【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變壓器鐵芯 直流磁化 。 實(shí)際上很少應(yīng)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(diǎn) 45 單相橋式全控整流電路 單相全控橋式整流電路 單相半控橋式整流電路 46 單相全控橋式整流電路 1) 帶電阻負(fù)載的工作情況 a) u ( i ) ? ? t ? t ? t 0 0 0 i 2 u d i d b) c) d) d d ? ? u VT 1,4 圖 112 單相全控橋式 帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 工作原理及波形分析 VT1和 VT4組成一對(duì)橋臂 ， 在u2正半周承受電壓 u2， 得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通 ， 當(dāng) u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷 。 VT2和 VT3組成另一對(duì)橋臂 ，在 u2正半周承受電壓 u2， 得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通 ， 當(dāng) u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷 。 電路結(jié)構(gòu) 單相橋式全控整流電路 (Single Phase Bridge Contrelled Rectifier) 47 單相全控橋式整流電路 數(shù)量關(guān)系 ? ????? ?? ?????? 2c o o s122)(ds i n21 222d UUttUU（ 16） a 角的移相范圍為 180?。 向負(fù)載輸出的平均電流值為： 流過(guò)晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即： 2c o 21 2dd V T????RUII（ 210） 2c o 2c o s122 22dd????????RURURUI (17) ? ? t ? t ? t 0 0 0 i 2 u d i d b) c) d) d d ? ? u VT 1,4 48 單相全控橋式整流電路 流過(guò)晶閘管的電流有效值： 變壓器二次測(cè)電流有效值 I2與輸出直流電流 I有效值相等： 由式（ 212）和式（ 213）得： 不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量 S=U2I2。 ?????????????? ? 2s i n212)(d)s i n2(21 222VT RUttRUI （ 18） ??????????????? ? 2s i n21)()s i n2(1 2222 RUtdtRUII （ 19） II 21VT ? （ 110） ? ? t ? t ? t 0 0 0 i 2 u d i d b) c) d) d d ? ? u VT 1,4 49 單相全控橋式整流電路 2）帶阻感負(fù)載的工作情況 u 2 O ? t O ? t O ? t u d i d i 2 b) O ? t O ? t u VT 1,4 O ? t O ? t I d I d I d I d I d i VT 2,3 i VT 1,4 圖 113 單相全控橋帶 阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài) ， id的平均值不變 。 假設(shè)負(fù)載電感很大 ， 負(fù)載電流 id連續(xù)且波形近似為一水平線 。 u2過(guò)零變負(fù)時(shí) ， 晶閘管 VT1和 VT4并不關(guān)斷 。 至 ωt=π+? 時(shí)刻 ， 晶閘管 VT1和VT4關(guān)斷 ， VT2和 VT3兩管導(dǎo)通 。 VT2和 VT3導(dǎo)通后 ， VT1和 VT4承受反壓關(guān)斷 ， 流過(guò) VT1和 VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到 VT2和 VT3上 ， 此過(guò)程稱(chēng) 換相 ， 亦稱(chēng) 換流 。 50 單相全控橋式整流電路 數(shù)量關(guān)系 ? ? ??? ??? ?????? c o o s22)(ds i n21 222d UUttUU（ 111） 晶閘管移相范圍為 90?。 晶閘管導(dǎo)通角 θ與 a無(wú)關(guān) ， 均為 180?。電流的平均值和有效值： 變壓器二次側(cè)電流 i2的波形為正負(fù)各 180?的矩形波，其相位由 a角決定，有效值 I2=Id。 ddT 21 II ?ddT 1 III ??晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。 22U2 O ? t O ? t O ? t u d i d i 2 b) O ? t O ? t u VT 1,4 O ? t O ? t I d I d I d I d I d i VT 2,3 i VT 1,4 51 單相全控橋式整流電路 3） 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況 圖 114 單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì) — 電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 在 |u2|E時(shí)，才有晶閘管承 受正電壓，有導(dǎo)通的可能。 在 a 角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。 導(dǎo)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 。 REui ?? dd與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度 δ停止導(dǎo)電， δ稱(chēng)為停止導(dǎo)電角， 212s inUE???（ 112） b) i d O E u d ? t I d O ? t ? q ? 52 單相全控橋式整流電路 當(dāng) α ?時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。 圖 115b 單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì) — 電阻 負(fù)載時(shí)的波形 電流斷續(xù) 觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng) ?t=?