單相橋式全控整流電路ppt課件

1、1/131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,a),帶電阻負(fù)載的工作情況 電路分析 閘管VT1和VT4組成一對(duì)橋臂，VT2 和VT3組成另一對(duì)橋臂。 在u2正半周（即a點(diǎn)電位高于b點(diǎn)電位） 若4個(gè)晶閘管均不導(dǎo)通，id=0,ud=0, VT1、VT4串聯(lián)承受電壓u2。 在觸發(fā)角處給VT1和VT4加觸發(fā) 脈沖，VT1和VT4即導(dǎo)通，電流從電源a端經(jīng)VT1、R、VT4流回電源b端。 當(dāng)u2過(guò)零時(shí)，流經(jīng)晶閘管的電流也降到零，VT1和VT4關(guān)斷。 在u2負(fù)半周，仍在觸發(fā)角處觸發(fā)VT2和VT3，VT2和VT3導(dǎo)通，電流從電源b端流出，經(jīng)VT3、R、VT2流回電源a端。 到u2過(guò)零時(shí)，電流又降為零，VT2和

2、VT3關(guān)斷。,VT2和VT3的=0處為t=,1,2/131,基本數(shù)量關(guān)系 晶閘管承受的最大正向電壓和反向電壓分別為 和 。 整流電壓平均值為： =0時(shí)，Ud= Ud0=0.9U2。=180時(shí)，Ud=0。可見(jiàn)，角的移相范圍為180。 向負(fù)載輸出的直流電流平均值為：,3.1.2 單相橋式全控整流電路,(3-9),(3-10),2,3/131,流過(guò)晶閘管的電流平均值 ： 流過(guò)晶閘管的電流有效值為： 變壓器二次側(cè)電流有效值I2與輸出直流電流有效值I相等，為 由式（3-12）和（3-13）可見(jiàn)： 不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量為S=U2I2。,3.1.2 單相橋式全控整流電路,(3-11),(3

3、-12),(3-13),(3-14),3,4/131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,圖3-6 單相橋式全控整流電流帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形,帶阻感負(fù)載的工作情況 電路分析 在u2正半周期 觸發(fā)角處給晶閘管VT1和VT4加觸發(fā)脈沖使其開(kāi)通，ud=u2。 負(fù)載電感很大，id不能突變且波形近似為一條水平線。 u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過(guò)電流id，并不關(guān)斷。 t=+時(shí)刻，觸發(fā)VT2和VT3，VT2和VT3導(dǎo)通，u2通過(guò)VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過(guò)VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過(guò)程稱(chēng)為換相，亦稱(chēng)換流。,4,5/

4、131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,基本數(shù)量關(guān)系 整流電壓平均值為： 當(dāng)=0時(shí)，Ud0=0.9U2。=90時(shí)，Ud=0。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)通角與無(wú)關(guān)，均為180，其電流平均值和有效值分別為： 和 。 變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180的矩形波，其相位由角決定，有效值I2=Id。,(3-15),5,6/131,帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況 當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動(dòng)機(jī)的電樞（忽略其中的電感）等時(shí)，負(fù)載可看成一個(gè)直流電壓源，對(duì)于整流電路，它們就是反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載。 電路分析 |u2|E時(shí)，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。 晶閘管導(dǎo)通之后，u

5、d=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(chēng)為停止導(dǎo)電角。 當(dāng)時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。,3.1.2 單相橋式全控整流電路,圖3-7 單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形,(3-16),6,7/131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)t=時(shí)刻有晶閘管開(kāi)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。 在角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí) 電流斷續(xù) id波形在一周期內(nèi)有部分時(shí)間為0的情況，稱(chēng)為電流斷續(xù)。 負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電

6、流斷續(xù)，則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將很軟。,7,8/131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,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。 電感量足夠大使電流連續(xù)，晶 閘管每次導(dǎo)通180，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。 為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出：,圖3-8 單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況,(3-17),8,9/131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,例：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，U2=100V，負(fù)載中R=2，L值極大，反電勢(shì)E=60V，當(dāng)=30時(shí)，要求： 作出u

7、d、id和i2的波形； 求整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2； 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。 解：ud、id和i2的波形如圖3-9：,圖3-9 ud、id和i2的波形圖,9,10/131,3.1.2 單相橋式全控整流電路,整流輸出平均電壓Ud、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為 Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97(A) Id (UdE)/R(77.9760)/29(A) I2Id9(A) 晶閘管承受的最大反向電壓為： U2100 141.4（V） 流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流的有效值為： IVTId 6.36（A） 故晶閘管的額定

8、電壓為： UN(23)141.4283424（V） 晶閘管的額定電流為： IN(1.52)6.361.5768（A） 晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。,10,11/131,3.1.3 單相全波可控整流電路,圖3-10 單相全波可控整流電路及波形,帶電阻負(fù)載時(shí) 電路分析 變壓器T帶中心抽頭。 在u2正半周，VT1工作，變壓器二次繞組上半部分流過(guò)電流。 u2負(fù)半周，VT2工作，變壓器二次繞組下半部分流過(guò)反方向的 電流。 變壓器也不存在直流磁化的問(wèn)題。,11,12/131,3.1.3 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