單相整流電路課件.ppt

1、第2章 整流電路引言,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。 按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路。 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。,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?1 了解單相半波、單相全波（單相全控、半控） 整流電路的工作原理。 2 掌握不同整流電路的波形分析。 3 區(qū)別不同性質(zhì)負(fù)載的特點(diǎn)。 4 掌握Ud=f()的關(guān)系及有關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法。 5 掌握單相全控橋整流變壓器容量的計(jì)算方法。 了解單相半控橋電感性負(fù)載失控原因與解決辦 法。,2.1 單相可控整流電路,內(nèi)容提要與目

2、的要求,將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的變換稱之為整流，實(shí)現(xiàn)整流變換的裝置稱之為整流器。在整流變換過程中，其平均功率（或能量）的流向是從交流電源流向直流負(fù)載。部分常用的整流電路如下,c） d） 除c）、d）外 a）e） f）、g） b）、f） c）、d）、e）、g） a）、b）、f） c）、d）、e）、g）,可控整流電路的主元件在采用晶閘管時(shí)，其控制方式都采用相位控制，故這類整流電路又稱之為相控整流。,圖2-1 單相半波可控整流電路及波形,(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier),2.1.1 單相半波可控整流電路,一 電阻性負(fù)載 單相半波可控整流電路電阻

3、性負(fù)載如圖2-1所示。在實(shí)際應(yīng)用中,負(fù)載基本上是電阻加熱爐、電解和電鍍等.電阻性負(fù)載的特點(diǎn)是電壓與電流成正比,波形相同并且同相位,電流可以突變。 變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。,電阻性負(fù)載的 單相半波整流電路及其工作波形,理想化假設(shè) :1.開關(guān)元件是理想的； 2.變壓器是理想的；3.電網(wǎng)電壓是理想的正弦波。,1工作原理 （0區(qū)間）：電源電壓正半波， ， uAK0,晶閘管承受正向電壓。脈沖ug在處觸發(fā)晶閘管，元件導(dǎo)通，形成負(fù)載電流id，負(fù)載上有輸出電壓和電流，并且波形相位相同。 點(diǎn)：u2=0,uAK=0, 電源電壓自然過零，晶閘管承受零壓而關(guān)斷,負(fù)載電流為零。 （2區(qū)間）：電源電壓負(fù)半波，

4、 ，uAK0,晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷,負(fù)載上沒有輸出電壓和電流，負(fù)載電流仍然為零。 用示波器觀察負(fù)載兩端的波形，通過改變觸發(fā)脈沖觸發(fā)角的大小, 輸出電壓ud的波形發(fā)生變化，負(fù)載上的輸出電壓平均值發(fā)生變化，負(fù)載如果是燈泡,燈泡會(huì)有明暗變化。,工作原理,演示,1）控制角與導(dǎo)通角 控制角是指晶閘管從承受正向電壓開始到導(dǎo)通時(shí)止之間的電角度，用 表示，也稱觸發(fā)角或觸發(fā)延遲角。導(dǎo)通角，是指晶閘管一周期內(nèi)正半波實(shí)際導(dǎo)通的電角度。控制角與導(dǎo)通角的關(guān)系是：+=1800 2）移項(xiàng)范圍 移項(xiàng)范圍是指觸發(fā)脈沖ug的移動(dòng)范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍。在式+=1800中，=00時(shí)，=1800，Ud= Udmax,輸

5、出電壓最高；=1800時(shí)，=00時(shí)，Ud=0,輸出電壓最小, 單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)的移項(xiàng)范圍是01800。,3）移相：改變控制角的大小，即改變觸發(fā)脈沖ug出現(xiàn)的時(shí)刻，而改變Ud的大小。通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。 4）同步：觸發(fā)脈沖ug出現(xiàn)在U2為正半周范圍內(nèi)，每個(gè)周期的相同，頻率、相位相配合。,2參數(shù)計(jì)算,1）輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id 輸出電壓平均值Ud為 Ud = = =0.45U2 =0.45 (21) 輸出電流平均值Id為 Id = = 0.45 (22),2）輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I,輸出電壓有

