单相桥式可控整流电路

1,4
a)
VT4
wt
闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并 不关断。 •至 ωt=π+α 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 过程称换相或换流。
在|u2|>E时，才有晶闸管承 受正电压，有导通的可能。
导通之后， ud=u2，
ud E O id O

b) 直至|u2|=E，id即降至0,使得 电流断续 图4 单相桥式全控整流电路接反电 晶闸管关断，此后ud=E 。 动势—电阻负载时的电路及波形
Ud E Id R

wt
Id
wt
p

wt
c)
0 i2 d) 0
3) 晶闸管电流平均值IdT和有效值IT
wt
I dT
1 U 2 1 cos I d 0.45 2 R 2
wt
任务一 单相桥式可控整流电路
1 p 2U 2 U2 1 p 2 IT ( sin wt ) d(wt ) sin 2 2p R p 2 R 2p
图3 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形 （接续流管）
接入VD：扩大移相范围，不 让ud出现负面积。 移相范围：0 ~ 180 ud波形与电阻性负载相同
Id由VT1和VT3，VT2和VT4， 以及VD轮流导通形成。 uT波形与电阻负载时相同。
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任务一

单相桥式可控整流电路
4. 带反电动势负载时的工作情况
wt
Id Id Id Id Id
wt wt wt wt wt
iVT O
2,3
O i2 uVT O
1,4
O b)
图2 单相全控桥带 阻感负载时的电路及波形
任务一
数量关系
Ud
பைடு நூலகம்单相桥式可控整流电路
2 2
晶闸管移相范围为90。
p
1
p
2U 2 sin wtd(wt )
p
U 2 cos 0.9U 2 cos
2
O ud
wt
晶闸管承受的最大正反向电压均为 2U2。 晶闸管导通角θ与α 无关，均为180。 电流的平均值和有效值：
O id
1,4
wt
Id Id Id Id Id
i VT O i VT O
2,3
wt wt wt wt
u VT
O i2 O
1,4
I dT
1 1 I I d 0.707 I d Id T 2 2
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。
0 i2 d) 0
wt
wt
图1 单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形
任务一 单相桥式可控整流电路

数量关系
1)输出直流电压平均值Ud及有效值U（α 角的移相范围为0～180。）
1 p 2 2U 2 1 cos 1 cos U d 2U 2 sin wtd(wt ) 0.9U 2 p p 2 2
移相范围：0
~ 180
1 p a 1 p a sin 2a U2 sin 2a 4p 2p 2p p u 2) 输出直流电流平均值Id i U 2U 2
d d d
b)
d
Id
U d 2 2U 2 1 cos U 1 cos 0.9 2 R pR 2 R 2
0 u VT
1,4
不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量 S=U2I2。
VT1
T
i2 u2
a ud b L
2.电感性负载（不接续流二极管） 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
u1
VT3
任务一 单相桥式可控整流电路
id
R
VT2
u2 O ud O id iVT O

与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电， E sin 1 δ称为停止导电角，
2U 2
在α 角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。
任务一 单相桥式可控整流电路 电流连续
ud

0
= p
E p
wt
id
O 有负面积
wt
图5 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
O b)
wt
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α 角决定，有效值I2=Id。
任务一
单相桥式可控整流电路
3.电感性负载（接续流二极管）见图3 为了扩大移相范围，使 ｕ ｄ 波形不出现负值且输出电流 更加平稳，可在负载两端并接续流二极管，如图 4-7α 电路所示。 接续流管后， α 的移相范围可扩大到 0 ～ π 。 α 在这区 间内变化，只要电感量足够大，输出电流 id 就可保持连 续且平稳。 在电源电压 u2 过零变负时，续流管承受正向电压而导通， 晶闸管承受反向电压被关断。这样ud 波形与电阻性负载 相同，如图 4-7b所示。负载电流 id是由晶闸管 VT1和 VT 3 、 VT2 和VT４、续流管 VD相继轮流导通而形成的。uT波形与 电阻负载时相同。
任务一
单相桥式可控整流电路
一、单相桥式可控整流电路 1.带电阻负载的工作情况

α)
工作原理及波形分析
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。
ud id b) 0 u d( i d)
T
p

wt
u VT
c)
1,4
VT2 和 VT3 组成另一对桥臂，在
4)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：
U2 1 1 p 2U 2 p 2 I I2 ( sin wt ) d (wt ) sin 2 p R R 2p p
5) 功率因数
cos P UI 1 p sin 2 S U2I 2p p

为了使电流连续，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。电 感量足够大时，电流波形近似一直线。 由于电感存在Ud波形出现负面积，使Ud下降。 α可调范围： 0 ~ 90

任务一 单相桥式可控整流电路
接入VD：扩大移相范围，不让
ud出现负面积。