三相半波桥式(全波)整流及六脉冲整流电路
三相桥式整流电路
1 原理及方案1.1原理三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接，经过变压器的耦合，晶闸管主电路得到一个合适的输入电压，使晶闸管在较大的功率因数下运行。
变流主电路和电网之间用变压器隔离，还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。
保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护，利用快速熔断器进行过电流保护。
采用锯齿波同步KJ004集成触发电路，利用一个同步变压器对触发电路定相，保证触发电路和主电路频率一致，触发晶闸管，使三相全控桥将交流整流成直流，带动直流电动机运转。
1.2方案设计整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电，应用广泛。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉冲较小时，应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。
本设计要求整流电路带直流电机负载，希望获得的直流电压脉冲较小，所以用三相全波整流比较合理。
三相桥式全控和三相桥式半控是常见的三相桥式可控全波整流电路。
三相半控桥式整流电路适用于中等容量的整流装置或不要求可逆的电力拖动中，它采用共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成，电路兼有可控与不可控两者的特性。
共阳极组的三个整流二极管总是在自然换流点换流，使电流换到阴极点为更低的一相中去。
该电路在使用中需加设续流二极管，以避免可能发生的失控现象，所以电路不具备逆变能力。
虽然三相半控电路相应触发电路较简单，但只能用于整流不能用于逆变，现在很少使用。
本设计选择使用三相桥式全控整流电路。
整流电路的输入部分是变压器，作用是降低或减少晶闸管变流装置对电网和其它用电设备的干扰，将整流电路与电网隔离，并将电网电压值转变为整流所需输入值。
整流部分是六个晶闸管，是由共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。
为使整流电路能正常工作，除了要给晶闸管配设可靠的触发电路外，还要有保护电路，以防止各种原因产生的过电压和过电流影响或损坏晶闸管。
三相桥式半控整流电路原理
三相桥式半控整流电路原理
整流电路
桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时，对D1、D3和方向电压，Dl，D3导通;对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。
电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路，在Rfz ，上形成上正下负的半波整洗电压，e2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通;对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。
电路中构成e2、
D2Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。
如此重复下去，结果在Rfz ，上便得到全波整流电压。
其波形图和全波整流波形图是一样的。
从图5-6中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。
TR为三相整流变压器，其接线组别采用Y/Y-12。
VT1~VT6为晶闸管元件，
FU1~FU6为快速熔断器。
TS为三相同步变压器，其接线组别采用?/Y-11。
P端为集成化六脉冲触发电路+24V电源输出端，接脉冲变压器一次绕组连接公共端。
P1~P6端为集成化六脉冲触发电路功放管V1~V6集电极输出端，分别接脉冲变压器一次绕组的另一端。
UC端为移相控制电压输入端。
三相桥式半控整流电路与三相桥式全控整流电路基本相同，仅将共阳极组
VT4，VT6，VT2的晶闸管元件换成了VD4，VD6，VD2整流二极管，以构成三相桥式半控整流电路。
三相桥式半控整流电路
绪论整流电路技术在工业生产上应用极广。
如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。
整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。
整流器的输入端一般接在交流电网上。
为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。
由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载（如直流电动机的励磁绕组，滑差电动机的电枢线圈等）。
以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。
为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。
