电力电子技术第2章 单相可控整流电路.pptVIP

二、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 α 时刻同时触发 VT1 和 VT4，VT1 和 VT4 即导通，这时电流回路为a→VT1→R→VT4→b。 * 图 2.9 单相全控桥整流电路电阻负载时的电路及波形 * 图 2.10 单相全控桥大电感负载时电路及波形 * 2.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： * 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 * 3.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 * 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 δ 的大小可以求出 输出平均电流 Id 为 * 当控制角 α δ 时，由于触发脉冲出现时 u2E，晶闸管承受反压而不能导通。因此，要求触发脉冲要有足够的宽度，直到 ωt= δ 时脉冲还未消失，从而保证晶闸管可靠触发导通。 当 α δ 时 * 出版社 理工分社 电力电子技术 * 本章将介绍单相半波、单相全波（双半波）、单相全控桥、单相半控桥等可控整流电路，重点研究各种单相可控整流电路带不同性质负载时的工作原理、特点和分析方法，特别是重视电压电流波形的分析。 第2章　单相可控整流电路 * 一、电阻性负载 1.工作原理 在生产中，如电阻加热炉、电解、电镀等都属于电阻性负载。图 2.1（a）是单相半波可控整流电路。图中 VT是晶闸管。整流变压器 T主要用来变换电压，其次级电压 u2 为正弦波，有效值 U2 是根据输出直流电压平均值 Ud 决定的。 第一节　单相半波可控整流电路 * 图 2.1 单相半波可控整流电路及波形 * 2.参数计算　　（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。 * 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 * （3）整流电路的功率因数 cos  * 根据（2.1）、（2.5）、（2.6），可见 Ud/U2、Id/I2 及 cos均与α 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。 * 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。 * 图 2.3 单相半波电感负载电路及波形图 * 在 u2 正半周 ωt1= α 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 * 晶闸管在 ωt1=α 时触发导通，在 ωt2=α + θ（ θ 为导通角）时关断，负载两端电压平均值由下式决定 * 图 2.4 当 ω＞＞LR 时不同 α 时的电流波形 * 图 2.5 电感性负载接续流二极管时的电流电压波形 * 在一个周期中，晶闸管的导通角 θV=π -α，续流二极管的导通角θVD=π +α，流过晶闸管和二极管的电流 IdV和 IdVD分别为 * 流过晶闸管和二极管电流有效值分别为 * 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。 * 第二节　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。 * 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 * 图 2.6 单相双半波可控整流电路及波形 * 负载电流平均值 负载电流有效值 * 负载电流波形系数 * 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。 * 电路的功率因数 流过晶闸管的平均电流 * 流过晶闸管的电流有效值为 * 2.电感性负载全波可控整流电路带电感性负