時(shí)刻有晶閘管開(kāi)始承受正電壓時(shí)，觸發(fā)脈沖仍然存在。這樣，相當(dāng)于 觸發(fā)角被推遲為 ?。 如圖 115b所示 id波形所示： 電流連續(xù) u b) i d O E d ? t I d O ? t α q ? 53 單相全控橋式整流電路 負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)，則電動(dòng)機(jī) 的機(jī)械特性將很軟 。 為了克服此缺點(diǎn) ， 一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián) 一個(gè) 平波電抗器 。 這時(shí)整流電壓 ud的波形和負(fù)載電流 id的波形與阻感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同， ud的計(jì)算公式也一樣。 圖 116 單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況 t ? ? O u d 0 E i d t ? ? ? q = ? 54 單相全控橋式整流電路 單相全波可控整流電路（ Single Phase Full Wave Controlled Rectifier)，又稱(chēng)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(wèn)題 。 圖 117 單相全波可控整流電路及波形 a) ? t ? ? b) u d i 1 O O t 55 單相全控橋式整流電路 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(fù)雜 ， 材料的消耗多 。 單相全波只用 2個(gè)晶閘管 ， 比單相全控橋少 2個(gè) ， 相應(yīng)地 ， 門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路也少 2個(gè)；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的 2倍 。 單相全波導(dǎo)電回路只含 1個(gè)晶閘管 ， 比單相橋少 1個(gè) ，因而管壓降也少 1個(gè) 。 從上述后兩點(diǎn)考慮 ， 單相全波電路有利于在 低輸出電壓的場(chǎng)合 應(yīng)用 。 56 單相半控橋式整流電路 電路結(jié)構(gòu) 單相全控橋中，每個(gè)導(dǎo)電回路中有 2個(gè)晶閘管， 1個(gè)晶閘管可以用二極管代替，從而簡(jiǎn)化整個(gè)電路。 如此即成為 單相橋式半控整流電路 （先不考慮VDR）。 u d O b) 2 O u d i d I d O O O O O i 2 I d I d I d I I d ? ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? ? ? ? ? ? ? i VT 1 i VD 4 i VT 2 i VD 3 i VD R 圖 118 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 電阻負(fù)載 半控電路與全控電路在電阻負(fù)載 時(shí)的工作情況相同 。 57 單相半控橋式整流電路 單相半控橋帶 阻感負(fù)載 的情況 圖 119 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 在 u2正半周 ， u2經(jīng) VT1和 VD4向負(fù)載供電 。 u2過(guò)零變負(fù)時(shí) ， 因電感作用電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組 ，而是由 VT1和 VD2續(xù)流 。 在 u2負(fù)半周觸發(fā)角 a時(shí)刻觸發(fā)VT3， VT3導(dǎo)通 ， u2經(jīng) VT3和VD2向負(fù)載供電 。 u2過(guò)零變正時(shí) ， VD4導(dǎo)通 ，VD2關(guān)斷 。 VT3和 VD4續(xù)流 ，ud又為零 。 O b) 2 O u d i d I d O O O O O i 2 I d I d I d I I d ? ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? t ? ? ? ? ? ? ? i VT 1 i VD 4 i VT 2 i VD 3 i VD R 58 單相半控橋式整流電路 續(xù)流二極管的作用 避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象 。 若無(wú)續(xù)流二極管 ， 則當(dāng) a 突然增大至 180?或觸發(fā)脈沖丟失時(shí) ， 會(huì)發(fā)生一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況 ， 這使 ud成為正弦半波 ， 其平均值保持恒定 ， 稱(chēng)為 失控 。 有續(xù)流二極管 VDR時(shí) ， 續(xù)流過(guò)程由 VDR完成 ， 避免了失控的現(xiàn)象 。 續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個(gè)管壓降 ， 有利于降低損耗 。 59 單相半控橋式整流電路 單相橋式半控整流電路的另一種接法 相當(dāng)于把 VT3和 VT4換為二極管 VD3和 VD4，這樣可以省去續(xù)流二極管 VDR，續(xù)流由 VD3和 VD4來(lái)實(shí)現(xiàn)。 單相全控橋式 帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 單相橋式半控整流電路的另一接法 60 三相可控整流電路 引言 交流測(cè)由三相電源供電 。 負(fù)載容量較大 ， 或要求直流電壓脈動(dòng)較小 、容易濾波 。 基本的是三相半波可控整流電路 ， 三相橋式全控整流電路應(yīng)用最廣 。 61 三相半波可控整流電路 電路的特點(diǎn)： 變壓器二次側(cè)接成星形得到零線 ， 而一次側(cè)接成三角形避免 3次諧波流入電網(wǎng) 。 三個(gè)晶閘管分別接入 a、 b、 c三相電源 ， 其陰極連接在一起 —— 共陰極接法 。 圖 120 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路及 a =0?時(shí)的波形 1)電阻負(fù)載 自然換相點(diǎn) ： 二極管換相時(shí)刻