目录绪论第一章设计任务书1.1设计任务内容 (3)1.2设计任务要求 (3)第二章方案选择2.1 整流电路的选择 (4)2.2触发电路的选择 (4)2.3保护电路的选择 (5)2.4选择合适电路 (6)第三章主电路的设计3.1主电路工作原理 (6)3.2电路原理图 (8)3.3参数计算 (8)第四章触发电路4.1触发电路原理图 (10)4.2触发电路的设计 (10)4.3触发电路与主电路同步 (11)4.4电路保护设计 (12)第五章总电路图设计 (15)第六章课程设计小结 (17)第七章参考文献 (18)第一章设计任务1.1设计任务内容在本次课程设计当中我们以三相桥式半控整流电路--------电感性负载作为研究对象。
三相桥式全控整流电路的工作原理
三相桥式全控整流电路的工作原理三相桥式全控整流电路是一种常用的电能转换电路，广泛应用于交流电转直流电的场合。
它具有电控性好、能耗低、体积小等优点，在电力系统中的应用非常广泛。
下面将详细介绍三相桥式全控整流电路的工作原理。
三相桥式全控整流电路由六个可控硅器件组成，分为两个并联的三相半波可控整流器。
其中，每个三相半波可控整流器包含三个可控硅器件，它们按照星形连接方式连接在交流电源的三相线上。
可控硅器件是由二极管和双向可控开关组成的，可以对电流进行双向控制。
整个电路通过操纵可控硅器件的导通角来控制输出电压的大小和形状。
当交流电源开始供电时，根据交流电源的正负半周变化，可控硅器件会先导通一半波，然后断开一半波，实现半波整流。
对于每个可控硅器件来说，当其导通时，流经它的电流方向与电流的正方向一致，为正半周；当其断开时，流经它的电流方向与电流的正方向相反，为负半周。
通过控制可控硅器件的导通角，可以实现对输出电压的调节。
当可控硅器件导通角度增大时，导通时间增长，输出电压增加；当导通角度减少时，导通时间减小，输出电压减小。
通过改变导通角度来改变输出电压的大小和形状，以满足不同负载的需求。
在控制可控硅器件的导通角度时，需要采用触发电路来提供触发脉冲。
触发脉冲的宽度决定了可控硅器件导通的时间，从而控制输出电压的大小。
通常采用零点触发方式，即在每个交流周期的零点附近触发可控硅器件的导通。
三相桥式全控整流电路的输出电压是由六个可控硅器件的导通角度和触发脉冲的宽度共同决定的。
通过合理地控制这些参数，可以实现输出电压的调节。
此外，为了保证可控硅器件的正常工作，需要采用继电器或保险丝等保护措施，以防止过电流或过压的损坏。
总之，三相桥式全控整流电路是一种通过控制可控硅器件的导通角度来实现交流电转直流电的电路。
它通过改变导通角度来改变输出电压的大小和形状，具有电压调节范围广、精度高等优点，适用于各种交流电转直流电的应用场合。
三相桥式全控整流电路
1系统概述整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。
可从各种角度对整流电路进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路，由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，由门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。
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，又分为单拍电路和双拍电路。
本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。
三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感负载，则只在正半周开通。
三相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次测电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。
为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的。
因此，实际中一般不采用半波整流，而采用全波整流。
三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥臂。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。
在u2一个周期内，整流电压波形脉动6次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。
1.1总体方案设计现要设计一三相桥式半控整流电路，带直流电动机负载，电压调节范围为0～220V。
整个系统可分为主电路和触发电路两部分，总体结构框图如下图1所示：1.2系统工作原理在系统主电路中，首先由主变压器将电网电压变换为需要的交流电压，接着由整流桥将交流电转化为直流电供给直流电动机负载。
三相桥式全控整流电路
1系统概述整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。
可从各种角度对整流电路进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路，由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，由门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。
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，又分为单拍电路和双拍电路。