6、效值U為,U = =U2 (23),輸出電流有效值I為,I = IT =I2 = = (24),單相半波可控整流電路中，負(fù)載電流、晶閘管和變壓器二次側(cè)電流有效值相等。 電流波形的波形系數(shù)為,Kf = = (25),=00時(shí)，Kf = =1.57.,3）功率因數(shù)cos：整流電路功率因數(shù)是變壓器二次側(cè)有功功率與視在功率的比值 cos = = = (26) 式中，P=UI=I2Rd, 變壓器二次側(cè)有功功率（不是平均功率Pd= Id2Rd）；S= U2I=U2I2,變壓器二次側(cè)視在功率。,4) 晶閘管承受的最大正反向電壓Um,Um = = =311V (27),最大正反向電壓Um是相電壓峰值。,單相半

7、波可控整流電路電阻性負(fù)載參數(shù)計(jì)算見表2-1。 表2-1 單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載參數(shù)計(jì)算表,根據(jù)此表可以直接計(jì)算不同控制角度時(shí)的有關(guān)參數(shù)。,應(yīng)用舉例1：如圖2-1所示單相半波可控整流電路，電阻性負(fù)載，電源電壓U2為220V,要求的直流輸出電壓為50 V,直流輸出平均電流為20A ，試計(jì)算： 1）晶閘管的控制角。 2）輸出電流有效值。 3）電路功率因數(shù)。 4）選擇晶閘管元件。,解1）由式(21) ，計(jì)算輸出電壓為50 V 時(shí)的晶閘管控制角， cos= -1= -10 則 =900 2) 當(dāng)=900時(shí)，Kf =2.22 I = Kf Id =2.22 Id=2.2220=44.4 A,3)

8、cos= = = = =0.505,4) 根據(jù)額定電流有效值IT 與實(shí)際電流有效值I相等的原則 IT = I 則 1 57 IT（AV）= Kf Id=44 4 A IT（AV）= =28 3 A 考慮2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為 IT（AV）= 2 = 228 3 A=56 6 A 取100 A。 考慮（23）倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為 UTn=（23）Um =（23）311=622933 V 取79。 式中，Um = = =311V 選擇晶閘管型號(hào)為 KP1009。,對單相半波電路的分析可基于上述方法進(jìn)行： 當(dāng)VT處于斷態(tài)時(shí)，相當(dāng)于電路在VT處斷開，id=0。 當(dāng)VT處于通態(tài)時(shí)，相

9、當(dāng)于VT短路。,圖2-3 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),電力電子電路的一種基本分析方法 通過器件的理想化，將電路簡化為分段線性電路。 器件的每種狀態(tài)對應(yīng)于一種線性電路拓?fù)洹?當(dāng)VT處于通態(tài)時(shí)，如下方程成立：,b) VT處于導(dǎo)通狀態(tài),（2-2）,（2-4）,初始條件：t= ，id=0。求解式（2-2）并將初始條件代入可得,當(dāng)t=+ 時(shí)，id=0，代入式（2-3）并整理得,二、電感性負(fù)載,電感性負(fù)載通常是電機(jī)的勵(lì)磁線圈和負(fù)載串聯(lián)電抗器等，電源電壓是工頻正弦電壓。 電感性負(fù)載的特點(diǎn)是：感應(yīng)電勢對負(fù)載電流有阻止作用，使得負(fù)載電流不能突變，而是從零

10、逐漸增大。當(dāng)電流增大時(shí)，電感吸收能量儲(chǔ)能，電感的感應(yīng)電勢阻止電流增大；當(dāng)電流減小時(shí)，電感釋放出能量，感應(yīng)電勢阻止電流的減小，輸出電壓、電流有相位差。 負(fù)載電感的存在，使得晶閘管的導(dǎo)通角增大，電源電壓由正到負(fù)過零點(diǎn)也不會(huì)關(guān)斷，輸出電壓出現(xiàn)了負(fù)波形，輸出電壓和電流的平均值減?。淮箅姼胸?fù)載時(shí)輸出電壓正負(fù)面積相等，輸出電壓平均值為零，電路不能正常工作。如圖2-2所示。,（一）無續(xù)流二極管電路的工作原理及波形,圖2-2 單相半波可控整流電路（電感性負(fù)載 ）,結(jié)論： 1單相半波電感性負(fù)載的主要矛盾是由于電感的存在（儲(chǔ)能作用），延長了晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，使得輸出電壓出現(xiàn)了負(fù)波形，降低了輸出電壓和電流。 2大電

