《相控整流电路》PPT课件(I)

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1、第３章相控整流电路3.1引言按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种；按电路结构可分为桥式电路和半波电路；按交流输入相数分为单相电路和三相电路。整流电路是出现最早的电力电子电路，电路的功能是将交流电变为直流电。整流电路分类如下：各种典型整流电路的电路结构、工作原理、波形分析、基本数量关系及计算、负载性质的影响；变压器漏抗对整流电路的影响；有源逆变电源分析整流电路的谐波和功率因数分析；大功率场合的整流电路；需掌握的内容：3.2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

2、1.带电阻负载的工作情况变压器T起变换电压和隔离的作用；电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。晶闸管采用电网换相方式为分析电路方便，首先假设以下几点：(1)开关元件是理想的，即开关元件(晶闸管)导通时，通态压降为零，关断时电阻为无穷大；并且开关瞬间完成;(2)变压器是理想的，即变压器漏抗为零，绕组的电阻为零、励磁电流为零。（1）在U2的正半周，VT承受正向电压，0～ωt1期间，无触发脉冲，VT处于正向阻断状态，UVT＝U2，Ud=0;（2）ωt1以后，VT由于触发脉冲UG的作用而导通，则Ud=U2,

3、UVT=0,Id=U2/R，一直到π时刻；（3）π～2π期间，U2反向，VT由于承受反向电压而关断,UVT=U2,Ud=0。以后不断重复以上过程。特点：为单拍电路，易出现变压器直流磁化，应用较少。工作过程和特点：若干概念：单拍电路：指变压器副边在工作过程中只流过一个方向的电流，此时变压器有直流磁化现象；双拍电路：指变压器副边在工作过程中流过正反双向电流；“半波”整流：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称之。触发延迟角α：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控

4、制角。导通角θ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为，用θ表示。在半波电路中，θ＋α＝π。α的移相范围：指触发角α可以变化的角度范围。在不同的电路中，α有不同的角度范围。如在单相半波电路中，α的移相角度范围是0～π。相控方式：这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。直流输出电压平均值Ud（3-1）说明：U2为电源电压有效值（如AC220V）；α＝π时，Ud=0，可见可以通过调整α来调整Ud。直流输出电压有效值U（3-2）基本数量关系：SCR的若干参数关系：(

5、1)IdT（流过SCR电流的平均值）（3-3）(2)IT（流过SCR电流的有效值）（3-4）(3) UVT（SCR承受的正反向峰值电压）为整流电路的功率因数cosφ：cosφ＝（有功功率P）/（电源视在功率S）因为对于交流电源来说，i2总是滞后于U2,这相当于电源有一个感性负载，α越大，i2滞后U2的角度也越大，cosφ也就越小。P=负载的电压有效值×负载的电流有效值S＝电源的电压有效值×电源的电流有效值所以：（3－5）电感的特点:(1)电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不能发生突变。(2)在电感两

6、端产生的感应电动势Ldi/dt。它的极性是阻止电流的变化。(3)电感在电路的工作过程中，不消耗能量。即产生多少能量，就释放多少。负载阻抗角Φ＝arctg(ωL/R)，反映出负载中电感所占的比重，该角度越大（0~900之间），则电感量越大。当负载中的感抗ωL和R相比不可忽略时，称为电感性负载。2.单相半波电路带电感性负载的工作情况图3-2带电感性负载的单相半波电路及其波形（1）在U2的正半周，VT承受正向电压，0～ωt1期间，无触发脉冲，VT处于正向阻断状态，UVT＝U2，Ud=0;（2）ωt1以后，VT由于触

7、发脉冲UG的作用而导通，则Ud=U2,UVT=0，一直到π时刻。但由于L的作用，在π时刻，Ud=0，而L中仍蓄有磁场能，id>0；（3）π～ωt2期间，L释放磁场能，使id逐渐减为0，此时负载反给电源充电，电感L感应电势极性是上负下正，使电流方向不变，只要该感应电动势比U2大，VT仍承受正向电压而继续维持导通，直至L中磁场能量释放完毕，VT承受反向电压而关断；工作过程和特点：（4）ωt2～2π期间，VT承受反向电压而处于关断状态，UVT＝U2，Ud=0。请同学们思考：（a）L两端的电压何时变为上负下正，如何简

8、单判断？（b）id能否连续？为什么？（c)一个周期中L两端的电压波形如何？直流输出电压平均值Ud（3-6）由于从ud的波形可以看出，此时输出的平均电压Ud和电阻负载相比，有所下降。考虑一种极端情况：如果为大电感负载，则ud中的负面积接近正面积，输出的直流平均电压Ud≈0，则id也很小，这样的电路无实际用途。所以，实际的大电感电路中，常常在负载两端并联一个续流二极管。基本数量关系：3.带电感性负载加续