本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。
三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感负载，则只在正半周开通。
三相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次测电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。
为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的。
因此，实际中一般不采用半波整流，而采用全波整流。
三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥臂。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。
在u2一个周期内，整流电压波形脉动6次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。
1.1总体方案设计现要设计一三相桥式半控整流电路，带直流电动机负载，电压调节范围为0～220V。
整个系统可分为主电路和触发电路两部分，总体结构框图如下图1所示：1.2系统工作原理在系统主电路中，首先由主变压器将电网电压变换为需要的交流电压，接着由整流桥将交流电转化为直流电供给直流电动机负载。
三相半波、桥式(全波)整流及六脉冲整流电路
图中的晶闸管整流器 VS 和二极管整流器 VD 的工作方式有很大区别。 （1） 二极管整流器 VD 阳极和阴极之间的正向电压只要大于其 PN 结的势 垒电压，二极管就导通。而晶闸管整流器 VS，在其控制极没有触发信号加上时， 只要其阳极和阴极之间的正向电压不大到把管子击穿，那么它就不导通。 （2） 晶闸管整流器 VS 的导通条件有： ① 阳极和阴极之间的正向电压。对于二极管整流器来说，这个电压只要在 0.7V 左右时，就开始导通了；而晶闸管一般规定在 6V 以上。 ② 控制极触发信号电压。晶闸管一般都用脉冲触发，要求这个电压脉冲要 有一定的幅度和宽度，没有一定的幅度就不能抵消 PN 结的势垒电压，没有一定 的宽度就不能有足够的时间使导通由一点扩散到整个 PN 结。一般要求幅度为 3~5V，宽度 4~10µs，触发电流 5~300mA。 ③ 维持电流。是指可以维持晶闸管整流器 VS 导通的最小电流，一般对 20A 到 200A 的晶闸管来说，规定其维持电流小于 60mA。 ④ 擎住电流。是指晶闸管被打开而控制极触发信号电压消失后，可以维持 继续导通的最小电流，这个电流一般是维持电流的若干倍。 （3）控制角α与导通角θ为了表征晶闸管对交流电压的控制行为而引出了 这两个参量。图 5 所示是控制角α与导通角θ的关系。下面就对它们的含义进行 讨论。
其中 P 为控制脉冲数，比如 6 脉冲时是 60º，12 脉冲时是 30º，18 脉冲时是 20º， 24 脉冲时是 15º等等，脉动周期越小，其整流输出电压越高、越接近交流电压峰 值，其表示式为在区间的积分：
（5） 对于 12 脉冲半波整流来说，当α=0 时，
这已是 220V 相电压的峰值；若是 12 脉冲全波整流，其值为：
三相整流
1.三相半波整流滤波当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。
图1所示就是三相半波整流电路原理图。
在这个电路中，三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120º叠加，并且整流输出波形不过0点，其最低点电压式中U——是交流输入电压幅值。
p并且在一个周期中有三个宽度为120º的整流半波。
因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
图1 三相半波整流电路原理图2.三相桥式（全波）整流滤波图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。
图3是它们的整流波形图。
图3(a)是三相交流电压波形；图3(b)是三相半波整流电压波形图；图3(c)是三相全波整流电压波形图。
在输出波形图中，N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值，虚线以下和各正弦波的交点以上（细虚线以上）的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。
图2 三相桥式全波整流电路原理图由图1和图2可以看出，三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。
（1）三相半波整流电路只有三个整流二极管，而三相全波整流电路中却有六只整流二极管；(2) 三相半波整流电路需要输入电源的中线，而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
图3 三相整流的波形图①三相半波整流波形的脉动周期是120º而三相全波整流波形的脉动周期是60º；②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值：三相半波整流波形的脉动幅度是：(1)式中 U——脉动幅度电压；Up是正弦半波幅值电压，比如有效值为380V的线电压，其半波幅值电压为： (2)那么其脉动幅度电压就是：输出电压平均值Ud是从30º~150º积分得，（3）式中 Ud——输出电压平均值；UA——相电压有效值。
