第一節(jié)單相橋式整流電路演示文稿

第一節(jié)單相橋式整流電路演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有49頁\編輯于星期一優(yōu)選第一節(jié)單相橋式整流電路現(xiàn)在是2頁\一共有49頁\編輯于星期一單相全橋整流電路單相半波整流電路------純阻性負(fù)載工作情況------阻感性負(fù)載工作情況------帶續(xù)流二極管的阻感性負(fù)載工作情況單相全橋整流電路------純阻性負(fù)載工作情況現(xiàn)在是3頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式可控整流電路一.單相橋式全控整流電路（一）電阻性負(fù)載假設(shè):SCR為理想開關(guān)u2=U2msinωt現(xiàn)在是4頁\一共有49頁\編輯于星期一工作原理－無觸發(fā)〔0，α〕u2>0時(shí)：T1T4承受正向電壓若無門極觸發(fā)信號(hào):T1T4---正向阻斷；承受電壓為：u2/2;T2T3承受反向電壓

----反向阻斷；承受電壓為：-u2/2id=0,ud=0；現(xiàn)在是5頁\一共有49頁\編輯于星期一工作原理－有觸發(fā)〔α，π〕ωt=α?xí)r，給T1T4同時(shí)加觸發(fā)信號(hào)：T1T4導(dǎo)通iT1=iT4=id=i2ud=u2，

uT1=uT4=0id=ud/R=u2/RT2T3反向阻斷承受電壓：-u2現(xiàn)在是6頁\一共有49頁\編輯于星期一工作原理－無觸發(fā)〔π，π＋α〕ωt=π時(shí)，iT1=iT4=id=0T1T4關(guān)斷π<ωt<π+α?xí)r，u2<0，無門極觸發(fā)信號(hào)：T2T3承受正壓---正向阻斷；T1T4承受反壓---反向阻斷；承受電壓：-u2/2，u2/2id=0,ud=0；現(xiàn)在是7頁\一共有49頁\編輯于星期一工作原理－有觸發(fā)〔π＋α，2π〕ωt=π+α?xí)r，給T2T3同時(shí)加觸發(fā)信號(hào)：T2T3導(dǎo)通iT2=iT3=id=-i2ud=-u2id=ud/R=-u2/RT1T4反向阻斷，承受電壓：u2ωt=2π時(shí)，iT2=iT3=id=0，T2T3關(guān)斷現(xiàn)在是8頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路

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過零時(shí)關(guān)斷。T2和VT3組成另一對(duì)橋臂，在u2負(fù)半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過零時(shí)關(guān)斷?，F(xiàn)在是9頁\一共有49頁\編輯于星期一單相全橋整流電路小結(jié)T1T4和T2T3兩組SCR管輪流觸發(fā)導(dǎo)通，將交流電變成脈動(dòng)的直流電；改變?chǔ)两?，可以改變輸出電壓電流波形和大?。?/p>

SCR管可能承受的最大反向電壓為u2電壓峰值，最大正向電壓為u2峰值的一半。

SCR是否能觸發(fā)導(dǎo)通的依據(jù)是電壓正偏。

SCR從導(dǎo)通變關(guān)斷的依據(jù)是流過SCR的電流為零(或AK兩端電壓小于零)?，F(xiàn)在是10頁\一共有49頁\編輯于星期一幾個(gè)名詞術(shù)語介紹（1）控制角α從晶閘管承受正向電壓時(shí)刻起到加觸發(fā)脈沖為止這段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的角度。（2）導(dǎo)通角θSCR在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的角度。（3）移相：改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻（即改變控制角的?。?。移相控制現(xiàn)在是11頁\一共有49頁\編輯于星期一幾個(gè)名詞術(shù)語介紹（4）移相范圍改變?chǔ)两鞘馆敵稣麟妷浩骄祻淖畲笾到档阶钚≈?，控制角α的變化范圍即觸發(fā)脈沖移相范圍。（5）同步使觸發(fā)脈沖與可控整流電路的電源電壓之間保持頻率和相位的協(xié)調(diào)關(guān)系。（6）換流（換相）在可控整流電路中，從一路SCR導(dǎo)通變換為另一路SCR導(dǎo)通的過程?，F(xiàn)在是12頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路的計(jì)算1數(shù)量關(guān)系負(fù)載輸出電壓的平均值為向負(fù)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：現(xiàn)在是13頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路的計(jì)算流過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：又現(xiàn)在是14頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路-----電阻性負(fù)載

