单相桥式全控整流电路资料
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相位由a角决定，有效值I2=Id。
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
ud E
Oa
wt
id Id
O
wt
b)
图3-7 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
■带反电动势负载时的工作情况
◆当负载为蓄电池、直流电动机的电枢（忽略其中的电感）等时， 负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。
☞触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=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。 ☞在a角相同时，整流输出电压比电阻负载时
◆电流断续 ☞id波形在一周期内有部分时间为0的情况，称为电流断续。 ☞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。
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pa R
R
1 sin 2a p a
2p
p
由式（3-12）和（3-13）可见：
IT
1I 2
☞不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S=U2I2。
(3-13) (3-14)
3/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆电路分析
☞在u2正半周期
u
2
√触发角a处给晶闸管VT1和VT4加触
带电阻负载时的电路及波形 1/131
☞到u 过零时，电流又降为零，VT 和VT 关断。
3.1.2 单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞☞和晶整闸 流222UU管电2。2 承压受平的均最 值大为：正向电压和反向电压分别为
Ud
1 p
p a
2U2 sinwtd(wt) 2
2U 2 p
1 cosa 2
◆电路分析
☞|u2|>E时，才有晶闸管承id 受 u正d R电E 压，有导通的可能。
☞晶闸管导通之后，ud=u2，sin 1 晶闸管关断，此后ud=E。
E 2U
，直至|u2|=E，id即降至0使得
2
☞与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度(停3-1止6)导电，称为停
止导电角。
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
☞为保证电流连L续所p2w需I2的dUmi2n电感2.量87L可10由3下IUd式m2in 求出：(3-17)
8/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■例：单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势 E=60V，当a=30时，要求：
①作出ud、id和i2的波形；
②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；
0.9U 2
1 cosa 2
(3-9)
α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180时，Ud=0。可见，α角的
移相范围为180。 ☞向负载输出的直流电流平均值为：
Id
Ud R
2 2U2
pR
1 cosa
2
0.9 U2 R
1 cosa
2
(310)
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
☞流过晶闸管的电流平均值 ：
Ud
1
p
p a a
2U 2
sinwtd(wt)
2
p
2
U2
cosa
0.9U 2
cosa
(3-15)
当a=0时，Ud0=0.9U2。a=90时，Ud=0。晶闸管移相范
围为90。
☞晶闸管承受的最大正反向电压均为 2U。2
☞晶闸管导通角与a无关，均为180，其电流平均值和有
☞效变值压分器别二为次：侧电IdT 流和12iI2d的波IT 形 1为2 I正d 负0.7各07I。1d 80的矩形波，其
IdT
1 2
Id
0.45 U 2 R
1 cosa
2
(3-11)
☞流过晶闸管的电流有效值为：
IT
1
p
(
2U2 sinwt)2 d(wt) U2
2p a R
2R
1 sin 2a p a
2p
p
(3-12)
☞变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等，为
I I2
1
p
(
2U2 sin wt)2 d (wt) U2
脉冲，VT uVT1,4 1c)
和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回
电源b端。
d)
0 i2
VT2和VT3 的a=0处为 wt=p
wt
wt
☞当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零， VT1和VT4关断。
0
wt
图3-5 单相全控桥式
☞在u2负半周，仍在触发角a处触发VT2和VT3，
VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、 VT2流回电源a端。
③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①ud、id和i2的波形如u2图3-9：
Biblioteka Baidu
O
p
wt
ud
a
O
p
id
wt
Id
O i2
Id
Id
wt
a
O
wt
图3-9 ud、id和i2的波形图
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9 U2 cosa＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带电阻负载的工作情况
◆电路分析 a) ☞闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2 和VT3组
成另一对桥臂。
☞在u2正半周（即a点电位高于b点电位）
ud
ud(id)
√若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,
id b)
0a
pa
VT1、VT4串联承受电压u2。
√在触发角a处给VT1和VT4加触发
3.1.2 单相桥式全控整流电路
u
d
a
=p
☞为了克服此缺点，一般在主电
E
路中直流输出侧串联一个平波
电抗器。
0
p
wt
☞电感量足够大使电流连续，晶 i 闸管每次导通180，这时整流 d
电压ud的波形和负载电流id的
O
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。
wt
图3-8 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
和VT3导通，u2通过VT2和VT3分别向VT1
O
w t 和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过
图3-6 单相桥式全控整流电流带 VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，
阻感负载时的电路及波形
此过程称为换相，亦称换流。
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞整流电压平均值为：
O
w t 发脉冲使其开通，ud=u2。
ud
√负载电感很大，id不能突变且波形近
O
w t 似为一条水平线。
id
Id
i VT
O
1,4
Id
wt
☞u2过零变负时，由于电感的作用晶闸
i VT
O
2,3
Id
w t 管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。
O i2 O u VT 1,4
Id Id
wt wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和VT3，VT2