如果滤波后再经电容滤波，则输出电压就接近于幅值Up。
三相桥式全控整流电路
4
特点与优点
特点与优点
整流效率高：由于采用
了全控整流技术，三相
桥式全控整流电路的整
2
流效率可以达到90%以
上
控制性能好：通过调节
触发角α的大小，可以
1
实现对输出电压和电流 的连续和平滑调节，从
而具有良好的控制性能
适用于大功率应用：三
相桥式全控整流电路适
用于大功率应用场合， 可以实现大电流和高电
4
流电源的中性线N上
3
工作原理
工作原理
整流过程
当晶闸管的控制极有触发脉冲时，晶闸管导通，电流可 以通过它而从交流电源的一相流向负载，然后再通过另 外两只晶闸管返回交流电源的另一相。通过改变触发脉 冲的相位，可以控制电流的流向和大小，从而实现对输 出电压和电流的连续和平滑调节
工作原理
控制原理
三相桥式全控整流电路的输出电压和电流的大小取决于晶闸管的触发角α。触发角α是指 从正弦波的正半周开始到触发脉冲出现的位置之间的角度。当触发角α越小时，输出的电 压和电流越大；当触发角α越大时，输出的电压和电流越小 通过调节触发角α的大小，可以实现对输出电压和电流的连续和平滑调节。常用的调节方 式有两种：一种是采用相位控制方式，通过调节触发脉冲的相位来改变触发角α的大小； 另一种是采用移相控制方式，通过改变触发脉冲的移相角的大小来改变触发角α的大小
续和平滑调节
2
电路结构
电路结构
三相桥式全控整流电路的基本结 构由三相交流电源、六只晶闸管
以及负载构成
其中，三相交流电源为三角形接 法，提供三个相位相差120度的交
流电压
六只晶闸管分别连接在三相交流 电源和负载之间，其中三只晶闸 管的一端连接在A、B、C三相交流 电源上，另一端连接在负载的P、 N端子上；另外三只晶闸管的另一 端连接在负载的N、P端子上和交
三相整流电路的工作原理
三相整流电路的工作原理一、前言三相整流电路是电力系统中常用的电力转换装置，其主要功能是将交流电转换为直流电。
该装置在工业生产和民用领域中广泛应用。
本文将详细介绍三相整流电路的工作原理。
二、三相交流电的特点在了解三相整流电路之前，首先需要了解三相交流电的特点。
三相交流电是指由三个正弦波形成的交流电信号。
其特点如下：1. 三相交流电中，每个正弦波之间的相位差为120度。
2. 三相交流电中，每个正弦波的峰值和频率都相同。
3. 三相交流电中，每个正弦波之间互不干扰。
以上特点决定了三相交流电可以提供更加稳定和可靠的能量输出。
三、单相整流与三相整流在了解三相整流电路之前，需要先了解单相整流。
单相整流是指将单个正弦波转换为直流信号。
单项整流器通常使用二极管进行构建，但这种方式只能实现半波或全波整形。
与单项整形器不同，三项整形器可以实现更高效率和更稳定的输出。
三项整形器使用六个二极管构建，可以实现三相交流电的全波整形。
四、三相整流电路的构成三相整流电路由变压器、桥式整流器和滤波器组成。
下面将对每个组件进行详细介绍。
1. 变压器变压器是将高压交流电转换为低压交流电的装置。
在三项整形器中，变压器通常用于将高电压的输入信号降低到适合整形的水平。
2. 桥式整流器桥式整形器是将交流信号转换为直流信号的核心部件。
它由四个二极管组成，可以将输入信号中的负半周期转换为正半周期。
3. 滤波器滤波器是用于平滑输出直流信号并去除任何残留交流噪声的装置。
在三项整形器中，滤波器通常由大型电容和电感构建而成。
五、三相整形过程在理解了三项整形装置各个组件之后，我们来看一下它们如何协同工作以实现全波直流输出。
1. 变压器降压在输入信号进入桥式整形装置之前，需要先通过变压器将高电压信号降低到适合整形的水平。
变压器的降压作用可以大大减少整形过程中的能量损失。
2. 桥式整形输入信号通过变压器后，进入桥式整形器。
在桥式整形器中，四个二极管按照特定的顺序开关，将输入信号中的负半周期转换为正半周期。
三相半波可控整流电路的根号3
三相半波可控整流电路的根号3三相半波可控整流电路是一种常见的电力控制电路，可用于直流电力系统中提供高效的电力转换和控制。
本文将从电路原理、工作特性、应用领域等方面对三相半波可控整流电路进行详细介绍。
一、电路原理三相半波可控整流电路由三相交流电源、整流桥、控制电路和负载等组成。
三相交流电源通过整流桥将交流电转换为直流电，控制电路通过控制整流桥中的可控硅元件实现对输出电压的控制，负载则是整流电路的输出部分。
整流桥由六个二极管和六个可控硅元件组成，可控硅元件通过控制脉冲触发角实现对电压的调节。
控制电路根据负载的需求计算出触发角，再通过触发电路控制可控硅元件的导通时间，从而实现对输出电压的控制。
二、工作特性三相半波可控整流电路具有以下几种工作特性：1.高效性：可控硅元件的导通时间可以根据需要进行调节，使得整流电路的输出电压可以实现精确控制，从而提高整个系统的效率。
2.可靠性：整流桥中的二极管和可控硅元件采用并联结构，使得整流桥具有高可靠性和稳定性。
3.适用性：三相半波可控整流电路适用于各种负载需求，可以满足不同工作条件下的电压要求，具有较广泛的应用范围。
三、应用领域三相半波可控整流电路广泛应用于各种电力系统中，包括工业控制、交通信号、医疗设备等领域。
具体应用场景如下：1.工业控制：在各种工业生产设备中，三相半波可控整流电路可用于对电机、传动装置等进行电力控制，提高设备的运行效率和稳定性。
2.交通信号：交通信号灯、隧道照明等设施中，三相半波可控整流电路可以实现对交通信号灯的亮度和频闪频率的精确调控。