基本數(shù)量關(guān)系

負(fù)載電阻上電壓有效值UU=IR功率因數(shù)cosφ

功率因數(shù)cosφ=P/S=UI/U2=U/U2不考慮變壓器損耗時(shí)，變壓器的容量為Ｓ=U2現(xiàn)在是15頁\一共有49頁\編輯于星期一基本數(shù)量關(guān)系α增大時(shí):Ud/U2I2/IdCosφ現(xiàn)在是16頁\一共有49頁\編輯于星期一單相全橋整流電路單相半波整流電路------純阻性負(fù)載工作情況------阻感性負(fù)載工作情況------帶續(xù)流二極管的阻感性負(fù)載工作情況單相全橋整流電路------純阻性負(fù)載工作情況------阻感性負(fù)載工作情況1.電感量較小，控制角較大（電流斷續(xù)）現(xiàn)在是17頁\一共有49頁\編輯于星期一(二)電感性負(fù)載uL=Ldid/dt，電感L抑制電流變化現(xiàn)在是18頁\一共有49頁\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)過程分析：ωt=α?xí)r，（給T1T4同時(shí)加觸發(fā)信號(hào)）T1T4導(dǎo)通id從0開始上升(uL>0)L儲(chǔ)能，ud=u2電網(wǎng)供能量給R和L現(xiàn)在是19頁\一共有49頁\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)當(dāng)u2由峰值開始下降后，ud下降但id仍上升L吸收能量直到id上升速率0，id=idmax，此后id開始下降，L釋放能量現(xiàn)在是20頁\一共有49頁\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)當(dāng)ωt=π，u2=0時(shí)，id仍>0，T1T4繼續(xù)導(dǎo)通電感感應(yīng)電勢(shì)維持電流當(dāng)ωt=π~ωt1時(shí)，u2<=0L供能量給R，同時(shí)回饋給電網(wǎng)id繼續(xù)下降,直到0（L能量釋放完T1T4關(guān)斷ωt：wt1---（π+α）四管均斷態(tài)，id=0,ud=0現(xiàn)在是21頁\一共有49頁\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)當(dāng)ωt=π+α?xí)r類似現(xiàn)在是22頁\一共有49頁\編輯于星期一電感量較小，控制角較大時(shí)小結(jié)帶RL負(fù)載后ud出現(xiàn)負(fù)值;

id變化滯后于ud;導(dǎo)通角θ大于阻性負(fù)載;

L較小α較大時(shí)，L儲(chǔ)能較小，在id下降過程中不足以維持T1T4導(dǎo)通至T2T

觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻，導(dǎo)通角

θ<π，id波形斷續(xù)。現(xiàn)在是23頁\一共有49頁\編輯于星期一感性負(fù)載全橋可控整流電路計(jì)算VT處于通態(tài)時(shí)，如下方程成立：初始條件：ωt=ai，d=0，求解當(dāng)ωt=θ+a時(shí)，id=0，代入式整理得現(xiàn)在是24頁\一共有49頁\編輯于星期一單相全橋感性整流電路（ωL>>R）id脈動(dòng)幅度很小，近似為一直流Id；導(dǎo)通角θ=π波形：iT:矩形波(幅值Id)i2:矩形波(正負(fù)幅值均為Id)現(xiàn)在是25頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路感性負(fù)載小結(jié)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。2過零變負(fù)時(shí)，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+a時(shí)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(dǎo)通。T2和VT3導(dǎo)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?，F(xiàn)在是26頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式全控整流電路（感性負(fù)載）數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為90°。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無關(guān)，均為180°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?，F(xiàn)在是27頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析負(fù)載由阻性負(fù)載和反電勢(shì)組成當(dāng)U2<E時(shí)，T1和T4承受反向電壓Ud=E現(xiàn)在是28頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析*只有當(dāng)u2絕對(duì)值大于E時(shí)SCR才能觸發(fā)導(dǎo)通Ud=U2現(xiàn)在是29頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后

Ud=E。與電阻負(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?，F(xiàn)在是30頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析在第二個(gè)周期，此時(shí)工作模態(tài)同前U2為負(fù)值(|u2|>E）T2和T3會(huì)承受正向電壓而換流導(dǎo)通?，F(xiàn)在是31頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載---α角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。---當(dāng)α＜δ時(shí)，觸發(fā)脈沖到來時(shí)，晶閘管承負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。---為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)wt=δ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?，F(xiàn)在是32頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載數(shù)量關(guān)系輸出電壓平均值現(xiàn)在是33頁\一共有49頁\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載數(shù)量關(guān)系晶閘管導(dǎo)通后的回路方程：輸出電流平均值Id：現(xiàn)在是34頁\一共有49頁\編輯于星期一單相橋式整流電路－反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載負(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側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間這時(shí)整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式亦一樣?，F(xiàn)在是35頁\一共有49頁\編輯于星期一(二)單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況現(xiàn)在是36頁\一共有49頁\編輯于星期一阻性負(fù)載單相橋式半控整流電路半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時(shí)的工作情況相同。現(xiàn)在是37頁\一共有49頁\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是38頁\一共有49頁\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是39頁\一共有49頁\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是40頁\一共有49頁\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是41頁\一共有49頁\編輯于星期一阻感性負(fù)載單相橋式半控整流電路半控電路感性負(fù)載時(shí)與電阻負(fù)載的輸出電壓波形相同。負(fù)載輸出電壓的平均值為現(xiàn)在是42頁\一共有49頁\編輯于星期一單相半控橋帶阻感負(fù)載的小結(jié)假設(shè)負(fù)載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)------在u2正半周，觸發(fā)角a處給晶閘管VT1加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。------u2過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，使得電流從VD4轉(zhuǎn)移VD3，VD4關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和VD3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，向

VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT3和VD3向負(fù)載供電。u2過零變正時(shí)，VD4導(dǎo)通，VD3關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。現(xiàn)在是43頁\一共有49頁\編輯于星期一失控現(xiàn)象------假設(shè)電感足夠大，電流不斷續(xù)------當(dāng)關(guān)斷VT1，VT2準(zhǔn)備關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)，由于電流的持續(xù)性，T1會(huì)一直導(dǎo)通！D3和D4輪流換流，無法關(guān)閉系統(tǒng)，造成失控！------在失控時(shí)，ud仍為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定。即使沒有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，仍然無法關(guān)閉系統(tǒng)。為了避免失控，通常在輸出端反聯(lián)二極管現(xiàn)在是4