第一节单相桥式整流电路培训课程课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,第一节单相桥式整流电路,第一节单相桥式整流电路,1,优选第一节单相桥式整流电路,优选第一节单相桥式整流电路,2,单相全桥整流电路,单相半波整流电路,纯阻性负载工作情况,阻感性负载工作情况,带续流二极管的阻感性负载工作情况,单相全桥整流电路,纯阻性负载工作情况,单相全桥整流电路单相半波整流电路,3,单相桥式可控整流电路,一,.,单相桥式全控整流电路,（一）电阻性负载,假设,:,SCR,为理想开关,u2=U2msint,单相桥式可控整流电路一.单相桥式全控整流电路,4,工作原理无触发,0,，,u20时T1T4承受正向,电压,若无门极触发信号:,T1T4正向阻断；,承受电压为u2/2;,T2T3承受反向电压,反向阻断；,承受电压为u2/2,id=0,ud=0；,工作原理无触发0，u20时T1T4承受正向,5,工作原理有触发,，,t=时，给T1T4同时加触发信号,T1 T4导通,iT1=iT4=id=i2,ud=u2，,uT1=uT4=0,id=ud/R=u2/R,T2 T3反向阻断,承受电压u2,工作原理有触发，t=时，给T1T4同时加触发信,6,工作原理无触发,，,t=时，,iT1=iT4=id=0,T1 T4关断,t+时，,u2 R）,在第二个周期，此时工作模态同前,晶闸管导通角与a无关，均为180,当t=，u2=0时，,感性负载全桥可控整流电路计算,半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。,L较小较大时，L储能,VT3和VD4续流，ud又为零。,（给T1T4同时加触发信号）,负载由阻性负载和反电势组成,t=时，给T1T4同时加触发信号,id仍0，T1T4继续导通,感性负载全桥可控整流电路计算,负载电阻上电压有效值U,在 u2 负半周触发 角 a 时刻触发 VT3，VT3 导通，向,电感量较小，控制角较大模态,负载由阻性负载和反电势组成,闸管持续导通从而导致失控的现象。,导通角大于阻性负载;,id=idmax，,电感量较小，控制角较大（电流断续）,R）,流的持续性，T1会一直导通！,SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。,单相桥式全控整流电路感性负载小结,半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。,SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。,单相全桥感性整流电路（LR）,至t=+a 时刻，给VT2和VT3加,变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形,改变角，可以改变输出电压电流波形和大小；,T2和VT3导通后，u2通过VT2和,id脉动幅度很小，近似为,不考虑变压器损耗时，变压器的容量为=U2,T2和VT3导通后，u2通过VT2和,工作原理有触发，2 ,单相全桥整流电路小结,T1T4,和,T2T3,两组,SCR,管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；,改变,角，可以改变输出电压电流波形和大小；,SCR,管可能承受的最大反向电压为,u2,电压峰值，最大正向电压为,u2,峰值的一半。,SCR,是否能触发导通的依据是电压正偏。,SCR,从导通变关断的依据是流过,SCR,的电流为零,(,或,AK,两端电压小于零,),。,单相全桥感性整流电路（LR）导通角大于阻性负载;,10,几个名词术语介绍,（1）控制角,从晶闸管承受正向电压时刻起到加触发脉冲为止这段时间所 对应的角度。,（2）导通角,SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。,（3）移相,改变触发脉冲出现的时刻（即改变控制角的小）。,移相控制,几个名词术语介绍（1）控制角,11,几个名词术语介绍,（,4,）移相范围,改变,角使输出整流电压平均值从最大值降到最小值，控制角,的变化范围即触发脉冲移相范围。,（,5,）同步,使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。,（,6,）换流（换相）,在可控整流电路中，从一路,SCR,导通变换为另一路,SCR,导通的过程。,几个名词术语介绍（4）移相范围,12,电感量较小，控制角较大时小结,负载由阻性负载和反电势组成,与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导电角。,负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软.,晶闸管移相范围为90。,当U2R）,为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保,单相桥式全控整流电路的计算1,电感量较小，控制角较大模态,假设负载电感很大，负载电流id连,感性负载全桥可控整流电路计算,SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。,单相桥式全控整流电路的计算,1,数量关系,负载输出电压的平均值为,向负载输出的平均电流值为,流过晶闸管的电流平均值只有,输出直流平均值的一半，即：,电感量较小，控制角较大时小结单相桥式全控整流电路的计算1数量,13,单相桥式全控整流电路的计算,流过晶闸管的电流有效值,变压器二次测电流有效值,I2,与输出直流电流,I,有效值相等：,又,单相桥式全控整流电路的计算流过晶闸管的电流有效值变压器二次测,14,单相桥式全控整流电路电阻性负载基本数量关系,负载电阻上电压有效值,U,U=I R,功率因数,cos,功率因数,cos=P/S=UI/U2=U/U2,不考虑变压器损耗时，变压器的容量为,=U2,单相桥式全控整流电路电阻性负载基本数量关系 负载电阻上电,15,基本数量关系,增大时,:,Ud/U2,I2/Id,Cos,基本数量关系 增大时:,16,单相全桥整流电路,单相半波整流电路,纯阻性负载工作情况,阻感性负载工作情况,带续流二极管的阻感性负载工作情况,单相全桥整流电路,纯阻性负载工作情况,阻感性负载工作情况,1.