第 單相可控整流電路PPT課件

1、1圖 2.1 單相半波可控整流電路及波形第2頁/共50頁第1頁/共50頁22.參數(shù)計算（1）直流平均電壓 Ud 和直流側(cè)電壓有效值 U 的計算。輸出直流平均電壓 Ud 是 ud 在一個周期內(nèi)的平均值。第3頁/共50頁第2頁/共50頁3有效值為（2）直流回路電流平均值 Id，有效值 I和波形系數(shù) Kf第4頁/共50頁第3頁/共50頁4（3）整流電路的功率因數(shù) cos第5頁/共50頁第4頁/共50頁5根據(jù)（2.1）、（2.5）、（2.6），可見 Ud/U2、Id/I2 及 cos均與 角有關(guān)，可作出三條曲線如圖 2.2所示，其數(shù)值列在表 2.1中。第6頁/共50頁第5頁/共50頁6二、電感性負(fù)載與

2、續(xù)流二極管二、電感性負(fù)載與續(xù)流二極管同步電機的勵磁繞組，串接平波電抗器的負(fù)載等，都是電感性負(fù)載。這種電路工作情況與電阻性負(fù)載時差異很大。為便于分析，將電感 L和電阻 R 分開，如圖 2.3（a）所示。第7頁/共50頁第6頁/共50頁7圖 2.3 單相半波電感負(fù)載電路及波形圖第8頁/共50頁第7頁/共50頁8在 u2 正半周 t1= 時，觸發(fā)晶閘管 VT，在負(fù)載兩端就會立即出現(xiàn)脈動直流電壓 ud。回路電壓瞬時值方程為第9頁/共50頁第8頁/共50頁9晶閘管在 t1= 時觸發(fā)導(dǎo)通，在 t2= + （ 為導(dǎo)通角）時關(guān)斷，負(fù)載兩端電壓平均值由下式?jīng)Q定第10頁/共50頁第9頁/共50頁10圖 2.4 當(dāng)

3、 LR 時不同 時的電流波形第11頁/共50頁第10頁/共50頁11圖 2.5 電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時的電流電壓波形第12頁/共50頁第11頁/共50頁12在一個周期中，晶閘管的導(dǎo)通角 V= -，續(xù)流二極管的導(dǎo)通角VD= +，流過晶閘管和二極管的電流 IdV和 IdVD分別為第13頁/共50頁第12頁/共50頁13流過晶閘管和二極管電流有效值分別為第14頁/共50頁第13頁/共50頁14整流電路中接大電感負(fù)載時，觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，以防止管子觸發(fā)導(dǎo)通時，由于電感的存在，陽極電流上升速度較慢，以致還沒有上升到擎住電流時，觸發(fā)脈沖消失而造成晶閘管恢復(fù)阻斷。第15頁/共50頁第14頁/共50頁

4、15單相全波可控整流電路單相全波可控整流電路單相半波可控整流電路線路簡單，只有 1只晶閘管，調(diào)整方便。但在電阻負(fù)載時，電流脈動大，波形系數(shù)大，交流回路中有直流流過，造成變壓器鐵心直流磁化，容量不能充分利用。若要使變壓器鐵心不飽和，必須增大鐵心截面，所以設(shè)備容量大。第16頁/共50頁第15頁/共50頁16一、變壓器帶中心抽頭的單相全波可控整流電路一、變壓器帶中心抽頭的單相全波可控整流電路這種電路又稱雙半波可控整流電路，如圖 2.6（a）所示。1.電阻性負(fù)載輸出直流電壓平均值和有效值計算公式為第17頁/共50頁第16頁/共50頁17圖 2.6 單相雙半波可控整流電路及波形第18頁/共50頁第17頁

5、/共50頁18負(fù)載電流平均值負(fù)載電流有效值第19頁/共50頁第18頁/共50頁19負(fù)載電流波形系數(shù)第20頁/共50頁第19頁/共50頁20上式說明，全波整流負(fù)載電流的波形系數(shù)比半波整流時小。在同樣 Id 時，全波時的有效電流為半波時的 0.707倍，因此連接導(dǎo)線截面，負(fù)載電阻的功耗都可相應(yīng)減小。第21頁/共50頁第20頁/共50頁21電路的功率因數(shù)流過晶閘管的平均電流第22頁/共50頁第21頁/共50頁22流過晶閘管的電流有效值為第23頁/共50頁第22頁/共50頁232.電感性負(fù)載全波可控整流電路帶電感性負(fù)載時工作情況與單相半波有很大不同。如前分析，單相半波可控整流電路帶大電感負(fù)載時，如果沒

6、有續(xù)流二極管，不論控制角 如何變化，負(fù)載上的直流電壓總是很小。全波電路只要在 90時，ud 則為斷續(xù)的波形，每只晶閘管的導(dǎo)通角 2 -2，id 是斷續(xù)且幅值很小的脈動波。輸出直流電壓 Ud0。第26頁/共50頁第25頁/共50頁26在一個周期中每只晶閘管導(dǎo)通角 V= - ，續(xù)流二極管導(dǎo)通角 VD=2，因此可計算晶閘管電流平均值晶閘管電流有效值續(xù)流管電流平均值第27頁/共50頁第26頁/共50頁27續(xù)流管電流有效值全波可控整流電路輸出電壓脈動比單相半波小，變壓器中兩個次級繞組的直流安匝互相抵消，不會引起直流磁化。但這種線路要求有帶中心抽頭的變壓器，它的次級繞組每周期只工作半個周期，利用率較低，所

