单相桥式可控整流电路

,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,*,任务一 单相桥式可控整流电路,一、单相桥式可控整流电路,1.带电阻负载的工作状况,工作原理及波形分析,u,(,i,),p,w,t,w,t,w,t,0,0,0,i,2,u,d,i,d,b),c),d),d,d,u,VT,1,4,图,1,单相全控桥式,带电阻负载时的电路及波形,VT,1,和,VT,4,组成一对桥臂，在,u,2,正半周承受电压,u,2,，,得到触发脉冲即导通，当,u,2,过零时关断。,VT,2,和,VT,3,组成另一对桥臂，在,u,2,正半周承受电压-,u,2,，,得到触发脉冲即导通，当,u,2,过零时关断。,),数量关系,1)输出直流电压平均值Ud及有效值U 角的移相范围为0180。,任务一 单相桥式可控整流电路,2),输出直流电流平均值,I,d,3),晶闸管电流平均值,I,dT,和有效值,I,T,p,w,t,w,t,w,t,0,0,0,i,2,u,d,i,d,b),c),d),d,d,u,VT,1,4,任务一 单相桥式可控整流电路,5),功率因数,4),变压器二次测电流有效值,I,2,与输出直流电流,I,有效值相等：,不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量,S,=,U,2,I,2,。,2.电感性负载不接续流二极管,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。,图2,单相全控桥带,阻感负载时的电路及波形,任务一 单相桥式可控整流电路,u2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=+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。,VT2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的电流快速转移到VT2和VT3上，此过程称换相或换流。,任务一,单相桥式可控整流电路,2,O,w,t,O,w,t,O,w,t,u,d,i,d,i,2,b),O,w,t,O,w,t,u,VT,1,4,O,w,t,O,w,t,I,d,I,d,I,d,I,d,I,d,i,VT,2,3,i,VT,1,4,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,无关，均为,180,。电流的平均值和有效值：,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 角打算，有效值I2=Id。,3.电感性负载接续流二极管见图3,为了扩大移相范围，使波形不消失负值且输出电流更加平稳，可在负载两端并接续流二极管，如图4-7 电路所示。,接续流管后，的移相范围可扩大到0。在这区间内变化，只要电感量足够大，输出电流id就可保持连续且平稳。,在电源电压u2过零变负时，续流管承受正向电压而导通，晶闸管承受反向电压被关断。这样ud波形与电阻性负载一样，如图4-7b所示。负载电流id是由晶闸管VT1和VT 3、VT2和VT、续流管VD相继轮番导通而形成的。uT波形与电阻负载时一样。,任务一,单相桥式可控整流电路,图3 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形 接续流管,返回,接入VD：扩大移相范围，不让ud消失负面积。,移相范围：0 180,ud波形与电阻性负载一样,Id由VT1和VT3，VT2和VT4，以及VD轮番导通形成。,uT波形与电阻负载时一样。,4.带反电动势负载时的工作状况,在|u2|E时，才有晶闸管承,受正电压，有导通的可能。,图4 单相桥式全控整流电路接反电动势电阻负载时的电路及波形,任务一,单相桥式可控整流电路,电流断续,导通之后，,u,d=,u,2,，,直至,|,u,2|=,E,，,i,d,即降至0,使得晶闸管关断，此后,u,d=,E,。,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，,在 角一样时，整流输出电压比电阻负载时大。,b),i,d,O,E,u,d,w,t,I,d,O,w,t,q,d,为了使电流连续，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器，用来削减电流的脉动和延长晶闸管导通的时间。电感量足够大时，电流波形近似始终线。,任务一,单相桥式可控整流电路,电流连续,有负面积,由于电感存在Ud波形消失负面积，使Ud下降。,可调范围：0 90,图,5,单相桥式全控整流电路带反电动势负载串平波电抗器，电流连续的临界情况,t,w,w,O,u,d,0,E,i,d,t,p,d,q,=,p,任务一,单相桥式可控整流电路,接入VD：扩大移相范围，不让ud消失负面积。,移相范围：0 180,ud波形与电阻性负载一样,Id由VT1和VT4，V2和VT3，以及VD轮番导通形成。,图6 单相桥式全控整流电路，,有反电动势负载串平波电抗器、接续流二极管,任务一,单相桥式可控整流电路,二、单相桥式半控整流电路,单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，为了对每个导电回路进展掌握，只需1个晶闸管就可以了，另1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。如此即成为单相桥式半控整流电路先不考虑VDR。,半控电路与全控电路在电阻负载时的工作状况一样。,图7 单相桥式半控整流电路，,无续流二极管，阻感负载时,的电路及波形,任务一,单相桥式可控整流电路,单相半控桥带阻感负载不接续流二极管的状况,*假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态在u2正半周，触发角处给晶闸管VT加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。,u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1连续导通。但因点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD3续流。,在u2负半周触发角时刻触发VT2，VT2导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT2和VD3向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT2和VD4续流，ud又为零。,图8 单相桥式半控整流电路，,无续流二极管，阻感负载时,的电路及波形,续流二极管的作用,假设无续流二极管，则当突然增大至180或触发脉冲丧失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮番导通的状况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保持恒定，称为失控。见图9,有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，晶闸管关断，避开了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。,任务一,单相桥式可控整流电路,图9 单相半控桥电感性负载不接续流二极管的状况分析,返回,图10 单相半控桥电感性负载接续流二极管的状况分析,单相半控桥带阻感负载接续流二极管的状况,*假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态在u2正半周，触发角处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。ud=u2。续流管VDR承受反压截止。,u2过零变负时，因电感作用使续流管VDR承受正压而导通，负载电流id经感性负载、VDR构成通路，电感释放能量，VT1因u2过零恢复阻断，防止了失控。续流期间，ud=0,续流始终到u2负半周触发角时刻触发VT2，VT2导通，则向VDR加反压使之关断，u2经VT2和VD3向负载供电。ud=u2。u2过零变正时，VDR承受正压而导通续流，ud又为零，VT2因u2过零恢复阻断。续流直到下一周期处。,