25頁\編輯于星期一VT的α移相范圍為180。簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化。實際上很少應用此種電路。分析該電路的主要目的建立起整流電路的基本概念。單相半波可控整流電路的特點現(xiàn)在是10頁\一共有25頁\編輯于星期一單相半波相控觸發(fā)電阻型負載仿真電路圖現(xiàn)在是11頁\一共有25頁\編輯于星期一單相半波相控觸發(fā)電阻型負載仿真結(jié)果現(xiàn)在是12頁\一共有25頁\編輯于星期一

工作原理及波形分析

VT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2過零時關(guān)斷。

VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2過零時關(guān)斷。1、電阻性負載§2.2單相橋式全控整流電路a)u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4單相全控橋式帶電阻負載時的電路及波形（SinglePhaseBridgeControlledRectifier)現(xiàn)在是13頁\一共有25頁\編輯于星期一（2-10）（2-11）整流電壓平均值:α角的移相范圍為180負載輸出的平均電流值為：流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即（2-9）現(xiàn)在是14頁\一共有25頁\編輯于星期一（2-12）（2-13）（2-14）流過晶閘管的電流有效值：變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等：不考慮變壓器的損耗時，要求變壓器的容量S=U2I2由式（2-12）和式（2-13）

為選擇晶閘管、變壓器容量、導線截面積等參數(shù)，需要考慮發(fā)熱問題，因此需要計算有效值?，F(xiàn)在是15頁\一共有25頁\編輯于星期一單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形

假設電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。假設負載電感很大，負載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。

u2過零變負時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。至ωt=π+α時刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故兩管導通。

VT2和VT3導通后，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱換相，亦稱換流。2、阻感負載2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4現(xiàn)在是16頁\一共有25頁\編輯于星期一

晶閘管移相范圍為0～90晶閘管承受的最大正反向電壓均為晶閘管導通角θ與α無關(guān)，均為180，平均值和有效值分別為：

變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負各180的矩形波，其相位由α角決定，α愈大，功率因數(shù)越低有效值I2=Id。整流電壓平均值:現(xiàn)在是17頁\一共有25頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路接R—E負載時的電路及波形

3、反電動勢負載|u2|>E時，晶閘管承受正電壓，才有導通的可能。導通之后

ud=u2

，直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E與電阻負載時相比，晶閘管提前了電角度δ停止導電，δ稱為停止導電角（2-16）在a角相同時，整流輸出電壓比電阻負載時大。電流續(xù)斷

id波形在一周期內(nèi)有部分時間為0的情況電流連續(xù)

id波形在一周期內(nèi)不出現(xiàn)為0的情況當a

﹤δ

時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負電壓，不能導通。為使晶閘管可靠導通，觸發(fā)脈沖需足夠的寬度，保證當ωt=δ

時，晶閘管承受正電壓，觸發(fā)脈沖仍然存在，相當于觸發(fā)角被推遲為δ，即a=δ

b)idOEudwtIdOwtaqd現(xiàn)在是18頁\一共有25頁\編輯于星期一

負載為直流電動機時，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動機的機械特性將很軟。為了克服此缺點，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個平波電抗器，用來減少電流的脈動和延長晶閘管導通的時間。這時整流電壓ud的波形和負載電流id的波形與電感負載電流連續(xù)時的波形相同，ud的計算公式亦一樣。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出（2-17）單相橋式全控整流電路帶反電動勢負載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況twwOud0Eidtpdaq=p現(xiàn)在是19頁\一共有25頁\編輯于星期一■例：單相橋式全控整流電路，U2=100V，負載中R=2Ω，L值極大，反電勢E=60V，當=30時，要求：①作出ud、id和i2的波形；②求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2；③考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：①ud、id和i2的波形如圖

ud、id和i2的波形圖現(xiàn)在是20頁\一共有25頁\編輯于星期一②整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為

Ud＝0.9U2cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)

Id

＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)

I2＝Id＝9(A)③晶閘管承受的最大反向電壓為：

U2＝100＝141.4（V）流過每個晶閘管的電流的有效值為：

IVT＝Id∕＝6.36（A）故晶閘管的額定電壓為：

UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）晶閘管的額定電流為：

IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取?，F(xiàn)在是21頁\一共有25頁\編輯于星期一單相全波可控整流電路及波形

單相全波可控整流電路又稱單相雙半波可控整流電路。單相全波與單相全控橋從直流輸出端或從交流輸入端看均是基本一致的。變壓器不存在直流磁化的問題。

§2.3單相全波可控整流電路（SinglePhaseFullWaveControlledRectifier)wtwaudi1OOt現(xiàn)在是22頁\一共有25頁\編輯于星期一單相全波與單相全控橋的區(qū)別單相全波中變壓器結(jié)構(gòu)較復雜，繞組及鐵芯對銅、鐵等材料的消耗多。單相全波只用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，相應地，門極驅(qū)動電路也少2個；但是晶閘管承受的最大電壓為，是單相全控橋的2倍。單相全波導電回路只含1個晶閘管，比單相橋少1個，因而管壓降也少1個。從上述考慮，單相全波電路有利于在低輸出電壓的場合應用。阻感負載阻感負載+續(xù)流二極管現(xiàn)在是23頁\一共有25頁\編輯于星期一單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負載時的電路及波形

假設負載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)?！?.4單相橋式半控整流電路O2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-