11、感負(fù)載，L, LR,輸出電壓正負(fù)面積相等，Ud0, =2-2，電路不能正常工作。,（二）有續(xù)流二極管電路的工作原理,為了解決電感性負(fù)載存在的矛盾，使電路正常工作，必須在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管把輸出電壓的負(fù)波形續(xù)掉。電感性負(fù)載加續(xù)流二極管的電路如圖2-3所示?？梢?，續(xù)流二極管的作用是為了提高輸出電壓。,圖2-3 單相半波可控整流電路（電感性負(fù)載加續(xù)流二極管）,1工作原理 電感性負(fù)載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負(fù)載波形相同，而負(fù)載電流波形是矩形波，續(xù)流期間的電流波形也是矩形波。 電源電壓正半波（0區(qū)間）： uAK0,晶閘管承受正向電壓。脈沖ug在處觸發(fā)晶閘管，元件導(dǎo)通，形成負(fù)載電流id，負(fù)

12、載上有輸出電壓和電流。,圖2-3 單相半波可控整流電路（電感性負(fù)載加續(xù)流二極管）,點(diǎn)，u2=0,uAK=0, 電源電壓自然過零，晶閘管承零壓而關(guān)斷，續(xù)流管開始導(dǎo)通。 電源電壓負(fù)半波（2區(qū)間： uAK0,晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷， 負(fù)載兩端的輸出電壓僅為續(xù)流二極管的管壓降，有續(xù)流電流，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通。 L儲(chǔ)存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流。,1）控制角與導(dǎo)通角的關(guān)系 +=1800 2）移項(xiàng)范圍 移項(xiàng)范圍與單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載相同為 01800.,單相半波可控整流電路（電感性負(fù)載加續(xù)流二極管）,2參數(shù)計(jì)算（有續(xù)流二極管）,1）輸

13、出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id,Ud = = =0.45U2 (28) Id = = 0.45 (29),2）晶閘管的電流平均值IdT與晶閘管的電流有效值IT,IdT= (210) IT = (211),3）續(xù)流二極管的電流平均值IdD與續(xù)流二極管的電流有效值ID,IdD= (212) ID = (213),4）晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓 晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓均為電源電壓的峰值Um = 。,單相半波可控整流電路的優(yōu)、缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，調(diào)整方便，容易實(shí)現(xiàn)。 缺點(diǎn)：整流電壓脈動(dòng)大，每周期脈動(dòng)一次。變壓器二次 側(cè)流過單方向的電流，存在直流磁化，利用率低， 為

14、使變壓器不飽和，必須增大鐵心截面，設(shè)備容 量增大。 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。,課堂測驗(yàn),1整流器是把 變?yōu)?。 2晶閘管的管芯是一個(gè) 層 端的器件，它決定晶閘管的性能。 3根據(jù)電流 的原則， Id = 1.57ITa 。 4單相半波電感性負(fù)載，在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管是為了 。 5.單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角的最大移相范圍是( ) A.90 B.120 C.150 D.180 6.單相半波電阻性負(fù)載電路中晶閘管可能承受的最大正反向電壓為( ) A. B. C. D. 7單相半波整流電路，當(dāng)電源電壓為220V 時(shí)，選用300V額定電壓

15、的晶閘管是否可以？如果不可以，應(yīng)選用多大電壓定額的晶閘管元件？ 8單相半波可控整流電路對電阻負(fù)載供電，交流電源電壓為220V ，要求輸出的直流平均電壓為50V，最大輸出平均電流為20A。計(jì)算晶閘管的控制角、電流有效值I2并選用晶閘管。 9單相半波可控整流電路中，如果 （1） 晶閘管門極不加觸發(fā)脈沖； （2）晶閘管被擊穿； （3）晶閘管被燒毀。 試分析上述三種情況晶閘管兩端（uT）與負(fù)載兩端（ud）的電壓波形。,2.1.2 單相橋式全控整流電路,單相全控橋式整流電路主要適用于4kW左右的整流電路，與單相半波可控整流電路相比，整流電壓脈動(dòng)減小，每周期脈動(dòng)兩次。變壓器二次側(cè)流過正反兩個(gè)方向的電流，不

16、存在直流磁化，利用率高。 一、電阻性負(fù)載,圖2-5 所示是單相全控橋式整流電路的電路結(jié)構(gòu)，兩只晶閘管接成共陰極，兩只晶閘管接成共陽極，每一只晶閘管是一個(gè)橋臂，任何時(shí)候都有兩只元件導(dǎo)通，才能形成電流通路。,a),a),1工作原理 電源電壓正半波，（0區(qū)間） ， 晶閘管VT1、VT4承受正向電壓，uAK0,脈沖ug1、ug4在處觸發(fā)晶閘管，VT1、VT4元件導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電壓和電流，波形相位同。,點(diǎn)，u2=0, 電源電壓自然過零，uAK=0,晶閘管承受零壓而關(guān)斷,負(fù)載電流為零。,電源電壓負(fù)半波（2區(qū)間） 晶閘管VT2、VT3承受正向電壓，uAK0,脈沖ug2、ug3在處觸發(fā)晶閘管，VT2、VT

