第二章晶闸管可控整流电路

2.1
单相半波可控整流电路
1．电阻性负载 • 在单相可控整流电路 中，定义晶闸管从承 受正向电压起到触发 导通之间的电角度α 称为控制角（或移相 角），晶闸管在一个 周期内导通的电角度 称为导通角。
2.1
单相半波可控整流电路
• 整流电路输出电压平均值为： Ud=0.45U2(1+cosα )/2 • 整流电路输出电压有效值为： U=U2[sin2α /4π +(π -α )/2π ]1/2 • 整流输出电流的平均值为： Id=Ud/Rd • 有效值为： I=U/Rd • 电流的波形系数为： Kf=I/Id • 整流电路的功率因数： cosψ =P/S • =[sin2α /4π +(π -α )/2π ]1/2 • 所以：控制角越大，波形系数越大。 功率因数越小。
2.2
单相全波和全控桥可控整流电路
• 流过每个晶闸管的电流有效值 为：IT=Id/21/2 • 在一周内晶闸管可能承受的最 大正反向电压为21/2U2 • 在一个周期内每个晶闸管只导 通一次，其波形系数为 KfT=IT/IdT • 负载电流的波形系数为： Kf=I/Id • 整流电路的功率因数： cosψ =P/S • =[ sin2α /2π +(π -α )/π ]1/2
2.1
单相半波可控整流电路
• 2．电感性负载 • 当正半周时，ω t=ω t1=α 时触发 晶闸管T，u2加到感性负载上，由 于电感中的感应电动势的作用， 电流id只能从零开始上升，到 ω t=ω t2时刻达到最大值，随后id 开始减小。到ω t=ω t3时刻u2过零 变负时，id并未下降到零，而在 继续减小，此时负载上的电压ud 为负。直到，ω t=ω t4时刻，电感 上的感应电动势与电源电压相等， id下降到零，晶闸管T关断。 • 感性负载上的电压平均值等于负 载电阻上的电压平均值。
2.1
单相半波可控整流电路
• 例：有一单相半波可控整流电路，Rd=10Ω ，直接接到交流220V 电源上，在控制角α ＝600时，求输出电压的平均值Ud、输出电流 的平均值Id和有效值I、并选择晶闸管（考虑2倍裕量） • 解：Ud=0.45U2(1+cosα )/2=0.45×220(1+cos600)/2=74.3V • U= U2[sin2α /4π +(π -α )/2π ]1/2 • =220×[sin1200/4π +(π -600)/2π ]1/2＝139.5V • Id=Ud/Rd=74.3/10=7.43A • I=U/Rd=139.5/10=13.95A • 晶闸管承受的最大正反向电压为：UTM=21/2U2=21/2×220=311V UDRM=2×311=622V 取700V • 电流的有效值为：ITn=1.57IT(AV)>2I IT(AV)>2I/1.57=2×13.95/1.57=17.3A 取20A
2.2
•Байду номын сангаас
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单相全波和全控桥可控整流电路
例:单相全控桥整流电路，Rd=4Ω ，要求Id在0－25A之间变化， 求： (1)整流变压器TR的变比（不考虑裕量） (2)连接导线的截面积（取允许电流密度J=6A/mm2） (3)选择晶闸管的型号（考虑2倍裕量） (4)在不考虑损耗的情况下，选择整流变压器的容量 (5)计算负载电阻的功率 (6)计算电路的最大功率因数 解：1.负载上的最大平均电压为：Udmax=IdmaxRd=25×4=100V Ud=0.9U2(1+cosα )/2，当α ＝00时，Ud最大，Udmax=0.9U2 U2=Udmax/0.9=111V 变压器的变比为：K=U1/U2=2
2.2 单相全波和全控桥可控整流 电路
• 2.2.1 单相全波可控 整流电路 • 当Ua>Ub的半周，在 某一时刻可以触通 VT1，输出电压与Uab 同向 • 当Ua<Ub的半周，在 某一时刻可以触通 VT2，输出电压与Uab 向
2.2
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单相全波和全控桥可控整流电路
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2.2.2 单相全控桥式整流电路 1．电阻性负载 输出电压的平均值为： Ud=0.9U2(1+cosα )/2 当α =00时，Ud为最大值， α ＝1800时，Ud为最小值， 移相范围为00—1800。 整流输出电压的有效值为： U=U2[sin2α /2π +(π -α )/π ]1/2 输出电流的平均值和有效值分别为： Id=Ud/Rd=0.9U2(1+cosα )/2Rd I=U/Rd 流过每个晶闸管的平均电流为输出 电流的平均值的一半，即IdT=Id/2
第二章晶闸管可控整流电路
• 2.1 单相半波可控整流电路 • 2.2 单相全波和单相全控桥可控整 流电路 • 2.3 三相半波可控整流电路 • 2.4 三相全控桥式整流电路 • 2.5 变压器漏电抗对整流电路的影 响
第二章 晶闸管可控整流电路
• 整流电路：能够直接将交流电能转换为直流电能的电路称为整流 电路 • 用途：直流电动机的调速，同步电机的励磁，电镀，电焊 • 按照交流电源的相数不同，晶闸管可控整流电路可分为单相，三 相和多相整流电路。 • 根据整流电路的结构形式可分为半波，全波和桥式整流 • 整流输出端所接负载的性质对整流电路的输出电压和电流有关， 常见有电阻性负载，电感性负载和反电动势负载。 • 晶闸管可控整流装置具有体积小，效率高，容量大，控制方便等 优点。
2.1
单相半波可控整流电路
• 在单相半波可控整流电 路中，由于电感的存在， 整流输出电压的平均值 将减小，特别在大电感 时，输出电压平均值接 近于零，负载上得不到 应有的电压。解决的办 法是在负载两端并接续 流二极管D。 • 晶闸管和续流二极管承 受的最大电压均为21/2U2
2.1
单相半波可控整流电路
• 在单相半波可控整流电 路中，由于电感的存在， 整流输出电压的平均值 将减小，特别在大电感 时，输出电压平均值接 近于零，负载上得不到 应有的电压。解决的办 法是在负载两端并接续 流二极管D。 • 晶闸管和续流二极管承 受的最大电压均为21/2U2
2.1
单相半波可控整流电路
• 设θ T和θ D分别为晶闸管和续流 二极管在一个周期内的导通角， • 则晶闸管的电流平均值为： IdT=θ TId/2π =(π -α )Id/2π • 流过续流二极管的电流平均值 为： IdD=θ DId/2π =(π +α )Id/2π • 流过晶闸管的电流有效值为： IT=(θ T/2π )1/2Id • ＝[(π -α )/2π ]1/2Id • 流过续流二极管的电流有效值 为： ID=(θ D/2π )1/2Id • ＝[(π +α )/2π ]1/2Id