單相橋式可控整流電路的結構設計(已修改)
2025-07-08 12:42 本頁面
【正文】 單相橋式可控整流電路的結構設計第一章 整流器主電路的設計 方案的選擇單相橋式整流電路可分為單相橋式相控整流電路和單相橋式半控整流電路，它們所連接的負載性質(zhì)不同就會有不同的特點。下面分析兩種單相橋式整流電路在帶電感性負載的工作情況。單相半控整流電路的優(yōu)點是：線路簡單、調(diào)整方便。弱點是：輸出電壓脈動沖大，負載電流脈沖大（電阻性負載時），且整流變壓器二次繞組中存在直流分量,使鐵心磁化，變壓器不能充分利用。而單相全控式整流電路具有輸出電流脈動小，功率因數(shù)高，變壓器二次電流為兩個等大反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點。單相全控式整流電路其輸出平均電壓是半波整流電路2倍，在相同的負載下流過晶閘管的平均電流減小一半；且功率因數(shù)提高了一半。單相半波相控整流電路因其性能較差，實際中很少采用，在中小功率場合采用更多的是單相全控橋式整流電路。 根據(jù)以上的比較分析因此選擇的方案為單相全控橋式整流電路（負載為阻感性負載）。 整流電路我們知道，單相整流器的電路形式是各種各樣的，整流的結構也是比較多的。因此在做設計之前我們主要考慮了以下幾種方案：方案一：單相橋式半控整流電路： 對每個導電回路進行控制，相對于全控橋而言少了一個控制器件，用二極管代替，有利于降低損耗！如果不加續(xù)流二極管，當α突然增大至180176。或出發(fā)脈沖丟失時，由于電感儲能不經(jīng)變壓器二次繞組釋放，只是消耗在負載電阻上，會發(fā)生一個晶閘管導通而兩個二極管輪流導通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期為ud為零，其平均值保持穩(wěn)定，相當于單相半波不可控整流電路時的波形，即為失控。所以必須加續(xù)流二極管，以免發(fā)生失控現(xiàn)象。方案二：單相橋式全控整流電路： 此電路對每個導電回路進行控制，無須用續(xù)流二極管，也不會失控現(xiàn)象，負載形式多樣，整流效果好，波形平穩(wěn)，應用廣泛。變壓器二次繞組中，正負兩個半周電流方向相反且波形對稱，平均值為零，即直流分量為零，不存在變壓器直流磁化問題，變壓器的利用率也高。綜上所述，針對他們的優(yōu)缺點，我們采用方案二，即單相橋式全控整流電路。該電路主要由六部分構成，分別為交流電源，保護電路，整流電路，控制電路，驅(qū)動電路和負載電路構成。輸入的信號經(jīng)變壓器變壓后通過過電保護電路，保證電路出現(xiàn)過載或短路故障時，不至于傷害到晶閘管和負載。然后將經(jīng)變壓和保護后的信號輸入整流電路中。整流電路中的晶閘管在觸發(fā)信號的作用下動作，以發(fā)揮整流電路的整流作用。保護電路直流負載電路整流電路220v交流電源驅(qū)動電路控制電路 電路結構設計框圖 主電路工作波形圖。為便于討論，假設電路已工作于穩(wěn)態(tài)。(1) 工作原理 在電源電壓正半周期間，VTVT2承受正向電壓，若在時觸發(fā)，VTVT2導通，電流經(jīng)VT負載、VT2和T二次側形成回路，但由于大電感的存在，過零變負時，電感上的感應電動勢使VTVT2繼續(xù)導通，直到VTVT4被觸發(fā)導通時，VTVT2承受反相電壓而截止。輸出電壓的波形出現(xiàn)了負值部分。在電源電壓負半周期間，晶閘管VTVT4承受正向電壓，在時觸發(fā)，VTVT4導通，VTVT2受反相電壓截止，負載電流從VTVT2中換流至VTVT4中在時，電壓過零，VTVT4因電感中的感應電動勢一直導通，直到下個周期VTVT2導通時，VTVT4因加反向電壓才截止。值得注意的是，只有當時，負載電流才連續(xù)，當時，負載電流不連續(xù)，而且輸出電壓的平均值均接近零，因此這種電路控制角的移相范圍是。1）整流輸出電壓的平均值可按下式計算===當α=0時，取得最大值,即= =90V，當α=90o時，=0。α角的移相范圍為90o。2）整流輸出電壓的有效值為= =100V3）整流電流的平均值和有效值分別為4)在一個周期內(nèi)每組晶閘管各導通180176。，兩組輪流導通，變壓器二次電流是正、負對稱的方波，電流的平均值和有效
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