3.医疗设备：医疗设备中对电力精确控制要求较高，三相半波可控整流电路可用于X射线机、CT机等设备中，保证设备的稳定运行和安全使用。
四、发展趋势随着电力电子技术的发展和应用领域的不断扩大，三相半波可控整流电路也在不断优化和改进。
未来的发展趋势包括：1.高性能：通过新材料和新工艺的不断应用，提高整流桥中可控硅元件和二极管的性能，提高整流电路的稳定性和效率。
现代整流技术及应用实例
现代整流技术及应用实例现代整流技术是电能转换和控制领域中最重要的技术之一。
它是将交流电转换为直流电的过程，广泛应用于电力系统、电动机驱动、电动车充电、升压装置等领域。
本文将介绍几种常见的现代整流技术及其应用实例。
一、单相整流技术1. 单相桥式整流器单相桥式整流器是最常见的单相整流器。
它由4个电子管组成，可以将交流电转换成脉冲形式的直流电。
应用实例包括家用电器、电脑、电动工具等。
这些设备需要直流电供电，而交流电供应则需要通过整流器转换。
2. 单相AC-DC变换器AC-DC变换器是一种高效的单相整流技术。
它可以通过控制开关器件的导通和关断来实现交流电到直流电的转换。
应用实例包括太阳能发电系统、风力发电系统等。
这些系统产生的电能为交流电，需要通过AC-DC变换器转换为直流电才能供电给家庭或工业设备。
二、三相整流技术1. 三相半波整流器三相半波整流器是一种简单的三相整流技术，由三个二极管和三个负载组成。
它能够将三相交流电转换为脉冲形式的直流电。
应用实例包括三相工业电机驱动、高功率交流电源等。
这些设备需要直流电作为驱动电源，而交流电供应需要通过整流器转换。
2. 三相全波整流器三相全波整流器是一种常见的三相整流技术，由六个二极管和三个负载组成。
它可以将三相交流电转换为平滑的直流电。
应用实例包括电动车充电站、电力系统输电线路等。
这些设备需要直流电才能正常运行，而交流电供应需要通过整流器转换。
三、有源整流技术有源整流技术是一种较新的整流技术，利用功率晶体管实现交流到直流的转换。
与传统整流技术相比，有源整流技术的效率更高、可控性更好。
应用实例包括电动车驱动器、太阳能发电系统等。
这些设备对电能的效率和控制要求较高，因此使用了有源整流技术。
综上所述，现代整流技术在电力转换和控制领域中具有广泛应用。
通过使用不同类型的整流器和控制器，可以实现将交流电转换为直流电的过程。
这些转换过程在不同的领域中发挥着重要作用，如电动汽车充电、工业设备驱动、电力输电等。
整流的分类
整流的分类摘要：生产和生活中我们需要直流电，获得直流电的整流电路有很多种，根据不同的特点，整流电路有不同的分类方法。
一、按组成的器件可分为不可控整流电路、半控整流电路、全控整流电路三种1) 不可控整流电路完全由不可控二极管组成，电路结构一定之后其直流整流电压和交流电源电压值的比是固定不变的。
2) 半控整流电路由可控元件和二极管混合组成，在这种电路中，负载电源极性不能改变，但平均值可以调节。
3) 在全控整流电路中，所有的整流元件都是可控的（SCR、GTR、GTO 等），其输出直流电压的平均值及极性可以通过控制元件的导通状况而得到调节，在这种电路中，功率既可以由电源向负载传送，也可以由负载反馈给电源，即所谓的有源逆变。
二、按电路结构可分为零式整流电路和桥式整流电路1) 零式整流电路指带零点或中性点的电路﹐又称半波整流电路。
它的特点是所有整流元件的阴极(或阳极)都接到一个公共接点﹐向直流负载供电﹐负载的另一根线接到交流电源的零点。
2) 桥式整流电路实际上是由两个半波电路串联而成﹐故又称全波整流电路。
三、按电网交流输入相数分为单相整流电路、三相整流电路、和多相整流电路1) 对于小功率整流器常采用单相电源供电。
单相整流电路分为：半波整流,全波整流,桥式整流及倍压整流电路等。
2) 三相整流电路是交流测由三相电源供电，负载容量较大,或要求直流电压脉动较小,容易滤波。
三相可控整流电路有：三相半波可控整流电路，三相半控桥式整流电路，三相全控桥式整流电路。
因为三相整流裝置三相是平衡的﹐输出的直流电压和电流脉动小﹐对电网影响小﹐且控制滞后時间短，采用三相全控桥式整流电路时﹐输出电压交变分量的最低频率是电网频率的6倍﹐交流分量与直流分量之比也较小﹐因此滤波器的电感量比同容量的单相或三相半波电路小得多。
另外﹐晶闸管的额定电压值也较低。
因此﹐这种电路适用于大功率变流装置。
3) 多相整流电路随著整流电路的功率进一步增大(如轧钢电动机﹐功率达数兆瓦)﹐为了减轻对电网的干扰﹐特別是减轻整流电路高次谐波对电网的影响﹐可采用十二相﹑十八相﹑二十四相﹐乃至三十六相的多相整流电路。
整流电路的分类
常见整流电路的分类整流电路是将交流电转换为直流电的电路。
根据整流电路的不同特点和应用需求，可以分为以下几种分类：一、单相半波整流电路：单相半波整流电路是最简单的一种整流电路。
它通过一个二极管将交流电的负半周削减掉，只保留正半周。
输出电压波形为脉冲形式，具有较大的脉动。
它由一个二极管和负载电阻组成。
其工作原理如下：1、输入：单相交流电源。
交流电源的电压随时间变化，正负半周交替出现。
2、二极管导通：当交流电源的正半周电压大于二极管的正向导通电压时，二极管处于导通状态。
此时，电流从二极管的正极流过，经过负载电阻后形成输出电流。
3、二极管截止：当交流电源的负半周电压小于二极管的正向导通电压时，二极管处于截止状态。
此时，二极管不导通，电流无法通过负载电阻。
通过以上工作原理，单相半波整流电路将交流电的负半周削减掉，只保留正半周。
输出电压波形为脉冲形式，具有较大的脉动。
脉动的原因是输出电流在截止期间没有输出，导致输出电压下降。