17、3元件導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電壓和電流，波形相位同。,演示,橋式整流電路與單相半波整流電路相比，橋式整流把電源電壓的負(fù)半波也利用起來了，使輸出電壓在一個(gè)電源周期中由原來的只有一個(gè)脈波變成了有二個(gè)脈波，改善了波形，提高了輸出。在變壓器的副邊繞組中，繞組電流的波形，兩個(gè)半周期的電流方向相反且波形對稱，因此不再存在半波整流電路中的變壓器直流磁化問題，提高了變壓器的繞組利用率。,1）控制角與導(dǎo)通角 控制角與導(dǎo)通角的關(guān)系是：+=1800 2）移項(xiàng)范圍 在+=1800中，=00時(shí)，=1800，Ud= Ud0 x,輸出電壓最高；=1800時(shí)，=00時(shí)，Ud=0,輸出電壓最小,移項(xiàng)范圍是 01800.,2參數(shù)計(jì)算

18、,1）輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id,Ud = = =0.9U2 (214),Id= = 0.9 (215),2）輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I,U = =U2 (216),輸出電流有效值I與變壓器二次側(cè)電流I2相同為,I =I2 = = (217),3）晶閘管的電流平均值IdT IdT= Id,晶閘管電流有效值IT為 IT = = I2 (218),電流波形的波形系數(shù)為 Kf = = (219),=00時(shí)，Kf =1.11， I =I2 =1.11 Id ，IT = I2= 0.786 Id。,4）功率因數(shù)cos cos= = = (220),全控橋功率因數(shù)是單相半波的 倍。=0

19、0時(shí)，cos=1。,5) 晶閘管承受的最大正反向電壓Um Um = = =311V,最大反向電壓Um是相電壓峰值，最大正向電壓是 。 單相全控橋式整流電路電阻性負(fù)載參數(shù)計(jì)算表見表2-3。,表2-3 單相全控橋式整流電路電阻性負(fù)載參數(shù)計(jì)算表,應(yīng)用舉例3,設(shè)計(jì)單相全控橋式整流電源（電阻性負(fù)載）如圖2-5。輸出電壓平均值在1230V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，恒流負(fù)載輸出電流平均值為20A,最小控制角min=200, 考慮兩個(gè)晶閘管的平均壓降為2V，線路壓降1V。 計(jì)算：1）變壓器二次側(cè)容量S2。2）晶閘管電流有效值IT。,解：1）根據(jù)最大輸出電壓Ud和最小控制角min=200，求變壓 器二次電壓有效值U2。

20、最大輸出電壓為 Ud=30+2+1=33V,U2= = =38V,考慮嚴(yán)重情況，恒流負(fù)載在輸出電壓最低、控制角最大時(shí)，電流有效值I2最大。 最低輸出電壓為 Ud=12+2+1=15V,1+con= = =0.88 則 =970,I2/ Id=1.7 I2 =1.720=34A S2= U2 I2=38 34=1.292kVA,變壓器二次側(cè)電壓有效值U2、電流有效值I2應(yīng)該取電路中的最大值, 如按=00計(jì)算， I2 =1.11 Id =1.1120=22.2A,變壓器容量偏低，不能長期運(yùn)行。,2) 晶閘管電流有效值 IT = I2 = 34=24A,二、電感性負(fù)載,電感性負(fù)載如圖2-6所示。VT

21、1、VT2是共陰極，VT3、VT4是共陽極。電感的感應(yīng)電勢阻止電流的變化，輸出波形出現(xiàn)負(fù)波形，晶閘管導(dǎo)通角，移項(xiàng)范圍減小。 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。,圖2-6 單相全控橋式電感性負(fù)載 時(shí)的整流電路及波形,1工作原理 電源電壓正半波， ，晶閘管VT1、VT4承受正向電壓，脈沖ug1、ug4在900處觸發(fā)晶閘管VT1、VT4,元件導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電壓和電流，電流波形是矩形波。,1）控制角與導(dǎo)通角 控制角在0900之間變化，導(dǎo)通角，導(dǎo)通角與控制角無關(guān)。,2）移項(xiàng)范圍 =00時(shí)，Ud= Ud0=0.9U2； 下頁演示 =900