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
ud E
Oa
wt
id Id
O
wt
b)
图3-7 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
■带反电动势负载时的工作情况
◆当负载为蓄电池、直流电动机的电枢（忽略其中的电感）等时， 负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。
☞触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=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。 ☞在a角相同时，整流输出电压比电阻负载时
◆电流断续 ☞id波形在一周期内有部分时间为0的情况，称为电流断续。 ☞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。
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pa R
R
1 sin 2a p a
2p
p
由式（3-12）和（3-13）可见：
IT
1I 2
☞不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S=U2I2。
(3-13) (3-14)
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆电路分析
☞在u2正半周期
u
2
√触发角a处给晶闸管VT1和VT4加触
带电阻负载时的电路及波形 1/131
☞到u 过零时，电流又降为零，VT 和VT 关断。
3.1.2 单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞☞和晶整闸 流222UU管电2。2 承压受平的均最 值大为：正向电压和反向电压分别为
Ud
1 p
p a
2U2 sinwtd(wt) 2
2U 2 p
1 cosa 2
◆电路分析
☞|u2|>E时，才有晶闸管承id 受 u正d R电E 压，有导通的可能。
☞晶闸管导通之后，ud=u2，sin 1 晶闸管关断，此后ud=E。
E 2U
，直至|u2|=E，id即降至0使得
2
☞与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度(停3-1止6)导电，称为停
止导电角。
6/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
☞为保证电流连L续所p2w需I2的dUmi2n电感2.量87L可10由3下IUd式m2in 求出：(3-17)
8/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■例：单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势 E=60V，当a=30时，要求：
①作出ud、id和i2的波形；
②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；
0.9U 2
1 cosa 2
(3-9)
α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180时，Ud=0。可见，α角的
移相范围为180。 ☞向负载输出的直流电流平均值为：
Id
Ud R
2 2U2
pR
1 cosa
2
0.9 U2 R
1 cosa
2
(310)
2/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
☞流过晶闸管的电流平均值 ：
Ud
1
p
p a a
2U 2
sinwtd(wt)
2
p
2
U2
cosa
0.9U 2
cosa
(3-15)
当a=0时，Ud0=0.9U2。a=90时，Ud=0。晶闸管移相范
围为90。
☞晶闸管承受的最大正反向电压均为 2U。2
☞晶闸管导通角与a无关，均为180，其电流平均值和有
☞效变值压分器别二为次：侧电IdT 流和12iI2d的波IT 形 1为2 I正d 负0.7各07I。1d 80的矩形波，其
IdT
1 2
Id
0.45 U 2 R
1 cosa
2
(3-11)
☞流过晶闸管的电流有效值为：
IT
1
p
(
2U2 sinwt)2 d(wt) U2
2p a R
2R
1 sin 2a p a
2p
p
(3-12)
☞变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等，为
I I2
1
p
(
2U2 sin wt)2 d (wt) U2
脉冲，VT uVT1,4 1c)
和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回
电源b端。
d)
0 i2
VT2和VT3 的a=0处为 wt=p
wt
wt
☞当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零， VT1和VT4关断。
0
wt
图3-5 单相全控桥式
☞在u2负半周，仍在触发角a处触发VT2和VT3，
VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、 VT2流回电源a端。
③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①ud、id和i2的波形如u2图3-9：
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O
p
wt
ud
a
O
p
id
wt
Id
O i2
Id
Id
wt
a
O
wt
图3-9 ud、id和i2的波形图
9/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
②整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud＝0.9 U2 cosa＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带电阻负载的工作情况
◆电路分析 a) ☞闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2 和VT3组
成另一对桥臂。
☞在u2正半周（即a点电位高于b点电位）
ud
ud(id)
√若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,
id b)
0a
pa
VT1、VT4串联承受电压u2。
√在触发角a处给VT1和VT4加触发
3.1.2 单相桥式全控整流电路
u
d
a
=p
☞为了克服此缺点，一般在主电
E
路中直流输出侧串联一个平波
电抗器。
0
p
wt
☞电感量足够大使电流连续，晶 i 闸管每次导通180，这时整流 d
电压ud的波形和负载电流id的
O
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。
wt
图3-8 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
和VT3导通，u2通过VT2和VT3分别向VT1
O
w t 和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过
图3-6 单相桥式全控整流电流带 VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，
阻感负载时的电路及波形
此过程称为换相，亦称换流。
4/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
◆基本数量关系 ☞整流电压平均值为：
O
w t 发脉冲使其开通，ud=u2。
ud
√负载电感很大，id不能突变且波形近
O
w t 似为一条水平线。
id
Id
i VT
O
1,4
Id
wt
☞u2过零变负时，由于电感的作用晶闸
i VT
O
2,3
Id
w t 管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。
O i2 O u VT 1,4
Id Id
wt wt
☞wt=p+a时刻，触发VT2和VT3，VT2