单相半波整流电路的优点是结构简单、成本低廉，适用于对输出电压要求不高的场合。
缺点是输出电压脉动大，效率较低。
在实际应用中，单相半波整流电路常用于对电压要求不严格的低功率电子设备中，如电子钟、电子秤等。
二、单相全波整流电路：单相全波整流电路通过两个二极管和一个中心点接地的负载电阻，将交流电的正负半周都转换为正半周输出。
输出电压波形为脉冲形式，脉动比半波整流电路小。
它是一种将单相交流电转换为直流电的电路，通过两个二极管和一个中心点接地的负载电阻来实现。
其工作原理如下：1、输入：单相交流电源。
交流电源的电压随时间变化，正负半周交替出现。
2、第一个二极管导通：当交流电源的正半周电压大于第一个二极管的正向导通电压时，第一个二极管处于导通状态。
此时，电流从第一个二极管的正极流过，经过负载电阻后形成输出电流。
3、第一个二极管截止，第二个二极管导通：当交流电源的负半周电压大于第二个二极管的正向导通电压时，第一个二极管处于截止状态，第二个二极管处于导通状态。
三相桥式全控整流电路原理及电路图,三相桥式全控整流电路原理及电路图
三相桥式全控整流电路原理及电路图，三相桥式全控整流电路原理及电路图三相整流电路的作用：在电路中，当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。
图所示就是三相半波整流电路原理图。
在这个电路中，三相中的每一相都单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120度叠加，整流输出波形不过0点，并且在一个周期中有三个宽度为120度的整流半波。
因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
三相整流电路的工作原理：先看时间段1：此时间段A相电位最高，B相电位最低，因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。
电流从A相流出，经D1，负载电阻，D4，回到B相，见图14-1-3中红色箭头指示的路径。
此段时间内其他四个二极管均承受反向电压而截止，因D4导通，B相电压最低，且加到D2、D6的阳极，故D2、D6截止；，因D1导通，A相电压最高，且加到D3、D5的阴极，故D3、D5截止。
其余各段情况如下：时间段2：此时间段A相电位最高，C相电位最低，因此跨接在A相C相间的二极管D1、D6导电。
时间段3：此时间段B相电位最高，C相电位最低，因此跨接在A相C相间的二极管D3、D6导电。
时间段4：此时间段B相电位最高，A相电位最低，因此跨接在B相A相间的二极管D3、D2导电。
时间段5：此时间段C相电位最高，A相电位最低，因此跨接在C相A相间的二极管D5、D2导电。
三相桥式电阻负载整流电路的输出电压波形见图时间段6：此时间段C相电位最高，B相电位最低，因此跨接在C相B相间的二极管D5、D5导电。
时间段7：此时间段又变成A相电位最高，B相电位最低，因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。
电路状态不断重复三相半波可控整流电路工作原理：1．电阻性负载三相半波可控整流电路接电阻性负载的接线图如图3所示。
整流变压器原边绕组一般接成三角形，使三次谐波电流能够流通，以保证变压器电势不发生畸变，从而减小谐波。
三相半波全控整流电路工作原理
三相半波全控整流电路是一种电力电子装置，用于将三相交流电转换为可控直流电。
它的工作原理可以分为以下几个部分：1. 三相交流电源：三相半波全控整流电路的输入端为三相交流电源，通常为三相交流发电机或三相交流变压器。
2. 整流变压器：三相交流电源经过整流变压器降压后，输出三相交流低压。
整流变压器的副边绕组通常采用星形接法，使得每一相的电压相对于中性点对称。
3. 全控整流桥：整流变压器输出的三相交流低压接到全控整流桥的输入端。
全控整流桥由六个晶闸管（SCR）组成，分为共阴极组和共阳极组。
通过控制晶闸管的导通与截止，实现对交流电压的整流和控制。
4. 负载：全控整流桥的输出端接有负载，可以是电阻、电感或电容等。
负载将整流后的直流电压转换为所需的电流。
5. 控制系统：控制系统用于控制晶闸管的导通与截止，实现对整流电压和电流的控制。
控制信号可以是电压、电流或相位等。
通过改变控制信号，可以实现对整流电压和电流的调节。
工作原理如下：1. 当A相电压最高，B相电压最低时，跨接在A相和B相间的晶闸管D1和D4导通，电流从A相流出，经D1、负载电阻、D4，回到B相。
2. 当A相电压最高，C相电压最低时，跨接在A相和C相间的晶闸管D1和D6导通。
3. 当B相电压最高，C相电压最低时，跨接在B相和C相间的晶闸管D3和D6导通。
4. 当B相电压最高，A相电压最低时，跨接在B相和A相间的晶闸管D3和D2导通。
通过以上四个工作状态，三相半波全控整流电路实现了将三相交流电转换为可控直流电的功能。
同时，由于三相半波整流电路中每一相的整流波形在时间上依次相差120度叠加，整流输出波形不过0点，并且在一个周期中有三个宽度为120度的整流半波。
因此，它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
三相半波整流电路图
④电源为三相对称系统，其表达式 如式 u 2U sin ω t
uV uW
U 2
2U 2 sin( ωt
2 π) 3 4 2U 2 sin( ωt - π) 3