22、時(shí)， Ud=0；移項(xiàng)范圍是0900. 900時(shí)， Ud=0, 輸出電壓仍然為零，不會(huì)出現(xiàn)負(fù)波形。,點(diǎn)，u2=0, 電源電壓自然過零，感應(yīng)電 勢使晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通。 電源電壓負(fù)半波， ，晶閘管VT2、VT3 承受正向電壓，脈沖ug2、ug4在900處 觸發(fā)晶閘管VT2、VT3,元件導(dǎo)通，此過程稱換相，亦稱換流。,演示,2參數(shù)計(jì)算,1）輸出電壓平均值Ud,Ud = = con =0.9U2 con (222),2）輸出電流平均值Id是一條水平線，變壓器繞組的電流波形 是對稱的正負(fù)矩形波。 Id = I2 (223),3）晶閘管的電流平均值IdT IdT = Id (224),4）晶閘管的電流有效值I

23、T 與通態(tài)平均電流 IT（AV） IT= Id ， IT（AV）= =0.45 Id (225),5) 晶閘管承受的最大正反向電壓Um Um = (226),3單相全控橋電感性負(fù)載整流變壓器的設(shè)計(jì)（設(shè)電感足夠大，變比k=1） 先求變壓器二次容量S2, 再求變壓器一次容量S1, 最后求設(shè)計(jì)容量SB。,1）變壓器二次側(cè)相電壓有效值U2 Ud =0.9U2 con 設(shè)=00，Ud 0=0.9U2 U2 = Ud 0/0.9 2）變壓器二次側(cè)相電流有效值I2 I2= Id 3）變壓器二次側(cè)視在功率S2 S2= U2 I2= Ud 0/0.9Id=Pd/0.9=1.11 Pd 式中，Pd= Ud 0Id

24、 4）變壓器一次側(cè)相電壓有效值U1 U1=kU2 5）變壓器一次側(cè)相電流有效值I1 I1= Id / k = I2 / k 6）變壓器一次側(cè)視在功率S1 S1=U1I1= kU2I2/ k = U2 I2= S2 =1.11 Pd 7）變壓器設(shè)計(jì)功率SB SB= （S1+S2）/2=1.11 Pd,三、反電勢負(fù)載,1 純反電勢負(fù)載（L=0） 蓄電池充電、直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載是反電勢負(fù)載。反電勢負(fù)載的特點(diǎn)是： 在|u2|E時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。,圖2-8所示，蓄電池充電，負(fù)載電感L=0，屬于純反電勢負(fù)載，輸出電流波形斷續(xù)，并且可以突變，具有電阻性負(fù)載的特點(diǎn)。,圖2-8 單相全控橋 反

25、電勢負(fù)載（L=0）,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 。,與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度停止導(dǎo)電， 稱為停止導(dǎo)電角。在a 角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。,電源電壓正半波，在控制角 處晶 閘管觸發(fā)導(dǎo)通，當(dāng) ud=E 時(shí)晶閘管關(guān)斷。,E = = =arcsin =sin-1 (227), 輸出電壓平均值 Ud=E + ( sint-E)d(t) (cos+cos)+ (+) (228),輸出電流平均值 Id= (cos+cos)+ (+- )(229) 輸出電流有效值 I=,1,1,sint-E,d(t),R,sint-E,d(t

26、),R,1,(,),2,1/2,（3）純反電勢負(fù)載的主要矛盾： 晶閘管導(dǎo)通角變小，輸出同樣的負(fù)載電流Id，電流峰值 大，波形系數(shù)增大，晶閘管容量增大。 晶閘管導(dǎo)通角變小，若為直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載，機(jī)械特性變軟 電流斷續(xù)，電流峰值大，換相電流大，容易產(chǎn)生火花。 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。,輸出電壓平均值 Ud=E + ( sint-E)d(t) = ( cos+E) (230),1, 時(shí) 此時(shí)，觸發(fā)脈沖到來時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。,觸發(fā)脈沖要有足夠的寬度，保證當(dāng)wt=d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。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為d。對脈沖寬度的

