【正文】 IUL ????pw圖 28 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 0 0 E p ? a q ?p id ud w t w t 18 單相全波可控整流電路 Single Phase Full Wave Controlled Rectifier 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 。 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 。相當(dāng)于 觸發(fā)角被推遲為 ?。 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稱為停止導(dǎo)電角， 212s in UE???id O E ud Id O w t a q ? 圖 27 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 w t 16 單相橋式全控整流電路 當(dāng) ? ? 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。 在 a 角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。 ddT 21 II ?ddT 1 III ??晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。 晶閘管導(dǎo)通角 θ與 a無(wú)關(guān) ， 均為 180?。 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 換相 ， 亦稱 換流 。 u2過(guò)零變負(fù)時(shí) ， 晶閘管 VT1和VT4并不關(guān)斷 (電感作用仍有電流 )。 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 Ta???RUII2c o 2c o s122 22ddaap?????RURURUI12 單相橋式全控整流電路 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： 由以上兩式得： 不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量 S=U2I2。 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 。 分析該電路的主要目的建立起整流電路的基本概念 。 簡(jiǎn)單 ， 但輸出脈動(dòng)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 。 L儲(chǔ)存的能量保證了電流 id在 LRVDR回路中流通 ， 稱為 續(xù)流 。 討論負(fù)載阻抗角 j、 觸發(fā)角 a、晶閘管導(dǎo)通角 θ的關(guān)系 。 觸發(fā)延遲角 ：從晶閘管開始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度 ,用 a 表示 ,也稱 觸發(fā)角 或 控制角 。 電阻負(fù)載的特點(diǎn) ：電壓與電流成正比 ， 兩者波形相同 。 整流電路： 出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟姟? 按交流輸入相數(shù)分為 單相電路 和 多相電路 。1 第 2章 整流電路 單相可控整流電路 三相可控整流電路 變壓器漏感對(duì)整流電路的影響 電容濾波的不可控整流電路 整流電路的諧波和功率因數(shù) 大功率可控整流電路 整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 本章小結(jié) 2 整流電路的分類： 按組成的器件可分為 不可控 、 半控 、 全控 三種。 按電路結(jié)構(gòu)可分為 橋式電路 和 零式電路 。 按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路 和 雙拍電路 。 3 單相可控整流電路 單相半波可控整流電路 單相橋式全控整流電路 單相全波可控整流電路 單相橋式半控整流電路 4 單相半波可控整流電路 — 電阻負(fù)載 1）帶電阻負(fù)載的工作情況 變壓器 T起變換電壓和電氣隔離的作用 。 Single Phase Half Wave Controlled Rectifier 圖 21 單相半波可控整流電路及波形 wt T VT R 0 u2 uVT ud id p 2p a q 0 0 0 u1 wt wt wt wt1 u2 ug ud uVT 5 VT的 a 移相范圍為 180? 通過(guò)控制觸發(fā)脈沖的相位來(lái)控制直流輸出電壓大小的方式稱為 相位控制方式 ， 簡(jiǎn)稱 相控方式 。 導(dǎo)通角 ：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的電角度，用 θ 表示 基本數(shù)量關(guān)系 直流輸出 電壓平均值 為 ? ????? pa aapwwp 2c o )c o s1(22)(s i n22 1 222d UUttdUU 單相半波可控整流電路 — 電阻 6 2) 帶阻感負(fù)載的工作情況 阻感負(fù)載的特點(diǎn) ：電感對(duì)電流變化有抗拒作用 ， 使得流過(guò)電感的電流不發(fā)生突變 。 (略 ) 單相半波可控整流電路 — 阻感 避免 Ud過(guò)小，需加續(xù)流二極管 圖 22 帶阻感負(fù)載的 單相半波電路及其波形 0 0 0 id 0 0 q a + + wt wt wt wt wt p 2p wt1 u2 ug ud uVT 7 當(dāng) u2過(guò)零變負(fù)時(shí) ， VDR導(dǎo)通 ， ud為零 ， VT承受反壓關(guān)斷 。 數(shù)量關(guān)系 (id近似恒為 Id） dVT 2 II d pap ??d2dVT 2)(21 ItdIIpapwppa??? ?dV D R 2 II d pap ??d2 2dVDR 2)(21 ItdIIpapwpapp??? ? ? 單相半波可控整流電路 — 阻感 p?a 圖 24 單相半波帶阻感負(fù)載 有續(xù)流二極管的電路及波形 id wt wt wt wt wt p 2p wt1 u2 ud uVT wt iVT iVDR Id Id p?a 8 VT的 a 移相范圍為 180?。 實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路 。 