逆变器应用

晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。
三相桥式全控整流电路接反电势阻感负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算Id时有所不同，接反电势阻感负载时的Id为：
（2-29）
式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值
若无续流二极管，则当a突然增大至180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保持恒定，称为失控。
有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗
当a≤60°时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续
当a>60°时，ud波形每60°中有一段为零，ud波形不能出现负值。带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120°
2.2阻感负载时的工作情况
a≤60°时，ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流id波形不同。阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。a>60°时阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相范围为90°。
三相桥式全控整流电路的特点：
（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。
（2）对触发脉冲的要求：
按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。
共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。
（2-12）
（2-13）
（2-14）
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S=U2I2。
2.2带阻感负载的工作情况
为便于讨论，假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。
假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线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。
第三章整流在焊接工艺设备的应用
弧焊整流器,它是把交流电经降压整流后获得直流电的,外特性可以是平的或下降的,它由主变压器、半导体整流元件以及获得所需外特性的调节装置等组成. 与直流弧焊发电机比较,它具有制造方便、价格低、空载损耗小、噪声小等优点,而且大多数可以远距离调节,能自动补偿电网电压波动对输出电压、电流的影响,但有磁偏吹现象. 它可作为各种弧焊方法的电源。弧焊逆变器,它把单相(或三相)交流电经整流后,由逆变器转变为几百至几万赫兹的中频交流电,经降压后输出交流或直流电. 整个过程由电子电路控制,使电源具有符合需要的外特性和动特性. 它具有高效节电、质量轻、体积小、功率因数高、控制性能好、动态响应快易于实现焊接过程的实时控制、焊接性能好等独特的优点,可用于各种弧焊方法,是一种最有发展前途的普及型弧焊电源。
2单相桥式全控整流电路
2.1带电阻负载的工作情况工作原理
VT1和VT4组成一对桥臂，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；
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。
数量关系：
a角的移相范围为180°。
（2-10）
（2-11）
整流在材料加工设备中的应用
姓名：张宇
班级：材料0904
学号：200912010401
引言
▪整流电路的功能：
▪整流电路的功能是将交流电转换成脉动直流电。
▪整流电路的类型：
▪利用二极管的单向导电性可实现单相整流和三相整流；其中单相整流电路常用的有单相半波整流电路和单相桥式整流电路。
第一章单相可控整流电路
Uc-Ub=Ucb
（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲触发（常用）。
（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同a=30°时的工作情况从wt1开始把一周期等分为6段，ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表2-1的规律区别在于：晶闸管起始导通时刻推迟了30°，组成ud的每一段线电压因此推迟30°变压器二次侧电流ia波形的特点：在VT1处于通态的120°期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120°期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。a=60°时工作情况ud波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。a=60°时ud出现为零的点。
单相半波可控整流电路的特点简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化实际上很少应用此种电路。
分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点，建立起整流电路的基本概念。
图2-3 单相半波可控整流电路的分段线性等效电路
a) VT处于关断状态 b) VT处于导通状态
图2-2 带阻感负载的单相半波电路及其波形
至ωt=π+a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，亦称换流。
（2-15）
晶闸管移相范围为90°。
晶闸管承受的最大正反向电压均为 。
负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软。
为了克服此缺点，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。
这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud的计算公式亦一样。
图2-7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
为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
（2-17）
图2-8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
3单相全波可控整流电路
单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。
两者的区别：
（1）单相全波中变压器结构较复杂，绕组及铁芯对铜、铁等材料的消耗多；
（2）单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压为，是单相全控桥的2倍；
2.3定量分析
当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a≤60°时）的平均值为：
带电阻负载且a>60°时，整流电压平均值为：
输出电流平均值为Id=Ud/R
当整流变压器为图2-17中所示采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图2-23中所示，为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为：
（3）单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个
从上述（2）、（3）考虑，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用。
4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）。
单相桥式半控整流电路的另一种接法相当于把图2-4a中的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以省去续流二极管VDR，续流由VD3和VD4来实现。
第二章三相可控整流电路
2.0三相桥式全控整流电路
应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）
（2-16）
在a角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。如图2-7b所示id波形在一周期内有部分时间为0的情况，称为电流断续。与此对应，若id波形不出现为0的点的情况，称为电流连续。当触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。这样，相当于触发角被推迟为δ。
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。
直流回路的平均电流为：
（2-2）
回路中的电流有效值为：
（2-3）
由式2. 2、式2.3可得流过 晶闸管的电流波形系数：
（-4）
电源供给的有功功率为：
（2-5）
其中U为R上的电压有效值：
电源侧的输入功率为：
功率因素为：
编号：1、3、5，4、6、2
2.1带电阻负载时的工作情况
a=0°时的情况
假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通
任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态
从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1-ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看，ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线。
Ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路。
几个重要的基本概念：