电力电子技术 教学课件 作者 程显吉 第2章　晶闸管可控整流电路.ppt

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1、第2章　晶闸管可控整流电路主编2.1　单相可控整流电路2.1.1　单相半波可控整流电路1.电阻性负载的工作情况(1)工作原理　在实际应用中，一些负载基本可看作电阻，如电阻加热炉、电解、电镀等。图2-1　单相半波可控整流电路及波形2.1　单相可控整流电路(2)参数分析1)输出直流电压平均值Ud。Ud=12π∫π02U2sinωtd(ωt)=0．45U21+cosα22)输出直流电流平均值Id。Id=Ud/Rd3)晶闸管承受的最大正、反向电压UTM。UFM=URM=U22.1　单相可控整流电路2.阻感性负载的工作情况阻感性负载中

2、既有电阻又有电感，且感抗与电阻的大小相比不可忽略。属于此类负载的有：各种电机的励磁绕组、经电抗器滤波的负载等。阻感性负载与电阻性负载的工作情况大不相同，为了分析方便，通常把电阻Rd与电感Ld分开。阻感性负载表现为电流增加时，阻止电流增加；当电流减小时，反过来阻止电流减小。这使得流过电感的电流不能发生突变，这是阻感性负载的特点。带阻感性负载的单相半波可控整流电路及波形如图2⁃2所示。图2-2　带阻感性负载的单相半波可控整流电路及波形2.1　单相可控整流电路(1)工作原理　0~ωt1期间：电源电压u2虽然为正，但因无触发脉冲，晶闸

3、管处于阻断状态，负载电压ud、电流id均为零，管子承受全部电源电压。(2)续流二极管的作用　为解决上述大电感负载时，整流输出的直流平均电压近似为零的问题，关键是使负载端电压波形不出现负值。图2-3　单相半波带阻感性负载有续流二极管的可控整流电路及波形2.1　单相可控整流电路单相半波可控整流结构简单，调试方便，投资少，但输出的直流电压脉动大，整流变压器只有半周工作，利用率低且有直流分量流过，一般只用在小容量整流且要求不高的场合。单相整流电路中应用较多的是单相桥式全控整流电路。根据所接负载，单相桥式全控整流电路的工作情况可分为电阻

4、性负载、阻感性负载及反电动势负载三种，本节将首先分析带电阻性负载时的工作情况，并分别讨论其他两种负载情况下单相桥式全控整流电路的工作。1.带电阻性负载的工作情况(1)工作原理　带电阻性负载时的单相桥式全控整流电路及波形如图2-4所示。2.1　单相可控整流电路2.1.2　单相桥式全控整流电路图2-4　带电阻性负载时的单相桥式全控整流电路及波形a)电路　b)波形2.1　单相可控整流电路(2)参数分析1)整流电压平均值为Ud=1π∫π02U2sinωtd(ωt)=0．9U21+cosα22)负载上输出的直流电流平均值为Id=Ud/R

5、d3)晶闸管承受的最大反向电压为URM=U24)流过晶闸管的有效值和电流平均值。IVT=I2/2.1　单相可控整流电路2.带阻感性负载的工作情况(1)工作原理　电路如图2-5a所示，在负载端串入足够大的电感，即为大电感负载。图2-5　单相桥式全控整流带阻感性负载时的电路及波形a)电路　b)波形2.1　单相可控整流电路(2)参数分析1)输出直流电压平均值为Ud=1π∫π+α02U2sinωtd(ωt)=0．9U2cosα2)输出电流平均值为Id=Ud/Rd3)晶闸管承受的最大反向电压为URM=U24)晶闸管平均值和有效值分别为I

6、dVT=Id/2　IVT=Id/5)变压器二次电流i2有效值为I2=Id2.1　单相可控整流电路3.带反电动势负载的工作情况具有一定直流电动势的负载称为电动势性负载，如蓄电池、电容器和运行中的直流电动机等；这些负载对于可控整流电路而言，相当于反电动势，其等效电路用电动势E和内阻Rd表示，负载电动势的极性如图2⁃6a所示。单相桥式全控整流电路带反电动势负载的电路及波形如图2⁃6所示。图2-6　单相桥式全控整流电路带反电动势负载的电路及波形a)电路　b)波形2.1　单相可控整流电路2.1.3　单相桥式半控整流电路在单相桥式全控整流

7、电路中共用了四个晶闸管，分两个导电回路，每一个导电回路中有两个晶闸管同时控制电路工作。实际上，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管就可以了，另一个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。把图2⁃4a中所示的晶闸管VT3、VT4换成二极管VD1、VD2，即成为单相桥式半控整流电路，如图2⁃7a所示，其波形图如图2⁃7b所示。图2-7　单相桥式半控整流电路及波形a)电路　b)波形2.1　单相可控整流电路图2-8　实际应用的单相桥式半控整流电路a)加设续流二极管　b)不加设续流二极管2.1　单相可控整流电路图2-9　常见触发信号

8、电压波形a)正弦波　b)尖脉冲c)方脉冲　d)强触发脉冲2.1.4　晶闸管的触发电路2.1　单相可控整流电路1.对触发电路的要求(1)触发信号应有足够的功率(触发电压和触发电流)　触发电压和触发电流应大于晶闸管的门极触发电压和门极触发电流。(2)触发脉冲的移相范围应能满足变流