相控整流电路.pdfVIP

PWM 整流 电路工作原 理，分析和 相控整流电 路的原理和 性能不同之 处 相控整流电路-正文 采用相位控制方式以实现负载端直流电能控制的可控整流电路。可控是因为整流元件使 用具有控制功能的晶闸管。在这种电路中，只要适当控制晶闸管触发导通瞬间的相位角，就 能够控制直流负载电压的平均值。故称为相控。 分类 相控整流电路分为单相、三相、多相整流电路 3种。 单相整流电路 图 1a为单相半波可控整流电路。 图中u 为晶闸管的触发脉冲，其 g 工作过程如下：当 u 负半周时，晶闸管不导通。在 u 正半周时，不加触发脉冲之前，晶闸 2 2 管也不导通，只有加触发脉冲之后，晶闸管才导通，这时负载 R 上流过电流。在电流为零 d 时刻，晶闸管自动关断，为下一次触发导通作好准备，如此循环往复，负载上得到脉动的直 流电压 u 。晶闸管从开始承受正向电压起到开始导通这一角度称为控制角， α表示。这样， d 只要改变控制角 α的大小，即改变触发脉冲出现的时刻，就改变了直流输出电压的平均值。 触发脉冲总是在电源周期的同一特定时刻加到晶闸管的控制极上，所以，触发脉冲和电源电 压在频率和相位上要配合好，这种协调配合的关系称为同步。图1b 为单相桥式可控整流电 路。它与单相半波可控整流电路相比，其变压器利用系数较高，直流侧脉动的基波频率为交 流基波的二倍，故为小功率场合常用的整流电路之一。 这里，脉波数 P 的概念很重要。所 谓脉波数就是在交流电源的一个周期之内直流侧输出波形的重复次数。通常脉波数越多，直 流侧输出越平滑，交流侧电流越接近正弦波。为了增加脉波数，可以增加交流侧相数,但是， 一般相数增加越多，各相的通电时间变得越短，这样会使整流元件与整流变压器副边绕组的 利用率变坏，使装置体积变大，成本提高。图1c为单相桥式半控整流电路，由于可控的晶 闸管与不控的二极管混合组成,故称半控。F称续流二极管，若直流电压变为负值，它成为 直流侧环流的路径，维持输出电压为零。 单相整流电路比较简单,对触发电路的要求较低,相位同步问题很简单，调整也比较容 易。但它的输出直流电压的纹波系数较大。由于它接在电网的一相上，易造成电网负载不平 衡,所以一般只用于4kW以下的中小容量的设备上。如果负载较大，一般都用三相电路。 三相整流电路 当整流容量较大，要求直流电压脉动较小,对快速性有特殊要求的场 合,应考虑采用三相可控整流电路。这是因为三相整流装置三相是平衡的，输出的直流电压 和电流脉动小，对电网影响小，且控制滞后时间短。 图2为三相桥式全控整流电路及其 输出电压波形。在理想情况下，电路在任何时刻都必须有两个 晶闸管导通，一个是共阳极组的,另一个是共阴级组的,只有它 们同时