單相半波可控整流電路的特點(diǎn) 單相半波可控整流電路 9 鐵 芯初 級(jí) 繞 組N 1次 級(jí) 繞 組N 2IHΦ0I dΦ d10 單相橋式全控整流電路 1) 帶電阻負(fù)載的工作情況 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 。 Single Phase Bridge Contrelled Rectifier id p a 圖 25 單相全控橋式 帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 wt ud i2 wt wt id uVT1,4 ud(id) 11 單相橋式全控整流電路 數(shù)量關(guān)系 ? ????? pa aapwwp 2c o o s122)(ds i n21 222d UUttUUa 角的移相范圍為 180?。 papapwwppa???? ? 2s i n212)(d)s i n2(21 222VT RUttRUIpapapwwppa????? ? 2s i n21)()s i n2(1 2222 RUtdtRUIIII 21VT ?13 單相橋式全控整流電路 2）帶阻感負(fù)載的工作情況 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 。 至 ωt=π+a 時(shí)刻 ， VT2和 VT3兩管施加觸發(fā)脈沖 、 導(dǎo)通 。 圖 26 單相全控橋帶 阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 wt wt wt wt wt wt ud id uVT1,4 iVT1,4 iVT2,3 i2 Id Id Id Id 和圖 25不同 因?yàn)榇藭r(shí) VT VT3是導(dǎo)通的 14 單相橋式全控整流電路 數(shù)量關(guān)系 ? ? ??? apa aapwwp c o o s22)(ds i n21 222d UUttUU晶閘管移相范圍為 90?。 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。 22U15 單相橋式全控整流電路 3） 帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況 在 |u2|E時(shí)，才有晶閘管承 受正電壓，有導(dǎo)通的可能。 導(dǎo)通之后， ud=u2， id= (udE)/R， 直至 |u2|=E， id即降至 0使得 晶閘管關(guān)斷，此后 ud=E 。 觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng) wt=? 時(shí)刻有晶閘管開始承受正電壓時(shí)，觸發(fā)脈沖仍然存在。 電流斷續(xù) 電流連續(xù) id O E ud Id O w t a q ? w t 17 單相橋式全控整流電路 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 。 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。 變壓器不存在直流磁化的問(wèn)題 。 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 。 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 。 如此即成為 單相橋式半控整流電路 （先不考慮 VDR）。 單相橋式半控整流電路 VT1 VT3 VD2 VD4 21 單相橋式半控整流電路 阻感負(fù)載 在 u2正半周 ， u2經(jīng) VT1和 VD4向負(fù)載供電 。 在 u2負(fù)半周觸發(fā)角 a時(shí)刻觸發(fā)VT2， u2經(jīng) VT2和 VD3供電 。 VT2和 VD4續(xù)流 ， ud又為零 。 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 ， 稱為 失控 。 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 。 圖 25 單相全控橋式 帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 圖 211 單相橋式半控整流電路的另一接法 24 三相可控整流電路 三相半波可控整流電路 三相橋式全控整流電路 25 三相可控整流電路 負(fù)載容量較大 ， 或要求直流電壓脈動(dòng)較小 、容易濾波 。 26 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) 。 1） 電阻負(fù)載 R 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 a ?0 iVT1 ud wt wt wt wt wt u2 uG uVT1 wt1 wt2 wt3 ua ub uc uab uac 移相范圍 150176。 晶閘管電壓波形由 3段組成 。 28 a = 30?的波形 負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的 臨界狀態(tài) 。 uVT1 ud wt u2 uG ua ub uc uab uac wt wt wt uac wt1 wt iVT1 p/6?a 5p/6?a 29 a 30?的波形 負(fù)載電流 斷續(xù) ， 晶閘管導(dǎo)通角小于 120? 。 a=60176。 2d0d UUU ???????? ????????? ???? ??)6c o s ()6c o s (12 23)(s i n2321262d apappwwppapUttdUU整流電壓平均值的計(jì)算 a≤30?時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有： a30?時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有： 三相半波可控整流電路 31 Ud/U2 隨 a 變化的規(guī)律如圖 215中的曲線 1所示。)Ud/U2 三相半波可控整流電路 32 負(fù)載電流平均值為 晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即 晶閘管陽(yáng)極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值（ a=60 ? 時(shí) ），即 RUI dd ?222RM UUUU ????2FM 2 UU ? 三相半波可控整流電路 33 2） 阻感負(fù)載