第2章 整流電路.ppt

1、第2章 整流電路,一、單相半波可控整流電路,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。 電阻負(fù)載的特點(diǎn)：電壓與電流成正比，兩者波形相同。,第一節(jié) 單相可控整流電路,基本數(shù)量關(guān)系,首先，引入兩個重要的基本概念： 觸發(fā)延遲角： 從晶閘管開始承受正向陽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。 導(dǎo)通角： 晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度，用表示 。,直流輸出電壓平均值為,VT的a 移相范圍為180 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。,一、單相半波可控整流電路,2) 帶阻感負(fù)載的工作情況,阻感負(fù)載的特點(diǎn)：電

2、感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。,討論負(fù)載阻抗角j、觸發(fā)角a、晶閘管導(dǎo)通角的關(guān)系。,帶阻感負(fù)載的 單相半波電路及其波形,一、單相半波可控整流電路,續(xù)流二極管,單相半波帶阻感負(fù)載 有續(xù)流二極管的電路及波形,當(dāng)u2過零變負(fù)時，VDR導(dǎo)通，ud為零，VT承受反壓關(guān)斷。 L儲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。,數(shù)量關(guān)系(id近似恒為Id）,一、單相半波可控整流電路,平均值,平均值,有效值,有效值,一、單相半波可控整流電路,VT的a 移相范圍為180。 簡單，但輸出脈動大，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。 實際上很少應(yīng)用此種

3、電路。 分析該電路的主要目的建立起整流電路的基本概念。,單相半波可控整流電路的特點(diǎn),二、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過零時關(guān)斷。 VT2和VT3組成另一對橋臂，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過零時關(guān)斷。,電路結(jié)構(gòu),數(shù)量關(guān)系,a 角的移相范圍為180。,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：,二、單相橋式全控整流電路,數(shù)量關(guān)系,流過晶閘管的電流有效值：,變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等：,由

4、上面兩個式子得：,二、單相橋式全控整流電路,2）帶阻感負(fù)載的工作情況,單相全控橋帶 阻感負(fù)載時的電路及波形,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。 u2過零變負(fù)時，晶閘管VT1和VT4并不關(guān)斷。 至t=+a 時刻，晶閘管VT1和VT4關(guān)斷，VT2和VT3兩管導(dǎo)通。 VT2和VT3導(dǎo)通后，VT1和VT4承受反壓關(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。,二、單相橋式全控整流電路,數(shù)量關(guān)系,晶閘管移相范圍為90。,晶閘管導(dǎo)通角與a無關(guān)，均為180。電流的平均值和有效值：,變壓器二次側(cè)電流i2的波形為

5、正負(fù)各180的矩形波，其相位由a角決定，有效值I2=Id。,晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。,二、單相橋式全控整流電路,3） 帶反電動勢負(fù)載時的工作情況,單相橋式全控整流電路接反電動勢電阻負(fù)載時的電路及波形,在|u2|E時，才有晶閘管承 受正電壓，有導(dǎo)通的可能。,在a 角相同時，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時大。,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)載時相比，晶閘管提前了電角度停止導(dǎo)電， 稱為停止導(dǎo)電角，,二、單相橋式全控整流電路,數(shù)量關(guān)系：,二、單相橋式全控整流電路,當(dāng) d時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。,單相

6、橋式全控整流電路接反電動勢電阻負(fù)載時的波形,電流斷續(xù),觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)wt=d時刻有晶閘管開始承受正電壓時，觸發(fā)脈沖仍然存在。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為d。,如圖b所示id波形所示：,電流連續(xù),二、單相橋式全控整流電路,Ia=（U-E反）/Ra =（U-Cen）/Ra n = （ U- Ia Ra ） /Ce,單相橋式全控整流電路接反電動勢電阻負(fù)載時的波形,u,b),i,d,O,E,d,w,t,I,d,O,w,t,q,d,二、單相橋式全控整流電路,負(fù)載為直流電動機(jī)時，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)，則電動機(jī) 的機(jī)械特性將很軟 。,I,d,為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個平波電抗器

7、。,這時整流電壓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)時的波形相同，ud的計算公式也一樣。 為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出：,二、單相橋式全控整流電路,單相全波可控整流電路（又稱單相雙半波可控整流電路）。,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。 變壓器不存在直流磁化的問題。,圖2-9 單相全波可控整流電路及波形,三、單相全波可控整流電路,單相全波與單相全控橋的區(qū)別：,單相全波中變壓器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材料的消耗多。 單相全波只用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，相應(yīng)地，門極驅(qū)動電路也少2個；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的2倍。 單相全波導(dǎo)電回路只含

8、1個晶閘管，比單相橋少1個，因而管壓降也少1個。,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合應(yīng)用。,三、單相全波可控整流電路,四、單相橋式半控整流電路,電路結(jié)構(gòu) 單相全控橋中，每個導(dǎo)電回路中有2個晶閘管，1個晶閘管可以用二極管代替，從而簡化整個電路。 如此即成為單相橋式半控整流電路。,電阻負(fù)載 半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時的工作情況相同。,單相橋式半控整流電路，阻感負(fù)載時的電路,四、單相橋式半控整流電路,單相半控橋帶阻感負(fù)載的情況,單相橋式半控整流電路，阻感負(fù)載時的電路及波形,u,2,O,w,t,O,w,t,O,w,t,u,d,i,d,i,2,b),O,w,t,O,w,t,u,V

9、T,1,4,O,w,t,O,w,t,I,d,I,d,I,d,I,d,I,d,i,VT,2,i,VT,1,單相半控橋帶阻感負(fù)載的情況,在u2正半周，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。 u2過零變負(fù)時，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。 在u2負(fù)半周觸發(fā)角a時刻觸發(fā)VT2，VT2導(dǎo)通，u2經(jīng)VT2和VD3向負(fù)載供電。 u2過零變正時，VD4導(dǎo)通，VD3關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。,四、單相橋式半控整流電路,缺陷：觸發(fā)脈沖丟失時，會導(dǎo)致導(dǎo)通管子一直導(dǎo)通，變成半波整流,單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時的電路及波形,續(xù)流二極管的作用,避免可能發(fā)生的失控現(xiàn)象。 若無續(xù)流二極管，則當(dāng)a 突然增大至180或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(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。 有