单相桥式可控整流电路

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1、项目三电力机车主电路分析、测试【能力目标】能够用示波器观测电力机车主电路各观测点的波形，并进行波形分析。能够对单相桥式整流电路进行分析与调试。能够对单相桥式整流电路中的晶闸管进行选型和使用。能够对单相桥式整流电路进行简单计算和设计。【知识目标】掌握单相桥式整流电路的工作原理。理解单相桥式整流电路中各个器件上的电压波形及流过器件的电流波形。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.带电阻负载的工作情况工作原理及波形分析u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddααuVT1,4图1单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形VT1和VT4组成一对桥臂，在u

2、2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。α)数量关系1)输出直流电压平均值Ud及有效值U（α角的移相范围为0～180。）任务一单相桥式可控整流电路2)输出直流电流平均值Id3)晶闸管电流平均值IdT和有效值ITpwtwtwt000i2udidb)c)d)ddααuVT1,4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I2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=U2I2。2.电感性负载（不接续流二极管）假设

3、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ωt=π+α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的电流迅速转移到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2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT

4、2,3iVT1,4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θ与α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α角决定，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ｕｄ波形不出现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4-7α电路所示。接续流管后，α的移相范围可扩大到0～π。α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

5、阻性负载相同，如图4-7b所示。负载电流id是由晶闸管VT1和VT3、VT2和VT４、续流管VD相继轮流导通而形成的。uT波形与电阻负载时相同。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出现负面积。移相范围：0~180ud波形与电阻性负载相同Id由VT1和VT3，VT2和VT4，以及VD轮流导通形成。uT波形与电阻负载时相同。4.带反电动势负载时的工作情况在

6、u2

7、>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

8、续导通之后，ud=u2，直至

9、u2

10、=E，id即降至0,使得晶闸管关断，此后ud=E。与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角，在α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。b)idOEudwtIdOwtαqd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，用来减少电流的脉动和延长晶闸管导通的时间。电感量足够大时，电流波形近似一直线。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波形出现负面积，使Ud下降。α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twwOud0Eidtpdα

11、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出现负面积。移相范围：0~180ud波形与电阻性负载相同Id由VT1和VT4，V2和VT3，以及VD轮流导通形成。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行控制，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情况相同。图7单相