【电力电子技术】2整流电路

Contrelled Rectifier)
1) 带电阻负载的工作情况 a)
电路结构
工作原理及波形分析
ud
ud(id)
VT1和VT4组成一对桥臂， b)
id 0a
pa
wt
在 u2 正 半 周 承 受 正 向 电 压 ， uVT1,4
c)
触 发 即 导 通 ， u2 过 零 时 关 断 。
0 i2
wt
d)
第2章 整流电路·引言
整流电路的作用 将交流电变为直流电。
整流电路的分类 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 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。
2
2.1 单相可控整流电路 2.1.1 单相半波可控整流电路 2.1.2 单相桥式全控整流电路 2.1.3 单相全波可控整流电路 2.1.4 单相桥式半控整流电路
0
wt 1
p
2p
wt
u
g
c)
0
wt
u
d
d)
0a
q
wt
u
VT
e)
0
wt
图2-1 单相半波可控整流电路及波形
4
2.1.1 单相半波可控整流电路
基本数量关系 重要的基本概念：
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发 脉冲止所对应的电角度，用a表示，称触发角或控制角。
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表
VT2和VT3组成另一对桥臂， 0
wt
在 u2 负 半 周 承 受 正 向 电 压 ， 触 发 即 导 通 ， u2 过 零 时 关 断 。
图2-5 单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形
11
2.1.2 单相桥式全控整流电路
数量关系
Ud
1 p
p a
2U2 sinwtd(wt)
2
2U2 1 cosa p2
VT
L u2
R
VT
L u2
R
a)
b)
图2-3于关断状态 b)VT处于导通状态
7
2.1.1 单相半波可控整流电路
当VT处于通态时，如下方程成立
VT
L did dt
Rid
2U 2 sin wt
（2-2）
初始条件：ωt= a ，id=0。求解式（2-2） 并将初始条件代入可得
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2.1.1 单相半波可控整流电路
单相半波可控整流电路的特点
VT的a 移相范围为180 。 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建立起整流电路的基本概念。
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2.1.2 单相桥式全控整流电路
单 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 (Single Phase Bridge
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2.1.1 单相半波可控整流电路
电力电子电路的一种基本分析方法
通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路。
器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。
对单相半波电路的分析可 基于上述方法进行
当 VT 处 于 断 态 时 ， 相 当 于 电 路 在 VT 处 断 开 ， id=0。
当 VT 处 于 通 态 时 ， 相 当 于VT短路。
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2.1.1 单相半波可控整流电路
续流二极管
当u2过零变负时，VDR导通， a)
ud为零，VT承受反压关断。
L储存的能量保证了电流id在L- b)
R-VDR回路中流通，此过程通
常称为续流。
c)
数量关系(id近似恒为Id） d)
I dVT
p a 2p
Id
（2-5） e)
IVT
1
2p
p a
I
2 d
2
c) d)
0 i2
0
（2-10）
(2-11)
wt
wt wt
12
2.1.2 单相桥式全控整流电路
流过晶闸管的电流有效值：
IVT
1
p
(
2U2 sinwt)2 d(wt) U2
u2
阻 感 负 载 的 特 点 ： 电 感 b) 0 wt1 p ug
对 电 流 变 化 有 抗 拒 作 用 ，c) 0
使得流过电感的电流不 ud +
发生突变。
d) 0a
id
e)
讨论负载阻抗角j、触发
0 u VT
q
2p
wt
wt +
wt
wt
角a、晶闸管导通角 θ的 f) 0
wt
关系。
图2-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形
0.9U
2
1
cosa 2
a 角的移相范围为180 。
（2-9）
向负载输出的平均电流值为：
Id
Ud R
2
2U 2
pR
1 cosa
2
0.9 U2 R
1 cosa
2 ud
dd
id
流过晶闸管的电流平均值只有
b)
0a
pa
输出直流平均值的一半，即：
u VT1,4
I dVT
1 2
Id
0.45 U 2 R
1 cosa
d
(wt
)
p a IdVDR 2p Id
p a 2p
I
d
（2-6） f) （2-7）g)
IVDR
1
2p
2p a p
Id2d (wt)
p a 2p Id
（2-8）
u2
O ud
w t1
wt
O
wt
id
Id
O
wt
i VT
Id
O
p-a
p+a
wt
i VD R
O
wt
u VT
O
wt
图2-4 单相半波带阻感负载 有续流二极管的电路及波形
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2.1.1 单相半波可控整流电路
单相半波可控整流电路(Single Phase Half Wave
Controlled Rectifier)
1）带电阻负载的工作情况
T
a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
变压器T起变换电压和 电气隔离的作用。
电阻负载的特点：电 压与电流成正比，两 者波形相同。
u
2
b)
L u
2
R
b)
id
2U 2
sin(a
R (wt a )
)e wL
Z
2U2 sin(wt )
Z
b) VT处于导通状态
（2-3）
•
其中Z
R2
(wL)2，
arctan wL
R
当ωt=θ+a 时，id=0，代入式（2-3）并整
理得 q
sin(a )e tan sin(q a )
（2-4）
第2章 整流电路
2.1 单相可控整流电路 2.2 三相可控整流电路 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 2.4 电容滤波的不可控整流电路 2.5 整流电路的谐波和功率因数 2.6 大功率可控整流电路 2.7 整流电路的有源逆变工作状态 2.8 晶闸管直流电动机系统 2.9 相控电路的驱动控制
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本章小结
示。 直流输出电压平均值为：
Ud
1
2p
p a
2U2 sinwtd(wt)
2U 2
2p
(1
cosa
)
0.45U 2
1
cosa
2
(2-1)
VT的a 移相范围为180
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。
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2.1.1 单相半波可控整流电路
2) 带阻感负载的工作情况