南京工业大学电力电子大题整理

单相桥式半控整流电路的 另一接法
相当于把图2-5a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。
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3.3.2 三相桥式全控整流电路
三相桥是应用最为广泛的整流电路
➢共阴级组 ➢共阳极组 ➢导通顺序
三相桥式全控整流电路原理图
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1）带电阻负载时的工作情况
0.9U 2
cos
晶闸管移相范围为90。
晶闸管承受的最大正反向电压均为 2U2
晶闸管导通角θ与a无关，均为180。
电流的平均值和有效值：
IdT
1 2
Id
IT
1 2
Id
0.707 I d
变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形波，其相 位由a角决定，有效值I2=Id。
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3） 带反电动势负载
在|u2|>E时，才有晶闸管承 受正电压，有导通的可能。
VT3 VT3 VT5 VT5
VT2 VT4 VT4 VT6
ub-uc =ubc
ub-ua =uba
uc-ua =uca
uc-ub =ucb
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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。
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单相半控桥带阻感负载的情况
在 u2 正 半 周 ， u2 经 VT1 和 VD4 向负载供电。
u2 过 零 变 负 时 ， 因 电 感 作 用 电流不再流经变压器二次绕组， 而是由VT1和VD2续流。
在u2负半周触发角α时刻触发
VT3， VT3导通， u2经VT3和 VD2向负载供电。 u2 过 零 变 正 时 ， VD4 导 通 ， VD2 关 断 。 VT3 和 VD4 续 流 ， ud又为零。
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续流二极管的作用
避免可能发生的失控现象。
若无续流二极管，则当α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，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，避免了失控 的现象。
续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。
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数量关系：
L ?>> R 带VDR
Ud
1
2U2 sin td(t)
2
2U2 1 cos 2
0.9U
2
1
cos 2
Id Ud / R
I dVT
I dVD
2
Id
I dVDR
Id
IVT IVD
2
Id
IVDR Id
I2 2IVT
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单相桥式半控整流电路的另一种接法
单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形
触发脉冲有足够的宽度，保证当t=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。
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。
这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与阻感负载电流连 续时的波形相同，ud的计算公式也一样。 为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
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数量关系
Ud
1
2U2 sin td(t)
2
2U2 1 cos 2
0.9U
2
1
cos 2
a 角的移相范围为180。
▪ 向负载输出的平均电流值为：
Id
Ud R
2
2U 2
R
1 cos
2
0.9 U2 R
1 cos
2
▪ 流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：
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
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三相桥式全控整流电路带电阻负载
=0时的波形
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三相桥式全控整流电路带电阻负载
I dVT
1 2
Id
0.45 U 2 R
1 cos
2
2
▪ 流过晶闸管的电流有效值：
IVT
1
(
2U2 sin t)2 d(t) U2
2 R
2R
1 sin 2
2
▪ 变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：
I I2
1
(
2U2 sin t)2 d (t) U2
R
R
1 sin 2
L 2 2U 2 2.87 103 U 2
I dmin
I dmin
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3.1.4 单相桥式半控整流电路
电路结构
单相全控桥中，每个导电 回路中有2个晶闸管，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）。
电阻负载
半控电路与全控电路在 电阻负载时的工作情况 相同。
=30时的波形
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三相桥式全控整流电路带电阻负载
=60时的波形
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三相桥式全控整流电路带电阻负载
=90时的波形
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晶闸管及输出整流电压的情况如表所示
时段
I
II
III IV
V
VI
共阴极组中导通 VT1 的晶闸管
共阳极组中导通 VT6 的晶闸管
整流输出电压ud
ua-ub
=uab
VT1
VT2
ua-uc =uac
至 ωt=π+ 时 刻 ， 晶 闸 管 VT1 和
VT4关断，VT2和VT3两管导通。 VT2 和 VT3 导 通 后 ， VT1 和 VT4 承 受反压关断，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。
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数量关系
U d
1
2U 2
sin td(t)
2
2
U2
cos
导通之后，
ud=u2，
id
ud E R
，
直至|u2|=E，id即降至0使得
晶闸管关断，此后ud=E 。
与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电， δ称为停止导电角， sin 1 E
2U 2
在α 角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。
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当α < 时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，பைடு நூலகம்可能导通。
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I VT
1I 2
▪
U DM
2 2
U
2
U RM 2U2
不考虑变压器的损耗时，要 求变压器的容量 S=U2I2。
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2）带阻感负载
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，晶闸管VT1和VT4 并不关断。