电感量较小，控制角较大（电流断续）,单相全桥整流电路单相半波整流电路,17,(,二,),电感性负载,uL=Ldid/dt,，电感,L,抑制电流变化,(二)电感性负载uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化,18,电感量较小，控制角较大模态,过程分析,t=时，,（给T1T4同时加触发信号）,T1 T4导通,id从0开始上升(uL0),L储能，ud=u2,电网供能量给R和L,电感量较小，控制角较大模态过程分析,19,电感量较小，控制角较大模态,当,u2,由峰值开始下降后，,ud,下降但,id,仍上升,L,吸收能量,直到,id,上升速率,0,，,id=idmax,，,此后,id,开始下降，,L,释放能量,电感量较小，控制角较大模态当u2由峰值开始下降后，,20,电感量较小，控制角较大模态,当t=，u2=0时，,id仍0，T1T4继续导通,电感感应电势维持电流,当t=t 1时，u2=0,L供能量给R，同时回馈给电网,id继续下降,直到0（L能量释放完,T1T4关断,t wt1（+）,四管均断态，id=0,ud=0,电感量较小，控制角较大模态当t=，u2=0时，,21,电感量较小，控制角较大模态,当,t=+,时类似,电感量较小，控制角较大模态当t=+时类似,22,电感量较小，控制角较大时小结,带,RL,负载后,ud,出现负值,;,id,变化滞后于,ud;,导通角,大于阻性负载,;,L,较小,较大时，,L,储能,较小，在,id,下降过程中不,足以维持,T1T4,导通至,T2T,触发导通时刻，导通角,R,）,id脉动幅度很小，近似为,一直流Id；,导通角=,波形,iT:矩形波(幅值 Id),i2:矩形波(正负幅值均为 Id),单相全桥感性整流电路（LR）id脉动幅度很小，近似,25,单相桥式全控整流电路感性负载小结,假设负载电感很大，负载电流,id,连,续且波形近似为一水平线。,2,过零变负时，由于电感的作用晶,闸管,VT1,和,VT4,中仍流过电流,id,，并,不关断。,至,t=+a,时刻，给,VT2,和,VT3,加,触发脉冲，因,VT2,和,VT3,本已承受正电压，故两管导通。,T2,和,VT3,导通后，,u2,通过,VT2,和,VT3,分别向,VT1,和,VT4,施加反压使,VT1,和,VT4,关断，流过,VT1,和,VT4,的,电流迅速转移到,VT2,和,VT3,上，此,过程称换相，亦称换流。,单相桥式全控整流电路感性负载小结假设负载电感很大，负载电流i,26,单相桥式全控整流电路（感性负载）,数量关系,晶闸管移相范围为,90,。,晶闸管承受的最大正反向电压均为,晶闸管导通角,与,a,无关，均为,180,变压器二次侧电流,i2,的波形为正负各,180,的矩形,波，其相位由,a,角决定，有效值,I2=Id,。,单相桥式全控整流电路（感性负载）数量关系晶闸管移相范围为90,27,反电势负载模态分析,负载由阻性负载和反电势组成,当,U20时T1T4承受正向,t=时，给T1T4同时加触发信号,有续流二极管VD时，续流过程由VD,当t=，u2=0时，,T2T3承受正压正向阻断；,SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。,当U2E时，T1和T4承受反向电压Ud=E,在 u2 负半周触发 角 a 时刻触发 VT3，VT3 导通，向,工作原理有触发，2 ,负载由阻性负载和反电势组成,tE,）,T2,和,T3,会承受正向电压而换流导通。,反电势负载模态分析在第二个周期，此时工作模态同前,31,反电势负载,角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。,当 时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。,为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。,反电势负载角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。,32,反电势负载数量关系,输出电压平均值,反电势负载数量关系输出电压平均值,33,反电势负载数量关系,晶闸管导通后的回路方程,输出电流平均值,Id,：,反电势负载数量关系晶闸管导通后的回路方程输出电流平均值Id：,34,单相桥式整流电路反电动势负载,负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软,.,为了克服此缺点，一般在主电路中直流输侧串联一个平波电抗器，用来减少电流的脉动和延长晶闸管导通的时间,这时整流电压,ud,的波形和负载电流,id,的波形与电感负载电流连续时的波形相同，,ud,的计算公式亦一样。,单相桥式整流电路反电动势负载负载为直流电动机时，如果出现电,35,(,二,),单相桥式半控整流电路,单相桥式半控整流电路,纯阻性负载工作情况,阻感性负载工作情况,(二)单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路,36,阻性负载单相桥式半控整流电路,半控电路与全控电,路在电阻负载时的,工作情况相同。,阻性负载单相桥式半控整流电路半控电路与全控电,37,感性负载半控整流工作模态,感性负载半控整流工作模态,38,感性负载半控整流工作模态,感性负载半控整流工作模态,39,当t=+时类似,id=0,ud=0；,t=时，给T1T4同时加触发信号,过零变正时，VD4导通，VD3关断。,触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。,t=时，给T1T4同时加触发信号,单相半控桥带阻感负载的小结,电流迅速转移到VT2和VT3上，此,i T2=i T3=i d=i 2,半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。,完成，晶闸管关断，避免了某一个晶,完成，晶闸管关断，避免了某一个晶,U=I R 功率因数cos,t=+时，,L较小较大时，L储能,直至|u2|=E，id即降至0,过零变正时，VD4导通，VD3关断。,感性负载半控整流工作模态,感性负载半控整流工作模态,当t=+时类似感性负载半控整流工作模态,40,感性负载半控整流工作模态,感性负载半控整流工作模态,41,阻感性负载单相桥式半控整流电路,半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。,负载输出电