2.4.1 电阻性负载 α 0时 （一）工作原理 那末，对上组（共阴连接组） R～S） 晶闸管，在ω t 30 ~ 150 （ 之间是 VT1 导通， VT 3 、 VT 5 承受 反压而关断；在 ω t 150 ~ 270 之间是 VT3 导通；在ω t 270 ~ 390 之间是 VT 5 导通。
图2-1 整流与逆变的功率流向
图2-2 部分常用的整流电路
c） 不控整流 d） 半控整流 按组成器件 可控整流 除c）、d）外 全控整流 a）～e） 单相 f）、g） 三相 按电源相数 六相 零式 b）、f） 按电路结构 桥式 c）、d）、e）、g） 半波 a）、b）*、f） 按变压器绕组电流 全波 c）、d）、e）、g）
（二）输出电压 的平均值
Ud 1 T 1 u dt 0 T 0 2U 2 sin tdt
2 2 U 2 cos 0.9U 2 cos
（三）电感L上的电压及电阻R上的电压
uR U Rd uR ~ Ud
（四）输出电流
Id I0 I2
在电流断续、电流连续或电感足够大的几种情况下， 有续流二极管电路的输出电压在一个周期内的表达式 2U sin t t 都为 u
2 0
输出电压 u0 的直流分量（平均值） Ud 为
0
t 2
2．负载电阻R上电压平均值 U Rd U d
三相半波可控整流电路最大导通角
三相半波可控整流电路最大导通角三相半波可控整流电路是一种常用的电力电子装置，它可以将三相交流电转化为直流电。
在这个电路中，最大导通角是一个重要的参数，它决定了电路的导通能力和输出电压的稳定性。
本文将围绕着最大导通角展开讨论，介绍三相半波可控整流电路的原理、工作方式以及最大导通角的计算方法。
三相半波可控整流电路是由三个可控硅元件组成的，每个可控硅元件分别接在输入的三相交流电源的一个相位上。
电路的工作原理是通过控制可控硅元件的导通时间来控制电路的输出电压。
当可控硅元件导通时，相应的输入相位上的电流可以通过，从而将交流电转化为直流电。
在每个周期中，可控硅元件的导通时间是有限的，这个时间就是最大导通角。
最大导通角是指可控硅元件导通的角度范围，通常用电子管的导通时间来表示。
在正常工作状态下，可控硅元件会在每个半周期内的某个角度时导通，导通时间越长，输出电压的平均值越高。
而最大导通角则限制了可控硅元件的导通时间，使其不能一直导通，从而控制输出电压的大小。
最大导通角的计算方法是通过分析电路的工作原理得出的。
在三相半波可控整流电路中，每个半周期可以分为六个不同的区间。
首先是不导通区间，此时可控硅元件不导通，电路中没有电流通过。
接下来是触发区间，当可控硅元件的触发脉冲到达时，它开始导通，电路中的电流开始流动。
然后是导通区间，可控硅元件导通，电流通过，直到电流降为零。
接着是关断区间，可控硅元件不导通，电路中没有电流通过。
最后是死区间，此时所有的可控硅元件都不导通，电路中没有电流通过。
根据电路的工作原理，最大导通角可以通过以下公式计算得出：最大导通角 = 死区间角度 + 关断区间角度 + (触发区间角度/2)其中，死区间角度是指相邻两个可控硅元件导通的时间间隔，关断区间角度是指可控硅元件导通后电流开始下降到零的时间间隔，触发区间角度是指可控硅元件导通后电流稳定在峰值的时间间隔。
通过计算最大导通角，可以得知电路的导通能力和输出电压的稳定性。
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三相半波桥式（全波）整流及六脉冲整流电路
1. 三相半波整流滤波
当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。
图1所示就是三相半波整流电路原理图。
在这个电路中，三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120o 叠加，并且整流输出波形不过0点，其最低点电压
式中Up——是交流输入电压幅值。
并且在一个周期中有三个宽度为120o的整流半波。
因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流
时的电容量都小。
图1 三相半波整流电路原理图
2. 三相桥式（全波）整流滤波
图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。
图3是它们的整流波形图。
图3(a)是三相交流电压波形；图3(b)是三相半波整流电压波形图；图3(c)是三相全波整流电压波形图。
在输出波形图中，N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值，虚线以下和各正弦波的交点以上（细虚线以上）的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。
图2 三相桥式全波整流电路原理图
由图1和图2可以看出，三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。
（1）三相半波整流电路只有三个整流二极管，而三相全波整流电路中却有六只整流二极管；
(2) 三相半波整流电路需要输入电源的中线，而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。
图3 三相整流的波形图
①三相半波整流波形的脉动周期是120o而三相全波整流波形的脉动周期是60o；
②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值：三相半波整流波形的脉动幅度是：
(1)
式中U——脉动幅度电压；Up是正弦半波幅值电压，比如有效值为380V的线电压，
