单相桥式全控整流电路ppt课件.ppt

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1、1/131,3.1.2 单相桥式全控整流电路,a),带电阻负载的工作情况 电路分析 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) 若4个晶闸管均不导通,id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压u2。 在触发角处给VT1和VT4加触发 脉冲,VT1和VT4即导通,电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端。 当u2过零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT1和VT4关断。 在u2负半周,仍在触发角处触发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。 到u2过零时,电流又降为零,VT2和V

2、T3关断。,VT2和VT3的=0处为t=,2/131,基本数量关系 晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 。 整流电压平均值为: =0时,Ud= Ud0=0.9U2。=180时,Ud=0。可见,角的移相范围为180。 向负载输出的直流电流平均值为:,3.1.2 单相桥式全控整流电路,(3-9),(3-10),3/131,流过晶闸管的电流平均值 : 流过晶闸管的电流有效值为: 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 由式(3-12)和(3-13)可见:不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量为S=U2I2。,3.1.2 单相桥式全控整流电路,(3-11),(3-12),(

3、3-13),(3-14),4/131,3.1.2 单相桥式全控整流电路,图3-6 单相桥式全控整流电流带阻感负载时的电路及波形,带阻感负载的工作情况 电路分析 在u2正半周期 触发角处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通,ud=u2。 负载电感很大,id不能突变且波形近似为一条水平线。 u2过零变负时,由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id,并不关断。 t=+时刻,触发VT2和VT3,VT2和VT3导通,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,此过程称为换相,亦称换流。,5/131,3.1.2

4、单相桥式全控整流电路,基本数量关系 整流电压平均值为: 当=0时,Ud0=0.9U2。=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 。 晶闸管导通角与无关,均为180,其电流平均值和有效值分别为: 和 。 变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形波,其相位由角决定,有效值I2=Id。,(3-15),6/131,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。 电路分析 |u2|E时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能。 晶闸管导通之后,ud=u2, ,直至|u2

5、|=E,id即降至0使得晶闸管关断,此后ud=E。 与电阻负载时相比,晶闸管提前了电角度停止导电,称为停止导电角。 当时,触发脉冲到来时,晶闸管承受负电压,不可能导通。,3.1.2 单相桥式全控整流电路,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,(3-16),7/131,3.1.2 单相桥式全控整流电路,触发脉冲有足够的宽度,保证当t=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

6、软。,8/131,3.1.2 单相桥式全控整流电路,为了克服此缺点,一般在主电 路中直流输出侧串联一个平波 电抗器。电感量足够大使电流连续,晶 闸管每次导通180,这时整流 电压ud的波形和负载电流id的 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。 为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出:,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,(3-17),9/131,3.1.2 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=2,L值极大,反电势E=60V,当=30时,要求: 作出ud、id和i2的波形; 求整流输出平均电

7、压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2; 考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。解:ud、id和i2的波形如图3-9:,图3-9 ud、id和i2的波形图,10/131,3.1.2 单相桥式全控整流电路,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 Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97(A) Id (UdE)/R(77.9760)/29(A) I2Id9(A) 晶闸管承受的最大反向电压为: U2100 141.4(V) 流过每个晶闸管的电流的有效值为: IVTId 6.36(A) 故晶闸管的额定电压为: UN(23)141.4283424(

8、V) 晶闸管的额定电流为: IN(1.52)6.361.5768(A) 晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。,11/131,3.1.3 单相全波可控整流电路,图3-10 单相全波可控整流电路及波形,带电阻负载时 电路分析 变压器T带中心抽头。 在u2正半周,VT1工作,变压器二次绕组上半部分流过电流。 u2负半周,VT2工作,变压器二次绕组下半部分流过反方向的 电流。 变压器也不存在直流磁化的问题。,12/131,3.1.3 单相全波可控整流电路,单相全波与单相全控桥的区别 单相全波中变压器结构较复杂,材料的消耗多。 单相全波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,相应地,门极驱动电路也少2个;但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。 单相全波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而管压降也少1个。从上述后两点考虑,单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用。,

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