最新單相可控整流電路

1、單相可控整流電路根據(jù)交流輸入相數(shù)，分為單相電路和多相電路。根據(jù)變壓器次級 側(cè)的電流方向，它是單向的或雙向的。第二章為單相可控整流電路， 2, 1、阻性負(fù)載，單相半波可控整流電路及波形，變壓器T，變壓器 電壓，隔離，交流輸入為單相，DC輸出電壓波形只出現(xiàn)在交流輸入 的正半周，故稱單相半波可控整流電路。，特征：電壓與電流成正比，兩者的波形相同，2 .1單相半波控制整流電路相位半波控制整流器)，3。觸發(fā)延遲角的兩個重要基本概念是從 晶閘管開始承受正陽極電壓的時刻到施加觸發(fā)脈沖的時刻的電角度， 用a表示，也稱為觸發(fā)角或控制角。導(dǎo)通角晶閘管在功率循環(huán)中處于導(dǎo)通狀態(tài)的電角度稱為，并由0 表示。DC輸出電壓

2、的平均值為，輸出電壓、晶閘管耐受電壓隨觸發(fā)角 的變化而變化，A的相移范圍為180這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制DC輸出電壓的幅度的方法 被稱為相位控制模式(phase control mode)。，4。帶阻性負(fù)載和波形的 單相半波可控整流電路的特性，2、阻性負(fù)載，阻性負(fù)載電感器抵抗電流變化，因此流經(jīng)電感器的電流不會突然變化。電力電子電路中非線性電力電子器件的存在決定了電力電子電 路是非線性電路。如果將該裝置視為一個理想的開關(guān)，電力電子電路可以簡化為分 段線性電路，進(jìn)行分段分析和計算。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(dǎo)通狀態(tài)，初始條件為砒= a，id

3、=0。求解等式（2-2）并將初始條件代入其中，其中、（2-2），當(dāng) VT處于導(dǎo)通狀態(tài)時，以下等式成立:當(dāng)砒=。+ a，id = 0時，代入等 式（2-3）并整理出，（2-3）、（2-4），由該等式計算出導(dǎo)通角。6、負(fù)載阻 抗角中、觸發(fā)角a、晶閘管導(dǎo)通角。，如果中是一個固定值，A越大，存儲在u2 正半周期的L能量越少，維持導(dǎo)通的能力越弱，0越小如果A是一個固定值，中越大，儲能越大，0越大；中越大，在 u2的負(fù)半周期L中晶閘管保持導(dǎo)通的時間越接近于在u2的正半周期 中晶閘管導(dǎo)通的時間ud的負(fù)部分越接近正部分，平均Ud越接近零， 并且輸出DC電流的平均值越小。由于電感的存在，輸出DC電壓降低。，7。

4、帶續(xù)流二極管的單相 半波帶阻性負(fù)載的電路和波形為了避免Ud過小，續(xù)流二極管并聯(lián)在 整流電路負(fù)載的兩端。當(dāng)u2變?yōu)樨?fù)至零時，VDR開啟，ud為零。此 時為負(fù)的U2通過VDR向VT施加反向電壓以將其關(guān)閉。儲存在L 中的能量確保電流流經(jīng)L-R-VDR回路，這一過程通常被稱為續(xù)流。 在空轉(zhuǎn)期間，ud為零，ud的負(fù)部分不再出現(xiàn)。如果把id近似看作一 條水平線，把常數(shù)看作Id，則有，（2-5），（2-6），（2-7），（2-8），VT的 a相移范圍為0180，9，VT的a相移范圍為180。簡單，但輸出脈動大，而且變壓器的二次側(cè)電流含有DC分量， 造成變壓器鐵芯的DC磁化。事實上，這種電路很少使用。分析了該

5、電路的主要用途，建立了整流電路的基本概念。單相半 波可控整流電路的特點，10、單相半波相控觸發(fā)電阻式負(fù)載的仿真電 路圖，11、單相半波相控觸發(fā)電阻式負(fù)載的仿真結(jié)果，12、工作原理 和波形分析VT1和VT4組成一對橋臂，在u2的正半周受到電壓u2 的作用，當(dāng)u2過零時觸發(fā)脈沖導(dǎo)通，當(dāng)U2過零時觸發(fā)脈沖截止。VT2和VT3形成另一對橋臂，它們在u2的正半周受到電壓-u2 的作用。當(dāng)U2過零時，觸發(fā)脈沖打開和關(guān)閉。，1、電阻負(fù)載，2 .2單相橋式全控整流電路，a），（單階段橋式可控整流器），13，（2-10），（2-11），整流器電壓平均值:,a 角相移范圍180負(fù)載輸出平均電流值:，通過晶閘管的電

6、流平均值僅 為輸出 DC 平均值的一半，即（2-9），14，（2-12），（2-13），（2-14），通 過晶閘管的電流有效值:，變壓器二次測量電流的有效值I2等于輸出 DC電流的有效值I:當(dāng)不考慮變壓器損耗時，需要變壓器容量S=U2I2。 從等式（2-12）和（2-13）中，為了選擇諸如晶閘管、變壓器容量、導(dǎo)體橫 截面積的參數(shù)，需要考慮加熱問題，因此需要計算有效值。15、單相 全控橋帶當(dāng)負(fù)載為電阻性負(fù)載時，電路和波形假定處于穩(wěn)定狀態(tài)，id的平 均值不變。假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id是連續(xù)的，波形近似為 水平線。當(dāng)u2過零并變?yōu)樨?fù)時，由于電感，晶閘管VT1和VT4仍然流過電流id,并且沒有關(guān)