其半波幅值电压为：
(2)
那么其脉动幅度电压就是：
输出电压平均值Ud是从30o~150o积分得，
（3）
式中Ud——输出电压平均值；
UA——相电压有效值。
如果滤波后再经电容滤波，则输出电压就接近于幅值Up。
三相全波整流波形的脉动幅度是：
输出电压平均值Ud是从60o~120o积分得：
UAB=2.34 UA=514V (4)
式中Ud——输出电压平均值，
UAB——线电压有效值。
如果滤波后再经电容滤波，则输出电压就接近于幅值Up。
由上面的计算还可以看出，三相全波整流比三相半波整流优越得多，三相全波整流用比半波整流小得多的电容器就可以达到最大值Up。
因此，UPS的输入整流器中都采用了三相全波整流电路。
3. 三相6脉冲整流器
上面的三相全波整流是不稳压的，因此在UPS中都用晶闸管整流器（简称晶闸管）代替了二极管整流器，如图4所示。
图4 三相桥式6脉冲全控整流电路原理图
图中的晶闸管整流器VS和二极管整流器VD的工作方式有很大区别。
（1）二极管整流器VD阳极和阴极之间的正向电压只要大于其PN结的势垒电压，二极管就导通。
而晶闸管整流器VS，在其控制极没有触发信号加上时，只要其阳极和阴极之间的正向电压不大到把管子击穿，那么它就不导通。
（2）晶闸管整流器VS的导通条件有：
①阳极和阴极之间的正向电压。
对于二极管整流器来说，这个电压只要在0.7V左右时，就开始导通了；而晶闸管一般规定在6V以上。
②控制极触发信号电压。
晶闸管一般都用脉冲触发，要求这个电压脉冲要有一定的幅度和宽度，没有一定的幅度就不能抵消PN结的势垒电压，没有一定的宽度就不能有足够的时间使导通由一点扩散到整个PN结。
一般要求幅度为
3~5V，宽度4~10μs，触发电流5~300mA。
③维持电流。
是指可以维持晶闸管整流器VS导通的最小电流，一般对20A到200A的晶闸管来说，规定其维持电流小于60mA。
④擎住电流。
是指晶闸管被打开而控制极触发信号电压消失后，可以维持继续导通的最小电流，这个电流一般是维持电流的若干倍。
（3）控制角α与导通角θ为了表征晶闸管对交流电压
的控制行为而引出了这两个参量。
图5所示是控制角α与导通角θ的关系。
下面就对它们的含义进行讨论。
图5 控制角α与导通角θ的关系
①控制角α。
当交流正半波加到晶闸管上时，就具有了使晶闸管导通的基础条件，什么时刻给晶闸管控制极加触发信号使其开通呢？从交流正弦波过0开始，一直到晶闸管被触发导通（时间b）的这段晶闸管不导通的时间0b，称为控制角，用α表示。
由于晶闸管开启很快，一般是小于1μs，故认为加触发信号的时间就是晶闸管被打开的时间，即一般都把开启时间忽略不计。
②导通角θ。
由于晶闸管的开启是一个正反馈过程，故打开后就不能自动关断，这个导通过程要一直延续到电压过0，把从开启到截止这段时间称为导通角，用θ表示。
UPS中的输入整流器就是利用对上述这两个参量的控制来
实现稳压的。
一般称这种控制为“相控”。
很明显，在这里α+β=180o,就是说只要知道这两个参数中的一个，另一个也就知道了。
4. 六相全波整流和12脉冲整流器
六相全波整流及12脉冲整流器在一些UPS中为了提高输入功率因数或者提高功率容量，就采用了六相全波整流即12
脉冲整流。
实际上，在UPS中都采用的六相全波相控整流，
也就是通常所说的12脉冲整流。
既然是12脉冲，就说明了两个问题：一个是采用了12只晶闸管，一个是6相输入电源。
图6 12脉冲整流电路
图6所示是12脉冲整流电路。
不难看出，两个整流器的结构一模一样，都是三相6脉冲整流，不同的是两个整流器输入变压器的结构不同，一个变压器绕组是“Y”型连接，一个变压器绕组是“Δ”型连接。
这样连接的结果就使二者的电压相位差为30o，也即整流脉动的最大宽度是30o。
由此得出多相整流时的最大脉动宽度（即晶闸管导通时间θ）表达式为：
其中P为控制脉冲数，比如6脉冲时是60o，12脉冲时是30o，18脉冲时是20o，24脉冲时是15o等等，脉动周期越小，其整流输出电压越高、越接近交流电压峰值，其表示式为在区间的积分：
（5）
对于12脉冲半波整流来说，当α=0时，
这已是220V相电压的峰值；若是12脉冲全波整流，其值为：
（6）
当α=0时其整流电压：Ud=618V
图中两个一样的整流器输出是通过各自的扼流圈后进行并
联的，目的是使二者的输出电流均衡，因为两个整流器虽然一样，但它们的内阻决不会一样，就会造成输出电流的不均衡。
因此，扼流圈的阻抗值要远远大于整流器的内阻，即整流器的内阻和扼流圈的阻抗相比可以忽略不计。
由上面可知，整流相数越多，其整流输出电压的脉动频率越高，脉动幅度越小，脉动系数就越小。
输出纹波就越低，纹波系数也就越小。
图7给出了12脉冲整流时的波动和多相半波整流时平均值接近峰值的情况。
图7 12脉冲整流时的波动和多相半波整流时平均值接近峰
值的情况
下面也给出脉动系数和纹波系数的表达式：
脉动系数：
（7）
纹波系数：
（8）
为了有一个量的概念，表1给出了半波整流输出电压的脉动系数、纹波系数和整流相数P的关系。
由表中可以看出：三
相全波（半波6相）整流比单相全波（半波2相）整流时的麦冬系数和纹波系数小得多，比后者的1/10还小，当然加在后面的滤波电容也就小得多，这也就是为什么当UPS的容量达到一定值时，都尽量采用三相全波整流：为了提高效率，都不采用6相半波整流，虽然都是6只整流管，但由于三相全波整流的输出电压比6相半波整流的输出电压高，因此在同样功率下，三相全波整流的电流小，所以功耗也小，效率也就高了。
表1 半波整流输出电压的脉动系数、纹波系数和整流相数的关系。