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1、,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。VT2和VT3组成另一对桥臂，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。, ),数量关系1)输出直流电压平均值Ud及有效值U（ 角的移相范围为0180。）,任务一 单相桥式可控整流电路,2) 输出直流电流平均值Id,3) 晶闸管电流平均值IdT和有效值IT,任务一 单相桥式可控整流电路,5) 功率因数,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：,不考虑变压器的损耗时
2、，要求变压器的容量 S=U2I2。,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。,图2 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形,任务一 单相桥式可控整流电路,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。至t=+ 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。,任务一 单相桥式可控整流电路,数量关系,晶闸管移相范围为90。,晶闸
3、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。电流的平均值和有效值：,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.电感性负载（接续流二极管）见图3为了扩大移相范围，使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4-7 电路所示。接续流管后，的移相范围可扩大到0。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VT、续
4、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,图3 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形 （接续流管）,返回,接入VD：扩大移相范围，不让ud出现负面积。移相范围：0 180ud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。,4. 带反电动势负载时的工作情况 在|u2|E时，才有晶闸管承 受正电压，有导通的可能。,图4 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,任务一 单相桥式可控整流电路,电流断续,导通之后， ud=u2，,直至|u2|=E，id即降至0,使得晶闸管关断，此后ud=
5、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，,在 角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。,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。,任务一 单相桥式可控整流电路,电流连续,有负面积,由于电感存在Ud波形出现负面积，使Ud下降。 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。移相范围：0 180ud波形与电阻性负载相同Id由VT1和VT4，V2和VT3，以及VD轮流导通形成。,图6 单相桥式全控整流电路，有反电动势负载串平
6、波电抗器、接续流二极管,任务一 单相桥式可控整流电路,二、 单相桥式半控整流电路单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，为了对每个导电回路进行控制，只需1个晶闸管就可以了，另1个晶闸管可以用二极管代替，从而简化整个电路。如此即成为单相桥式半控整流电路（先不考虑VDR）。半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。,图7 单相桥式半控整流电路，无续流二极管，阻感负载时的电路及波形,任务一 单相桥式可控整流电路,单相半控桥带阻感负载不接续流二极管的情况 *假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态在u2正半周，触发角处给晶闸管VT加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。 u2过零变负时，因电感
7、作用使电流连续，VT1继续导通。但因点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD3续流。 在u2负半周触发角时刻触发VT2，VT2导通，则向VT1加反压使之关断，u2经VT2和VD3向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT2和VD4续流，ud又为零。,图8 单相桥式半控整流电路，无续流二极管，阻感负载时的电路及波形,续流二极管的作用若无续流二极管，则当突然增大至180或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保持恒定，
8、称为失控。（见图9） 有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。,任务一 单相桥式可控整流电路,图9 单相半控桥电感性负载不接续流二极管的情况分析,返回,图10 单相半控桥电感性负载接续流二极管的情况分析,单相半控桥带阻感负载接续流二极管的情况 *假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态在u2正半周，触发角处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。ud=u2。续流管VDR承受反压截止。 u2过零变负时，因电感作用使续流管VDR承受正压而导通，负载电流id经感性负载、VDR构成通路，电感释放能量，VT1因u2过零恢复阻断，防止了失控。续流期间，ud=0 续流一直到u2负半周触发角时刻触发VT2，VT2导通，则向VDR加反压使之关断，u2经VT2和VD3向负载供电。 ud=u2。 u2过零变正时， VDR承受正压而导通续流， ud又为零， VT2因u2过零恢复阻断。续流直到下一周期处。,
