整流电路PPT课件
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t
b)
1)带电阻负载的工作情况
VT
T
u1
u2
uVT u d
id R
a)
u2
0 t1
2
t
ug
0
t
ud
0
t
uVT
0
t
b)
② t时刻给晶闸管施加
③ 触发脉冲ug，则晶闸管导通。 晶闸管导通期间，电源电压 u2全部加到负载上，负载电压 ud=u2。
③ t，电压u2过零，电流
④ 下降至小于晶闸管的维持电流， ⑤ 晶闸管关断，此时，ud、id均为 ⑥ 零。
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
1.带电阻负载的工作情况
ud id
0
t
u VT 1, 4
0
t
i2
0
t
图3-5 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形
VT1、VT4和VT2、VT3 组成两个桥臂。
① 当交流电源电压进入正 ② 半周时，a点电位高于b点 ③ 电位，两个晶闸管VT1、 ④ VT4同时承受正向电压。
41 si2n2
当 0 时 co ， 0 .s 0 7 ， 7 时 co ， 0 。 s
尽管是电阻负载，电源功率因数也不为1，这是单相半波电路 的缺陷。
单相半波可控整流电路的特点是简单，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。为使变 压 器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。
④ 在u2负半周，晶闸管承受反 ⑤ 向电压，处于反向截止状态，
⑥ u2全部加在晶闸管两端，负载
⑦ 上的电压为零。至此，电路完 ⑧ 成一个工作周期，
基本数量关系
首先，引入两个重要的基本概念： 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 脉冲止的电角度，用a表示，也称触发角或控制角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ 表示 。
ug
0
ud
0
uVT
0
VT
uVT u d
2
分析时认为晶闸管为理想器件。
id
晶闸管开通关断条件。
R
T为整流变压器，其二次电压为：
u2 2U2si nt
t
① 在电源的正半周，晶闸管VT t ② 承受正向电压。在被触发导通
③ 前，晶闸管处于正向阻断状态， t ④ 电源电压全部加在晶闸管上，
⑤ 负载上的电压为零，流过负载 ⑥ 的电流也为零。
只要改变控制角α，即可改变整流输出电压的平均值，达到 可控整流的目的。 整流输出电压的平均值从最大值变化到零时所对应的α的变 化范围，称为移相范围。图3-1所示电路的移相范围为π 。 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 式称为相控方式。
整流输出电压有效值为:
U 2 1 2 U 2 s it2 n d ( t) U 24 1 s2 in 2
■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，分为单 拍电路和双拍电路。
在研究可控整流电路的工作原理时，所采用 的基本方法是根据整流元件的特性和负载的性 质，分析各元件的导通、关断的物理过程，从 而得到各元件的电压和电流波形，在此基础上 得出有关电量与移相控制角的关系，重点掌握 波形分析法。
u2
0 t1
2
ug
0
ud
0
uVT
0
整流输出电流平均值:
t
IdV TU R d0.4U 5R21c2os
t 整流输出电流有效值:
t I2IVT IU RU R 2 4 1 si2 n 2
t
电源侧的输入功率为: SS2U2I2
电源供给的有功功率为: PI2RU2I
功率因数为:
co sPIR
S U2
直流输出电压平均值为：
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o(s 3-1)
直流输出电压平均值为：
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o(s 3-1)
如果此时门极无触发信号， 则两个晶闸管处于正向阻 断状态，电源电压u2将全 部加在VT1、VT4上，两个 晶闸管各自承受电源电压 u2的一半，负载电压ud为 零。
② 在 t时，给VT1、VT4同
③ 时施加触发脉冲，VT1、VT4 即 ④ 时导通，电源电压通过VT1、VT4 ⑤ 加在负载上。
ud id
0
u VT 1, 4
0
i2
0
当电源电压下降至零时，负 载电流id也降至零，VT1、 t VT4自然关断。
在电源电压的正半周，晶闸 t 管VT2、VT3始终承受反向电
压而处于截止状态。
t
图3-5 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形
ud id
0
u VT 1, 4
③ 在u2的负半周，b点电位高于
④ a点电位，晶闸管VT2、VT3同
基本要求
1.理解和掌握单相桥式、三相半波、三相桥式等整流 电路的电路结构、工作原理、工作波形、电气性能、 分析方法和参数计算。
2.重点：波形分析和基本电量计算方法。
波形分析和计算：
① 输出侧的电压、电流； ② 晶闸管的电压、电流； ③ 输入侧的电流。
1)带电阻负载的工作情况
T
u1
u2
a)
u2
0 t1
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
3.1.Baidu Nhomakorabea 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早 的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直 流用电设备。
时
⑤ 承受正向电压。
在t时触发VT2、VT3，
VT2、VT3导通，电流从b端流 t 出经VT3、R、VT2回到电源a
端，负载获得与u2正半周相同 的整流电压和电流波形，
0
t 这期间，VT1、VT4均承受反
b)
1)带电阻负载的工作情况
VT
T
u1
u2
uVT u d
id R
a)
u2
0 t1
2
t
ug
0
t
ud
0
t
uVT
0
t
b)
② t时刻给晶闸管施加
