第2章 整流电路

I dVD I dVT 0 . 45 U 2 1 cos R 2
I VD I VT
U2 R

2

sin 2 4

1 2
I
2．电感性负载 工作特点： 晶闸管在触发时刻换流，二 极管则在u2过零时换流；电路本 身就具有自然续流作用。所以， 即使没有续流二极管，输出也没 有负电压，与全控桥电路时不一 样。 但在触发不正常时，电路会 发生失控现象。
2、电感性负载
当α≤60°时， ud波形连续。 电路的工作情 况与电阻负载 时相似。当电 感足够大时， 负载电流的波 形近似为一条 直线。
图2-23中给出 了ud和id的波 形，还给出了 变压器二次侧 a相电流ia的波 形。
当α﹥60°时， 由于电感L的 作用， ud会 出现负的部 分。 图2-24为 α=90°的波 形。若电感L 足够大， ud 平均值近似 为零。 α角移 相范围为 90°。
逆变：将直流电变为交流电称为逆变。实现 DC/AC变换。 有源逆变：有源逆变是将直流电变成和电网同频率的交流电反 送到交流电网中的过程。实质上是一种能量的回馈。 故：直流侧—负载 交流侧—供电电网 有源逆变的条件： （ 1）变流装置的直流侧要有直流电动势, 其极性须与晶闸管导
通方向一致，其值应大于变流装置直流侧的平均电压。
I VT
1 2
1
Id
Id
2
3．反电动势负载 停止导电角δ ：
arcsin
E 2U 2
可见：E → 减小→ id断续 如果负载是直流电动机，则机械 特性将会变软。 故常常串联一平波电抗器Ld。
Ld 够大→ id连续 为保证电流连续，所需回路 的电感量：
L 2 2U 2
I d min
（控制角）：
从晶闸管开始承受正向 阳极电压，到其加上触 发脉冲止的电角度。
（导通角 ）：
晶闸管在一个电源周期 内导通的电角度 。
Ud 1 2


2U 2 sin td ( t ) 1 cos 2
2U 2 2
(1 cos ) 0 .
当 0 30 时
Ud 3 2
5

6

6
2U 2 sin td ( t )
3 6 2
U 2 cos 1 . 17 U 2 cos
当 30 150 时
Ud 3 2



2U 2 sin td ( t ) )
Id
Ud R

2
0 . 45

R
Id
2
I dVT

2
I VT
1 2
I

2 d
d ( t ) I d

2
I dVD R
I VD R 1 2

2
Id
2


0
I d d ( t ) I d

2
2.1.2 单相桥式全控整流电路
(2-28)
晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。 反电势负载时，在电感足够大时，与电感负载 时相似。Id为
Id Ud E R
(2-29)
2.3 变压器漏感对整流电路的影响
Transformer Leakage Inductance Influence on Rectifier
LB ：漏感 ：漏抗 γ ：换相重叠角
（a）不加续流二极管
（b）加续流二极管
（2）加接续流二极管
U d 0 . 9U 2
Id Ud Rd
1 cos 2
0 . 9 220
1 cos 60 2
148 . 5V
148 . 5 4
37 . 13 A
I dT

2

2
Id
180 60 360
I2 I U2 R


sin 2 2
S U 2I2
2．电感性负载 （大电感）
Ud

1

2U 2 sin td ( t )
2 2

U 2 cos 0 .9U 2 cos
Id
Ud R
0 .9
U2 R
cos
id 近似一条直线
I dVT
β :逆变角
且： α ＋ β＝ π，或 β＝ π－ α。
U d 2 .34 U 2 cos 2 .34 U 2 cos 1 .35U 2 l cos
Id
U d EM R
I VT
Id 3
0 . 577 I d
I2
2 I VT
2 3
I d 0 . 816 I d
2 . 87 10
3
U2 I d min
其中，L包括平波电抗器电感Ld、 电枢电感LD以及变压器漏 感LB，单位是H； 电流连续时： Ud的计算与电感负载时一样
Id
Ud E R
2.1.4 单相桥式半控整流电路 1.电阻性负载 计算公式与全控桥带电阻性负载时一样 不同点： （1）晶闸管所承受的最大正、反向 电压均为 2U 。 2 （2）流过整流二极管的电流平均值 和有效值与流过晶闸管的电流平均值和 有效值是一样的。即：
第2章 整流电路
Rectifier
将交流电变为直流电称为整流。实现 AC/DC变换。
{ {
单相 三相
{
半控 全控
零式
桥式
{
半波 全波
不可控 可控
阻性
{
{
感性
{
无续流二极管 有续流二极管
反电动势
2.1
单相可控整流电路
Single Phase Controlled Rectifier 2.1.1 单相半波可控整流电路 1.电阻性负载
失控现象
为解决失控现象→ 并接续流二极管VDR Ud和Id的计算与阻性负载时一样
I dVT I dVD

2
Id
I VT I VD

2
Id
I dVD R
2 2
Id

Id
I VD R

Id
3. 其他形式
例2.1 单相桥式全控整流电路带大电感负载，U 2 220 V， R d 4 ， 计算当 60 时，输出 电压、电流的平均值以及 流过晶闸管的电流平均值 和有效值。若负载两端并 接续流二极管，如图所示， 则输出电压、电流的平均 值又是多少？流过晶闸管 和续流二极管的电流平均值和有效值又是多少？并画出这两 种情况下的电压、电流波形。 解 ：（1）不接续流二极管
I VT I 2
U TM
2U 2 l
6U 2 2 .45 U 2
2.2.2 三相桥式全控整流电路 Three Phase Bridge Controlled Rectifier
1、电阻性负载
VT1、VT3、 VT5 ： 共阴极组 VT4 、VT6 、VT2 ： 共阳极组
（1）在任何时刻都必须有两只晶闸管导通，且不能是同一组的晶 闸管，必须是共阴极组的一只，共阳极组的一只，这样才能 形成向负载供电的回路。 （2）晶闸管触发顺序为VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6，间隔 60 。 （3）为保证电路能启动工作 或在电流断续后能再次 导通，要求触发脉冲为 单宽脉冲或是双窄脉冲， 如图所示。 （4）输出电压波形为线电压 的某部分，一个2π 周期 有6个脉波。故该电路 又称为6脉波整流电路。
U d 0 .9U 2 cos 0 .9 220 cos 60 99 V
Id Ud Rd 99 4 24 . 75 A
I dT
1 2 1
Id
1 2
24 . 75 12 . 38 A
IT
2
Id
1 2
24 . 75 17 . 5 A
1.电阻性负载
Ud
1



2U 2 sin td ( t )
0 . 9U 2
1 cos 2
Id
Ud R
0 .9
U 2 1 cos R 2
I dVT
1 2
I d 0 . 45
U 2 1 cos R 2
U
1

U R


2U 2 sin( t ) d ( t ) U 2
Ud
3 2
5

6

6
2U 2 sin td ( t )
3 6 2
U 2 cos 1 . 17 U 2 cos
移相范围 ： 0 ～ 90
Id Ud R 1 . 17 U2 R cos
I dVT
1 3
Id
1 3 I d 0 . 577 I d
3. 定量分析 当整流输出电压连续时（即带阻感负载或电阻 负载α≤60°）时，电压平均值为
Ud 1
2 3

3

3

6U 2 sin td ( t ) 2 . 34 U 2 cos
(2-26)
带电阻负载α﹥60°时，整流电压平均值为
Ud 3



3

6U 2 sin td ( t ) 2 .34 U 2 1 cos( ) (2-27) 3
37 . 13 12 . 38 A
IT
Id
180 60 360
37 . 13 21 . 44 A