27、要求 。,2.反電勢負(fù)載串平波電抗器（L0，電感不足夠大）,圖2-9 直流電動(dòng)機(jī)串平波電抗器（L0，電感不足夠大）,圖2-9所示，直流電動(dòng)機(jī)串平波電抗器，電感不足夠大，輸出電壓ud不會(huì)出現(xiàn)負(fù)波形，輸出電流波形仍然斷續(xù)，但是電流不能突變，電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性變軟。,保證電流臨界連續(xù)的電感量L可由下式求出： L = =2. 8710-3 （H） (231) 式中，U2的單位為V；Idmin的單位為A；L的單位為H。Idmin=（510）Id。,如果電感足夠大，電流就能連續(xù)，與電感性負(fù)載分析相同。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。,單相全控橋式

28、整流電路接大電感負(fù)載如圖所示。 已知R=10，a=45，U2=100V，試回答： （1）計(jì)算輸出整流電壓Ud，輸出電流平均值Id； （2）計(jì)算晶閘管電流的有效值IV1; （3）按裕量系數(shù)2確定晶閘管的額定電流。 解：（1） (2) (3) 22.85=5.7(A) 選額定電流為10(A)的晶閘管。,2.1.3 單相橋式半控整流電路,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，從而簡化整個(gè)電路。如此即成為單相橋式半控整流電路。 共陰極是晶閘管，共陽極是二極管。輸出脈沖可以共用一個(gè)公共地線，只用三根信號(hào)線。 一、電阻性負(fù)載 單相半控橋式整流電路，如圖2-10所示。在電阻負(fù)

29、載時(shí)的工作情況與單相全控時(shí)完全一樣。,圖2-10 單相半控橋式整流電路（電阻性負(fù)載）,演示,單相半控橋式整流電路，如圖2-11所示,圖2-11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VD3續(xù)流，ud為零。 在u2負(fù)半周觸發(fā)角a時(shí)刻觸發(fā)VT2，VT2導(dǎo)通，u2經(jīng)VT2和VD3向負(fù)載供電。 u2過零變正時(shí)，VD4導(dǎo)通，VD3關(guān)斷。VT2和VD4續(xù)流，ud又為零。,二、電感性負(fù)載,演示,圖2-11 單相半控橋式整流電路 （電感性負(fù)載）下頁演示,失控狀態(tài)：單相半控橋式

30、整流電路（電感性負(fù)載）,當(dāng)脈沖突然消失或控制角突然增大到1800，會(huì)出現(xiàn)一只晶閘管不關(guān)斷，另兩只二極管輪流導(dǎo)通，這使ud成為正弦半波，其平均值保持恒定，這種現(xiàn)象稱為失控。 為了防止失控，負(fù)載兩端應(yīng)并聯(lián)續(xù)流二極管。 另外 ，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。,失控現(xiàn)象演示,1）晶閘管的電流平均值IdT與有效值IT IdT = (156) IT = Id (157),2）續(xù)流管的電流平均值IdD與有效值ID IdD = (158) ID = Id (159),其它形式的單相半控橋式整流電路參見表1-3?？梢圆捎镁чl管串聯(lián)的接法，此時(shí)可以不用續(xù)流二極管，也可以采用晶閘管共陽極的接法，

31、但是，脈沖變壓器的絕緣耐壓要求提高，因?yàn)樽儔浩鞫蝹?cè)引入了電源電壓。還可以采用一只晶閘管的接法，此時(shí)應(yīng)注意，維持電流太小，會(huì)出現(xiàn)失控問題。 例如晶閘管在同一橋臂的單相半控整流電路及其L足夠大時(shí)的工作波形如下：,參數(shù)計(jì)算,晶閘管在同一橋臂的單相半控整流電路及其L足夠大時(shí)的工作波形,例：單相橋式半控整流電路，由220V經(jīng)變壓器供電，負(fù)載為大電感，并接有續(xù)流二極管，要求輸出整流電壓2080V連續(xù)可調(diào)，最大負(fù)載電流為20A，最小控制角30試回答：(1) 畫出ud、iv11波形（30時(shí)） (2)計(jì)算SCR電流有效值 (3) 計(jì)算整流二極管的電流平均值 解：(1) (2) (3),2.1.4 單相雙半波可控整流電路,單相雙半波可控整流電路，又叫單相全波可控整流電路，變壓器二次側(cè)有中心抽頭，不存在直流磁化，與單相全控橋式整流電路相比，具有相同的負(fù)載特點(diǎn)和計(jì)算結(jié)果。,一、電阻性負(fù)載 如圖2-13所示。晶閘管承受的最大正向電壓為 ， 最大反向電壓為2 。,圖2-13單相雙半波可控整流電路（電阻性負(fù)載）下頁演示,演示,二、電感性負(fù)載 如圖2-14所示。由于感應(yīng)電勢的影