7、斷。當(dāng)st =n+a時，觸發(fā)脈沖施加到VT2和VT3。因為VT2和VT3 已經(jīng)承受正電壓，所以兩個管被接通。在VT2和VT3導(dǎo)通后，u2分別通過VT2和VT3向VT1和VT4 施加反向電壓，以關(guān)斷VT1和VT4,流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn) 移到VT2和VT3。這個過程叫做換向，也叫做換向。，2、電阻性負(fù) 載，16,晶閘管移相范圍為090晶閘管承受的最大正向和反向電壓是晶閘管導(dǎo)通角。，它與a無 關(guān)，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(fù)180的矩形波。它的相位由a角決定。a越大，功率因數(shù)越低。 有效值I2 = Id。，平均整流電壓:，17，單相橋式全控整流電路連

8、接到 r-e負(fù)載時的電路和波形，3、反電動勢負(fù)載，Iu2l晶閘管受到正電壓，那么導(dǎo)通是可能的。導(dǎo)通后，ud=u2，直到 Iu2I = E，id降至0關(guān)閉晶閘管。此后，ud = E在電角度8之前停止傳 導(dǎo)，電角度8被稱為停止傳導(dǎo)角度，（2-16）。當(dāng)角度a相同時，整流 輸出電壓大于電阻負(fù)載的電壓。當(dāng)前油尺id波形在一個周期中的部 分時間為0，當(dāng)前連續(xù)id波形在一個周期中不為零。當(dāng)8出現(xiàn)時，當(dāng) 觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負(fù)電壓，不能導(dǎo)通。為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖應(yīng)具有足夠的寬度，以確保當(dāng) 以=8時，晶閘管承受正電壓，并且觸發(fā)脈沖仍然存在，這相當(dāng)于將 觸發(fā)角延遲到8，即a =8，18。當(dāng)負(fù)載是

9、DC電機時，如果電流是間 歇的，電機的機械特性將非常軟。為了克服這個缺點，平滑電抗器通常串聯(lián)到主電路的DC輸出側(cè)， 以減少電流紋波并延長晶閘管的導(dǎo)通時間。此時，整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感器負(fù)載電 流連續(xù)時的波形相同，ud的計算公式也相同。保證電流連續(xù)性所需的電感L可由下式確定:(2-17)，19, 例:單 相橋式全控整流電路，U2 = 100V伏，負(fù)載時R = 2Q，L值非常大， 反電勢E = 60伏，當(dāng)=30時，要求:使ud、id，i2波形；求出平均整流輸出電壓Ud、電流Id，以及變壓器二次側(cè)電流 的有效值12；考慮安全裕度，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解決方案:ud、

10、id，i2波形如圖，ud、id，i2波形如圖，20； 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 =0.9x100 xcos30 =77.97(A)編號二(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(伏)流經(jīng)每個晶閘管的電流有效值為：IVT=Id/=6.36(A)因此，晶閘管的額定電壓為：UN=(23)x141.4=283424(V)晶閘管的額定電流為：in=(1.52)x6.36/1.57=68(a)晶閘管額定電壓和電流的具體值可根據(jù)晶閘管產(chǎn)品的系列參數(shù)

11、選擇。單相全波可控整流電路和波形，單相全波可控整流電路又稱單 相雙半波可控整流電路。從DC輸出或交流輸入的角度來看，單相全波橋和單相全控橋基 本相同。變壓器中沒有DC磁化問題。，2.3單相全波可控整流電路單相全波與單相全控橋的區(qū)別單相全波中的變壓器結(jié)構(gòu)更復(fù)雜， 繞組和鐵芯消耗更多的銅、鐵等材料。單相全波僅使用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，相應(yīng)地少2 個柵極驅(qū)動電路。然而，晶閘管能承受的最大電壓是單相全控橋的2 倍。單相全波導(dǎo)電路僅包含一個晶閘管，比單相電橋少一個晶閘管， 從而將管的壓降降低一個。綜上所述，單相全波電路非常適合低輸出電壓應(yīng)用。，電阻負(fù)載， 電阻負(fù)載+續(xù)流二極管，23，單相橋式半

12、控整流電路，續(xù)流二極管， 電阻負(fù)載電路和波形，假設(shè)負(fù)載電感非常大，并且電路一直工作在穩(wěn) 定狀態(tài)。、(2 .4)單相橋式半控整流電路。電路分析(不首先考慮電壓降) 每個導(dǎo)電回路由一個晶閘管和一個二極管組成。在u2的正半周，VT1被觸發(fā)，u2通過VT1和VD4向負(fù)載供電。當(dāng)U2過零并變?yōu)樨?fù)時，由于電感，電流是連續(xù)的，VT1繼續(xù)導(dǎo) 電。然而，由于點A處的電勢低于點B處的電勢，電流從VT1和 VD2續(xù)流，ud=0。24、單相橋式半控整流電路，帶續(xù)流二極管，電 路和負(fù)載被阻斷時的波形。在u2的負(fù)半周，觸發(fā)VT3，向VT1施加 反向電壓以將其關(guān)閉，u2通過VT3和VD2向負(fù)載供電。U2過零并改變時序，VD4導(dǎo)通，VD2關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流， ud再次為零。假設(shè)負(fù)載中的電感很大，并且電路已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。， 25,續(xù)流二極管的功能如果沒有續(xù)流二極管，當(dāng)A突然增加到180 或觸發(fā)脈沖丟失時，晶閘管將繼續(xù)導(dǎo)通，兩個二極管將依次導(dǎo)通，這 使得ud為正弦半波，即半周期ud為正弦，另一半周期ud為零，其 平均值保持不變，這稱為失控。當(dāng)有續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由VDR完成，晶閘