第3章-整流电路

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1、1 整流电路 第 3章 单相可控整流电路 三相可控整流电路 变压器漏感对整流电路的影响 电容滤波的不可控整流电路 整流电路的谐波和功率因数 整流电路的有源逆变工作状态 本章小结 12学时 2 引言 整流电路的分类： 按组成的器件可分为 不可控 、 半控 、 全控 三种。 按电路结构可分为 桥式电路 和 零式电路 。 按交流输入相数分为 单相电路 和 多相电路 。 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为 单拍电路 和 双拍电路 。 整流电路：出现最早的电力电子电路。 主要作用是将 交流电变为直流电 。 3 单相可控整流电路 单相半波可控整流电路 单相桥式全控整流电路 单相全波可控整流电路 单

2、相桥式半控整流电路 4 单相可控整流电路 单相半波可控整流电路 (1、带电阻负载的工作情况 * 电阻负载的特点：电压与电流成正比 ， 两者波形相同 。 * 常见电阻性负载有：电阻加热炉、电解、电镀装置等。 * 变压器 换电压和电气隔离 的作用 ， 其一次侧和二次 侧电压瞬时值分别用 有效值分别用 2表示 。 5 工作原理分析： 半波整流 单脉波整流 控制角 导通角 请绘制出电流波形？ 6 定量计算： (1)直流输出电压平均值为 2c o )c o 2)(s i 222d 时，直流输出电压平均值的 最大值 为 020 UU 当 时，直流输出电压平均值的 最小值 为 00 随着增大， 减小。 80

3、0(2) 移相范围： ，相控整流。 (3)最大正反向电压均为 )90(2)90(2 22 单相可控整流电路 单相半波可控整流电路 (2、带阻感负载的工作情况 * 电感的特点： 电感对电流具有平波作用 ；根据楞次定律 ， 电感的自感电势总是反抗电流的变化 ， 使流 过的电感电流不能发生突变 。 * 阻感性负载更为常见：电机及励磁绕组等。 8 工作原理分析： 找到分析电子电路的方法（书 46页） 从晶闸管 通态和断态 两个方面分别 理想化 考虑。 分析思路： 输出 的平均值降低 了解决负载阻抗角 或者触发角 、导通角 、电感 储 能以及输出电压 平均值、输出电流 平均值之间的矛盾，提 出 带续流二

4、极管的单相半波带阻感负载的电路 解决这一问题。 量计算 ( 恒为 T 2 2)(2 1 2 D R 2 2)(2 1 2 2 1800 移相范围： 最大正反向电压均为 )90(2)90(2 22 相半波可控整流电路的特点 移相范围为 0 简单 ， 但输出脉动大 ， 变压器二次侧电流中含 直流分量 ，造成变压器铁芯 直流磁化 。 实际上很少应用此种电路 。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念 。 思考： 若负载是纯电感，其各电压、电流波形如何变化呢？ 提示： , 放磁平衡， 则 12 单相桥式全控整流电路 (单相可控整流电路 1、带电阻负载的工作情况 工作原理分析： 双脉波整流 不存在

5、直流磁化问题 13 定量计算 1： 2c o o ds i 22 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： 2c o To o 2平均值： 角的移相范围为 180。 晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别是 )90(2)90(2 2 22 过晶闸管电流的有效值： 变压器二次测电流有效值 有效值相等： 不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量： 2s i d)s i 1 222 2s i )s i 2222 1综上两个式子，得 22 定量计算 2： 功率因数问题： 角度越大， 率因数越低。 15 单相桥式全控整流电路 (单相可控整流电路 2、带阻感负载的工作情况 *

6、假设电路已工作于稳态， * 假设负载电感很大，负载电流 16 工作原理分析： 换相或称换流时 注意： 各晶闸管的状态变化 17 定量计算： c o o ds i 22d 晶闸管移相范围为 : 0* 变压器二次侧电流 80的矩形波，相对于 角度，副边 效值为 1 晶闸管承受的最大正反向电压均为 。 22U* 整流输出电压 的平均值： 晶闸管导通角 与 无关 ， 均为 180， 晶闸管电流的平均值和有效值 ： * * 22118 单相桥式全控整流电路 (单相可控整流电路 3、带反电动势负载的工作情况 * 常见反电势负载有：蓄电池、直流电机电枢等。 相当于 直流电压源 * 在 |E 时，才有晶闸管承

7、受正电压，才有导通的可能。 19 工作原理分析： 22a r c s E 电流断续 对于直流电动机负载会使其机械特性变软。 触发角延迟了 20 * 一般在主电路中直流输出侧 串联 一个 平波电抗器 。 可以减少电流的脉动和延长晶闸管导通时间。 * 为保证电流连续所需的电感量 L 可由下式求出： ）（ Ld m i m i 书 31 单相可控整流电路 单相全波可控整流电路 （ 又称单相双半波可控整流电路，是非常实用的一种电路。 工作原理分析： *变压器不存在直流磁化的问题。 请问：当该电路接其他负载时，电路波形？ 22 单相全波与单相全控桥的区别： 单相全波中变压器结构较复杂 ， 材料的消耗多

8、。 单相全波只用 2个晶闸管 ， 比单相全控桥少 2个 ， 相应地 ， 门极驱动电路也少 2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的 2倍 。 单相全波导电回路只含 1个晶闸管 ， 比单相桥少 1个 ，因而管压降也少 1个 。 *从上述后两点考虑 ， 单相全波电路有利于在 低输出电压的场合 应用 。 单相可控整流电路 单相全波可控整流电路 （ 23 单相可控整流电路 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 （ 略 ） 。 1、电路中不加 2、电路中加 *单相半控桥带 阻感负载 的情况 （ 分两种情况讨论 ） 24 1、电路中不加 容易出现失控问题，怎么解决

9、呢？ 若触发脉冲丢失时 ， 会发生一个晶闸管持续 导通而两个二极管轮流导通的情况 ， 这使 弦半波 ， 其平均值保持恒定 ， 称为 失控 。 25 2、电路中加 续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。 不存在失控问题 26 三相可控整流电路 三相半波可控整流电路 三相桥式全控整流电路 27 引言 交流侧由三相电源供电 。 负载容量较大 ， 或要求直流电压脉动较小 、容易滤波 。 基本的是三相半波可控整流电路 ， 三相桥式全控整流电路应用最广 。 28 三相可控整流电路 三相半波可控整流电路 1、电阻负载 *变压器二次侧接成星形得到 零线 ， 而一次侧接成三角形 避免 3次谐波流入电

10、网 。 电路的特点： *三个晶闸管分别接入 a、 b、 其阴极连接在一起 共阴极接法 。 29 工作原理分析： 自然换相点： 三相半波不可控整流电路 二极管换相时刻为 自然换相点 ，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角 的起点，即 。 0三相半波可控整流电路 与单相的区别？ 30 三相半波可控整流电路 时的工作原理分析 0有直流分量。 三段分析法 包络线 三脉波整流 31 三相半波可控整流电路 时的工作原理分析 30 临界断续 32 三相半波可控整流电路 时的工作原理分析 60负载电流断续， 晶闸管导通角为 90 33 定量计算： *最大移相范围是 01500 *输出电压平均值的计算： 时，负载电流连续， 恒为 1200， 有： 30 c os