第 单相可控整流电路.pptx

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1、1图 2.1 单相半波可控整流电路及波形第2页/共50页第1页/共50页22.参数计算（1）直流平均电压 Ud 和直流侧电压有效值 U 的计算。输出直流平均电压 Ud 是 ud 在一个周期内的平均值。第3页/共50页第2页/共50页3有效值为（2）直流回路电流平均值 Id，有效值 I和波形系数 Kf第4页/共50页第3页/共50页4（3）整流电路的功率因数 cos第5页/共50页第4页/共50页5根据（2.1）、（2.5）、（2.6），可见 Ud/U2、Id/I2 及 cos均与 角有关，可作出三条曲线如图 2.2所示，其数值列在表 2.1中。第6页/共50页第5页/共50页6二、电感性负载与

2、续流二极管二、电感性负载与续流二极管同步电机的励磁绕组，串接平波电抗器的负载等，都是电感性负载。这种电路工作情况与电阻性负载时差异很大。为便于分析，将电感 L和电阻 R 分开，如图 2.3（a）所示。第7页/共50页第6页/共50页7图 2.3 单相半波电感负载电路及波形图第8页/共50页第7页/共50页8在 u2 正半周 t1=时，触发晶闸管 VT，在负载两端就会立即出现脉动直流电压 ud。回路电压瞬时值方程为第9页/共50页第8页/共50页9晶闸管在 t1=时触发导通，在 t2=+（为导通角）时关断，负载两端电压平均值由下式决定第10页/共50页第9页/共50页10图 2.4 当 LR 时

3、不同 时的电流波形第11页/共50页第10页/共50页11图 2.5 电感性负载接续流二极管时的电流电压波形第12页/共50页第11页/共50页12在一个周期中，晶闸管的导通角 V=-，续流二极管的导通角VD=+，流过晶闸管和二极管的电流 IdV和 IdVD分别为第13页/共50页第12页/共50页13流过晶闸管和二极管电流有效值分别为第14页/共50页第13页/共50页14整流电路中接大电感负载时，触发脉冲要有一定的宽度，以防止管子触发导通时，由于电感的存在，阳极电流上升速度较慢，以致还没有上升到擎住电流时，触发脉冲消失而造成晶闸管恢复阻断。第15页/共50页第14页/共50页15单相全波可

4、控整流电路单相全波可控整流电路单相半波可控整流电路线路简单，只有 1只晶闸管，调整方便。但在电阻负载时，电流脉动大，波形系数大，交流回路中有直流流过，造成变压器铁心直流磁化，容量不能充分利用。若要使变压器铁心不饱和，必须增大铁心截面，所以设备容量大。第16页/共50页第15页/共50页16一、变压器带中心抽头的单相全波可控整流电路一、变压器带中心抽头的单相全波可控整流电路这种电路又称双半波可控整流电路，如图 2.6（a）所示。1.电阻性负载输出直流电压平均值和有效值计算公式为第17页/共50页第16页/共50页17图 2.6 单相双半波可控整流电路及波形第18页/共50页第17页/共50页18

5、负载电流平均值负载电流有效值第19页/共50页第18页/共50页19负载电流波形系数第20页/共50页第19页/共50页20上式说明，全波整流负载电流的波形系数比半波整流时小。在同样 Id 时，全波时的有效电流为半波时的 0.707倍，因此连接导线截面，负载电阻的功耗都可相应减小。第21页/共50页第20页/共50页21电路的功率因数流过晶闸管的平均电流第22页/共50页第21页/共50页22流过晶闸管的电流有效值为第23页/共50页第22页/共50页232.电感性负载全波可控整流电路带电感性负载时工作情况与单相半波有很大不同。如前分析，单相半波可控整流电路带大电感负载时，如果没有续流二极管，

6、不论控制角 如何变化，负载上的直流电压总是很小。全波电路只要在 90时，ud 则为断续的波形，每只晶闸管的导通角 2-2，id 是断续且幅值很小的脉动波。输出直流电压 Ud0。第26页/共50页第25页/共50页26在一个周期中每只晶闸管导通角 V=-，续流二极管导通角 VD=2，因此可计算晶闸管电流平均值晶闸管电流有效值续流管电流平均值第27页/共50页第26页/共50页27续流管电流有效值全波可控整流电路输出电压脉动比单相半波小，变压器中两个次级绕组的直流安匝互相抵消，不会引起直流磁化。但这种线路要求有带中心抽头的变压器，它的次级绕组每周期只工作半个周期，利用率较低，所用晶闸管正反向耐压要

