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1、三、单相相控整流电路三、单相相控整流电路整流电路的分类整流电路的分类：按组成的器件可分为不可控不可控、半控半控、全控全控三种。按电路结构可分为桥式电路桥式电路和零式电路零式电路。按交流输入相数分为单相电路单相电路和多相电路多相电路。整流电路整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。学习整流电路要掌握如下几方面学习整流电路要掌握如下几方面：结构形式工作原理分析整流电路的工作波形各参数的数学关系1.3 单相可控整流电路 1.3.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 1.3.2 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路 1.3.3 单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路1.3.
2、1 单相半波可控整流电路图3-1 单相半波可控整流电路及波形一一) )带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况1 1）工作原理分析）工作原理分析2 2）基本数量关系）基本数量关系n直流输出电压平均值Ud为与输出电流平均值Id：n直流输出电压有效值U为与输出电流有效值I：n功率因数：n最大正反向电压：n波形系数：当=0时：随着增大,kf也相应增大：解解: (1): (1)(2) (2) 2.5 (3)(3)(4)(4)(5)(5)二二) ) 带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况wttwwtwtwu20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)+ + +1 1）工作原理分
3、析）工作原理分析2 2）基本数量关系）基本数量关系n由于电感的存在,晶闸管在U2=0时不关断,输出出现负电压n直流输出电压平均值Ud为：n电感越大,导通角越大,增大会使输出直流电压Ud约为0n在大电感情况下,无论触发角如何变化,输出直流电压Ud总是很小,电路无法工作三三) )带阻感负载加续流二极管的工作情况带阻感负载加续流二极管的工作情况当u2过零变负时，VD导通，ud为零，VT承受反压关断。L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流续流。1 1）工作原理分析）工作原理分析n大电感负载情况下,晶闸管电流和续流管电流均为矩形波2 2）基本数量关系）基本数量关系n直流
4、输出电压平均值Ud为与输出电流平均值Id：n晶闸管电流平均值IdT与有效值IT：n续流二极管电流平均值IdD与有效值ID：n晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压VT的a 移相范围为180 。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。 单相半波可控整流电路的特点1.3.2 单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路及波形一一) )带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况1 1）工作原理分析）工作原理分析2 2）基本数量关系）基本数量关系n直流输出电压平均值Ud为与输出电流平均值Id：n直流输出电
5、压有效值U为与输出电流有效值I：n晶闸管电流平均值IdT与有效值IT：n功率因数：1.3.2 单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路及波形二二) )带大电感负载的工作情况带大电感负载的工作情况问：接上续流管以后的波形？问：接上续流管以后的波形？基本数量关系基本数量关系n直流输出电压平均值Ud为与输出电流平均值Id：n晶闸管电流平均值IdT与有效值IT：1.3.2 单相全波可控整流电路三三) )反电势电阻负载的工作情况反电势电阻负载的工作情况四、反电势感性负载四、反电势感性负载 负载为直流电动机负载为直流电动机时，如果出现电流断时，如果出现电流断续则电动机的机械特续则电动机的机械特性将很软性将
6、很软 。 为了克服此缺点，为了克服此缺点，一般在主电路中直流一般在主电路中直流输出侧串联一个平波输出侧串联一个平波电抗器，用来减少电电抗器，用来减少电流的脉动，延长晶闸流的脉动，延长晶闸管的导通时间管的导通时间1.3.3 单相全波半控整流电路一一) )电阻负载的工作情况（略）电阻负载的工作情况（略）二二) )大电感负载的工作情况（不带续流二极管）大电感负载的工作情况（不带续流二极管）在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。 u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流。在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，u2经VT3和VD2向负载供电。u2过
7、零变正时，VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流，ud又为零。续流二极管的作用续流二极管的作用避免可能发生的失控现象。 若无续流二极管，则当a 突然增大至180或触发脉冲丢失时，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ud成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控失控。有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，避免了失控的现象。续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。三三) )大电感负载的工作情况大电感负载的工作情况（带续流二极管）（带续流二极管） Page25： 如图所示单相全控桥式整流电路，Rd=4 ， 要求Id在025 A之间变化，求： （1） 整流变压器T
8、R的变比（不考虑裕量）； （2） 连接导线的截面积（取允许电流密度J=6 A/mm2）； （3） 选择晶闸管的型号（考虑2倍的裕量）； （4） 在不考虑损耗的情况下， 选择整流变压器的容量； （5） 计算负载电阻的功率； （6） 计算电路的最大功率因数。 解解 （1） 负载上的最大平均电压为Udmax=IdmaxRd=254=100V 又因为 ， 当=0时，Ud最大，即Udmax=0.9U2， 所以有所以变压器的变比（2） 因为=0时，id的波形系数为所以负载电流有效值为选择导线截面积为选BU70铜线。 （3） 考虑到每个晶闸管电流的有效值 ， 则晶闸管的额定电流为考虑2倍裕量，取IV(AV)为30A。 晶闸管承受的最高电压 ，考虑2倍裕量，取400 V，选择KP30-4晶闸管。 （4） 在不考虑损耗的情况下， 整流变压器的容量为S=U2I2=U2I=11127.75=3.08 kVA （5） 负载电阻消耗的功率为PR=I2Rd=27.7524=3.08 kVA（6） 电路的最大功率因数由式(1-12)可知为当=0时，cos=1。