7、用晶閘管正反向耐壓要求較高，故只適用于較小容量的場合。第28頁/共50頁第27頁/共50頁28圖 2.8 雙半波電感性負(fù)載接續(xù)流管時電壓電流波形第29頁/共50頁第28頁/共50頁29 單相全控橋式整流電路單相全控橋式整流電路1.電阻性負(fù)載電路如圖 2.9（a）所示，4只晶閘管接成橋式電路。當(dāng)電源電壓 u2 為正半周時（ a為正，b為負(fù)），在控制角為 時刻同時觸發(fā) VT1 和 VT4，VT1 和 VT4 即導(dǎo)通，這時電流回路為aVT1RVT4b。第30頁/共50頁第29頁/共50頁30圖 2.9 單相全控橋整流電路電阻負(fù)載時的電路及波形第31頁/共50頁第30頁/共50頁31圖 2.10 單相

8、全控橋大電感負(fù)載時電路及波形第32頁/共50頁第31頁/共50頁322.電感性負(fù)載接線如圖 2.10（a）所示。當(dāng)電感足夠大時，電流連續(xù)，其波形為一水平線。ud 波形與雙半波電路一樣，分析如下：第33頁/共50頁第32頁/共50頁33其電壓，電流和元件承受的電壓等波形如圖 2.10所示。整流電壓平均值為第34頁/共50頁第33頁/共50頁343.反電勢負(fù)載蓄電池、直流電動機等負(fù)載，它們都是一種反電勢性質(zhì)的負(fù)載。如圖 2.11（a）所示。圖 2.11 單相全控橋接反電勢負(fù)載時電路及波形第35頁/共50頁第34頁/共50頁35若已確定交流電源電壓最大值 和反電勢E 值，則停止導(dǎo)電角 的大小可以求出

9、輸出平均電流 Id 為第36頁/共50頁第35頁/共50頁36當(dāng)控制角 時，由于觸發(fā)脈沖出現(xiàn)時 u2 時第37頁/共50頁第36頁/共50頁37 單相半控橋式整流電路單相半控橋式整流電路在單相全控橋式整流電路中把其中兩個晶閘管換成二極管就組成了半控橋式整流電路。與全控橋比較，因為減少了晶閘管，控制簡單，廣泛用于小容量電阻性負(fù)載的場合。第38頁/共50頁第37頁/共50頁38一、電阻性負(fù)載一、電阻性負(fù)載電路如圖 2.12（a）所示。晶閘管 VT1，VT2 的陰極接在一起稱為共陰極連接。即使當(dāng) ug1、ug2同時觸發(fā)兩管時，也只能是陽極電位高的管子導(dǎo)通，另一只管子承受反壓阻斷。硅整流二極管 VD3

10、，VD4 共陽極連接，總是陰極電位最低的管子導(dǎo)通，另一只管子承受反壓阻斷。第39頁/共50頁第38頁/共50頁39圖 2.12 單相半控橋整流電路電阻負(fù)載時電路及波形第40頁/共50頁第39頁/共50頁40二、大電感負(fù)載二、大電感負(fù)載電路及各處電壓電流波形如圖 2.13所示。當(dāng)在 u2 正半周控制角 時，觸發(fā)晶閘管 VT1 導(dǎo)通，id 經(jīng) VT1、VD4 流通。到 u2 下降到零開始變負(fù)時，由于 L自感電勢的作用，維持 VT1 繼續(xù)導(dǎo)通。但此時 1點電位比 2點低，二極管 VD3，VD4 為共陽極連接，轉(zhuǎn)為 VD3 導(dǎo)通，VD4 關(guān)斷。此時負(fù)載電流 id 經(jīng) VT1、VD3 構(gòu)成的回路續(xù)流，輸

11、出電壓為這兩個管子的正向壓降，接近于 0。第41頁/共50頁第40頁/共50頁41當(dāng) u2負(fù)半周在相同 時觸發(fā) VT2 管，由于 2點電位高于 1點，換流使 VT2 導(dǎo)通，VT1 關(guān)斷，電流經(jīng) VT2、VD3 流通。在 u2 從負(fù)過零變正時，同樣由于 VT2、VD4 的續(xù)流作用，輸出電壓為零。電路工作特點是晶閘管在觸發(fā)時換流，二極管則在電源電壓過零時換流。第42頁/共50頁第41頁/共50頁42圖 2.13 單相半控橋大電感負(fù)載時電路及波形第43頁/共50頁第42頁/共50頁43圖 2.14 單相半控橋大電感負(fù)載接續(xù)流管時電路及波形第44頁/共50頁第43頁/共50頁44表 2.2 常用單相可

12、控整流電路的參數(shù)第45頁/共50頁第44頁/共50頁45表 2.2 常用單相可控整流電路的參數(shù)第46頁/共50頁第45頁/共50頁46習(xí)題及思考題2.1 單相半波可控整流電路中，如晶閘管（1）不加觸發(fā)脈沖，（2）內(nèi)部短路，（3）內(nèi)部斷路，試分析元件兩端與負(fù)載電壓的波形。2.2 某單相可控整流電路給電阻性負(fù)載和給反電勢性蓄電池充電，在流過負(fù)載電流平均值相同的條件下，哪一種負(fù)載的晶閘管額定電流應(yīng)選大一點？為什么？第47頁/共50頁第46頁/共50頁472.3 某一電阻性負(fù)載，R =1 ，要求直流電壓在 0 耀 45 V 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，如果用 220 V交流電網(wǎng)直接供電，或者用降壓變壓器，其二次電壓為 100 V 供電，都采用單相半波可控整流電路，試比較兩種方案對晶閘管的定額、導(dǎo)通角、裝置的功率因數(shù)以及電源要求的容量。第48頁/共50頁第47頁/共50頁482.4 單相雙半波可控整流電路，大電感負(fù)載，接有續(xù)流二極管，U2=220 V，R =10