③ 触发脉冲ug，则晶闸管导通。 晶闸管导通期间，电源电压 u2全部加到负载上，负载电压 ud=u2。
③ t，电压u2过零，电流
④ 下降至小于晶闸管的维持电流， ⑤ 晶闸管关断，此时，ud、id均为 ⑥ 零。
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态
3.1 单相可控整流电路 3.2 三相可控整流电路 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 3.4 电容滤波的不可控整流电路 3.7 整流电路的有源逆变工作状态
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
1.带电阻负载的工作情况
ud id
0
t
u VT 1, 4
0
t
i2
0
t
图3-5 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形
VT1、VT4和VT2、VT3 组成两个桥臂。
① 当交流电源电压进入正 ② 半周时，a点电位高于b点 ③ 电位，两个晶闸管VT1、 ④ VT4同时承受正向电压。
41 si2n2
当 0 时 co ， 0 .s 0 7 ， 7 时 co ， 0 。 s
尽管是电阻负载，电源功率因数也不为1，这是单相半波电路 的缺陷。
单相半波可控整流电路的特点是简单，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。为使变 压 器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。
④ 在u2负半周，晶闸管承受反 ⑤ 向电压，处于反向截止状态，
⑥ u2全部加在晶闸管两端，负载
⑦ 上的电压为零。至此，电路完 ⑧ 成一个工作周期，
基本数量关系
首先，引入两个重要的基本概念： 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 脉冲止的电角度，用a表示，也称触发角或控制角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ 表示 。
ug
0
ud
0
uVT
0
VT
uVT u d
2
分析时认为晶闸管为理想器件。
id
晶闸管开通关断条件。
R
T为整流变压器，其二次电压为：
u2 2U2si nt
t
① 在电源的正半周，晶闸管VT t ② 承受正向电压。在被触发导通
③ 前，晶闸管处于正向阻断状态， t ④ 电源电压全部加在晶闸管上，
⑤ 负载上的电压为零，流过负载 ⑥ 的电流也为零。
只要改变控制角α，即可改变整流输出电压的平均值，达到 可控整流的目的。 整流输出电压的平均值从最大值变化到零时所对应的α的变 化范围，称为移相范围。图3-1所示电路的移相范围为π 。 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 式称为相控方式。
整流输出电压有效值为:
U 2 1 2 U 2 s it2 n d ( t) U 24 1 s2 in 2
■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，分为单 拍电路和双拍电路。
在研究可控整流电路的工作原理时，所采用 的基本方法是根据整流元件的特性和负载的性 质，分析各元件的导通、关断的物理过程，从 而得到各元件的电压和电流波形，在此基础上 得出有关电量与移相控制角的关系，重点掌握 波形分析法。
u2
0 t1
2
ug
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uVT
0
整流输出电流平均值:
t
IdV TU R d0.4U 5R21c2os
t 整流输出电流有效值:
t I2IVT IU RU R 2 4 1 si2 n 2
t
电源侧的输入功率为: SS2U2I2
电源供给的有功功率为: PI2RU2I
功率因数为:
co sPIR
S U2
直流输出电压平均值为：
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o(s 3-1)
直流输出电压平均值为：
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o(s 3-1)
如果此时门极无触发信号， 则两个晶闸管处于正向阻 断状态，电源电压u2将全 部加在VT1、VT4上，两个 晶闸管各自承受电源电压 u2的一半，负载电压ud为 零。
② 在 t时，给VT1、VT4同
③ 时施加触发脉冲，VT1、VT4 即 ④ 时导通，电源电压通过VT1、VT4 ⑤ 加在负载上。
ud id
0
u VT 1, 4
0
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当电源电压下降至零时，负 载电流id也降至零，VT1、 t VT4自然关断。
在电源电压的正半周，晶闸 t 管VT2、VT3始终承受反向电
压而处于截止状态。
t
图3-5 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形
ud id
0
u VT 1, 4
③ 在u2的负半周，b点电位高于
④ a点电位，晶闸管VT2、VT3同
基本要求
1.理解和掌握单相桥式、三相半波、三相桥式等整流 电路的电路结构、工作原理、工作波形、电气性能、 分析方法和参数计算。
2.重点：波形分析和基本电量计算方法。
波形分析和计算：
① 输出侧的电压、电流； ② 晶闸管的电压、电流； ③ 输入侧的电流。
1)带电阻负载的工作情况
T
u1
u2
a)
u2
0 t1
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
3.1.Baidu Nhomakorabea 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早 的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直 流用电设备。
时
⑤ 承受正向电压。
在t时触发VT2、VT3，
VT2、VT3导通，电流从b端流 t 出经VT3、R、VT2回到电源a
端，负载获得与u2正半周相同 的整流电压和电流波形，
0
t 这期间，VT1、VT4均承受反