7、求较高，故只适用于较小容量的场合。第28页/共50页第27页/共50页28图 2.8 双半波电感性负载接续流管时电压电流波形第29页/共50页第28页/共50页29 单相全控桥式整流电路单相全控桥式整流电路1.电阻性负载电路如图 2.9（a）所示，4只晶闸管接成桥式电路。当电源电压 u2 为正半周时（a为正，b为负），在控制角为 时刻同时触发 VT1 和 VT4，VT1 和 VT4 即导通，这时电流回路为aVT1RVT4b。第30页/共50页第29页/共50页30图 2.9 单相全控桥整流电路电阻负载时的电路及波形第31页/共50页第30页/共50页31图 2.10 单相全控桥大电感负载时电路

8、及波形第32页/共50页第31页/共50页322.电感性负载接线如图 2.10（a）所示。当电感足够大时，电流连续，其波形为一水平线。ud 波形与双半波电路一样，分析如下：第33页/共50页第32页/共50页33其电压，电流和元件承受的电压等波形如图 2.10所示。整流电压平均值为第34页/共50页第33页/共50页343.反电势负载蓄电池、直流电动机等负载，它们都是一种反电势性质的负载。如图 2.11（a）所示。图 2.11 单相全控桥接反电势负载时电路及波形第35页/共50页第34页/共50页35若已确定交流电源电压最大值 和反电势E 值，则停止导电角 的大小可以求出输出平均电流 Id 为

9、第36页/共50页第35页/共50页36当控制角 时，由于触发脉冲出现时 u2 时第37页/共50页第36页/共50页37 单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路在单相全控桥式整流电路中把其中两个晶闸管换成二极管就组成了半控桥式整流电路。与全控桥比较，因为减少了晶闸管，控制简单，广泛用于小容量电阻性负载的场合。第38页/共50页第37页/共50页38一、电阻性负载一、电阻性负载电路如图 2.12（a）所示。晶闸管 VT1，VT2 的阴极接在一起称为共阴极连接。即使当 ug1、ug2同时触发两管时，也只能是阳极电位高的管子导通，另一只管子承受反压阻断。硅整流二极管 VD3，VD4 共阳极连接，

10、总是阴极电位最低的管子导通，另一只管子承受反压阻断。第39页/共50页第38页/共50页39图 2.12 单相半控桥整流电路电阻负载时电路及波形第40页/共50页第39页/共50页40二、大电感负载二、大电感负载电路及各处电压电流波形如图 2.13所示。当在 u2 正半周控制角 时，触发晶闸管 VT1 导通，id 经 VT1、VD4 流通。到 u2 下降到零开始变负时，由于 L自感电势的作用，维持 VT1 继续导通。但此时 1点电位比 2点低，二极管 VD3，VD4 为共阳极连接，转为 VD3 导通，VD4 关断。此时负载电流 id 经 VT1、VD3 构成的回路续流，输出电压为这两个管子的正

11、向压降，接近于 0。第41页/共50页第40页/共50页41当 u2负半周在相同 时触发 VT2 管，由于 2点电位高于 1点，换流使 VT2 导通，VT1 关断，电流经 VT2、VD3 流通。在 u2 从负过零变正时，同样由于 VT2、VD4 的续流作用，输出电压为零。电路工作特点是晶闸管在触发时换流，二极管则在电源电压过零时换流。第42页/共50页第41页/共50页42图 2.13 单相半控桥大电感负载时电路及波形第43页/共50页第42页/共50页43图 2.14 单相半控桥大电感负载接续流管时电路及波形第44页/共50页第43页/共50页44表 2.2 常用单相可控整流电路的参数第45

12、页/共50页第44页/共50页45表 2.2 常用单相可控整流电路的参数第46页/共50页第45页/共50页46习题及思考题2.1 单相半波可控整流电路中，如晶闸管（1）不加触发脉冲，（2）内部短路，（3）内部断路，试分析元件两端与负载电压的波形。2.2 某单相可控整流电路给电阻性负载和给反电势性蓄电池充电，在流过负载电流平均值相同的条件下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选大一点？为什么？第47页/共50页第46页/共50页472.3 某一电阻性负载，R=1，要求直流电压在 0 耀 45 V 范围内连续可调，如果用 220 V交流电网直接供电，或者用降压变压器，其二次电压为 100 V 供电，都

13、采用单相半波可控整流电路，试比较两种方案对晶闸管的定额、导通角、装置的功率因数以及电源要求的容量。第48页/共50页第47页/共50页482.4 单相双半波可控整流电路，大电感负载，接有续流二极管，U2=220 V，R=10。当=30时，求直流平均电压 Ud 和负载电流 Id 及流过晶闸管和续流管的平均值和有效值，若考虑 2倍裕量，试选择元件定额和型号规格。第49页/共50页第48页/共50页492.5 试画出图 2.15所示整流电路的整流电压 ud，晶闸管、二极管和整流变压器一次绕组电流的波形，推导求输出平均电压 Ud 的计算公式。第50页/共50页第49页/共50页50感谢您的观看！第50页/共50页