第一节单相桥式整流电路培训课程课件.ppt

1、第一节单相桥式整流电路优选第一节单相桥式整流电路单相全桥整流电路v单相半波整流电路v纯阻性负载工作情况v阻感性负载工作情况v带续流二极管的阻感性负载工作情况v单相全桥整流电路v纯阻性负载工作情况单相桥式可控整流电路一.单相桥式全控整流电路（一）电阻性负载假设:SCR为理想开关u2=U2msint工作原理无触发0，vu20时T1T4承受正向v电压v 若无门极触发信号:vT1T4正向阻断；v承受电压为u2/2;vT2T3承受反向电压v 反向阻断；v承受电压为u2/2vid=0,ud=0；工作原理有触发，vt=时，给T1T4同时加触发信号vT1 T4导通viT1=iT4=id=i2vud=u2，v

2、uT1=uT4=0vid=ud/R=u2/RvT2 T3反向阻断v承受电压u2工作原理无触发，vt=时，viT1=iT4=id=0vT1 T4关断v t+时，vu2 R）在第二个周期，此时工作模态同前晶闸管导通角与a无关，均为180当t=，u2=0时，感性负载全桥可控整流电路计算半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。L较小较大时，L储能VT3和VD4续流，ud又为零。（给T1T4同时加触发信号）负载由阻性负载和反电势组成t=时，给T1T4同时加触发信号id仍0，T1T4继续导通感性负载全桥可控整流电路计算负载电阻上电压有效值U在 u2 负半周触发 角 a 时刻触发 VT3，VT3 导

3、通，向电感量较小，控制角较大模态负载由阻性负载和反电势组成闸管持续导通从而导致失控的现象。导通角大于阻性负载;id=idmax，电感量较小，控制角较大（电流断续）R）流的持续性，T1会一直导通！SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。单相桥式全控整流电路感性负载小结半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。单相全桥感性整流电路（LR）至t=+a 时刻，给VT2和VT3加变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形改变角，可以改变输出电压电流波形和大小；T2和VT3导通后，u2通过

4、VT2和id脉动幅度很小，近似为不考虑变压器损耗时，变压器的容量为=U2T2和VT3导通后，u2通过VT2和工作原理有触发，2 单相全桥整流电路小结v T1T4和 T2T3两组 SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；v 改变角，可以改变输出电压电流波形和大小；v SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。v SCR是否能触发导通的依据是电压正偏。v SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。几个名词术语介绍v（1）控制角v从晶闸管承受正向电压时刻起到加触发脉冲为止这段时间所 对应的角度。v（2）导通角vSCR在一个周期内

5、导通的时间所对应的角度。v（3）移相v改变触发脉冲出现的时刻（即改变控制角的小）。v移相控制几个名词术语介绍v（4）移相范围v改变 角使输出整流电压平均值从最大值降到最小值，控制角 的变化范围即触发脉冲移相范围。v（5）同步v使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。v（6）换流（换相）v在可控整流电路中，从一路SCR导通变换为另一路SCR导通的过程。电感量较小，控制角较大时小结负载由阻性负载和反电势组成与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导电角。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软.晶闸管移相范围为90。当U2R）为正弦，另外半

6、周期ud为零，其平均值保单相桥式全控整流电路的计算1电感量较小，控制角较大模态假设负载电感很大，负载电流id连感性负载全桥可控整流电路计算SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。单相桥式全控整流电路的计算1v数量关系负载输出电压的平均值为向负载输出的平均电流值为流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：单相桥式全控整流电路的计算v流过晶闸管的电流有效值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：又单相桥式全控整流电路电阻性负载基本数量关系v 负载电阻上电压有效值UU=I R 功率因数cosv 功率因数vcos=P/S=UI/U2=U/U2v不考虑变压器损耗时，变压器的容量

7、为=U2基本数量关系v 增大时:vUd/U2 vI2/Id vCos 单相全桥整流电路v单相半波整流电路v纯阻性负载工作情况v阻感性负载工作情况v带续流二极管的阻感性负载工作情况v单相全桥整流电路v纯阻性负载工作情况v阻感性负载工作情况v1.电感量较小，控制角较大（电流断续）(二)电感性负载vuL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化电感量较小，控制角较大模态v过程分析vt=时，v（给T1T4同时加触发信号）vT1 T4导通vid从0开始上升(uL0)vL储能，ud=u2v电网供能量给R和L电感量较小，控制角较大模态v当u2由峰值开始下降后，vud下降但id仍上升vL吸收能量v直到id上升速率0

8、，vid=idmax，v此后id开始下降，vL释放能量电感量较小，控制角较大模态v当t=，u2=0时，vid仍0，T1T4继续导通v电感感应电势维持电流v当t=t 1时，u2=0vL供能量给R，同时回馈给电网vid继续下降,直到0（L能量释放完vT1T4关断vt wt1（+）v四管均断态，id=0,ud=0电感量较小，控制角较大模态v当t=+时类似电感量较小，控制角较大时小结v带RL负载后ud出现负值;v id变化滞后于ud;v导通角大于阻性负载;v L较小较大时，L储能v 较小，在id下降过程中不v 足以维持T1T4导通至T2Tv 触发导通时刻，导通角v R）vid脉动幅度很小，近似为v 一

9、直流Id；v导通角=v波形viT:矩形波(幅值 Id)vi2:矩形波(正负幅值均为 Id)单相桥式全控整流电路感性负载小结v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。v2 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。v至t=+a 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，亦称换流。单相桥式全控整流电路（感性负载）v数量关系2U晶闸管移相范围为90。晶闸管承受

10、的最大正反向电压均为晶闸管导通角与a无关，均为180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a角决定，有效值I2=Id。反电势负载模态分析v负载由阻性负载和反电势组成v当U20时T1T4承受正向t=时，给T1T4同时加触发信号有续流二极管VD时，续流过程由VD当t=，u2=0时，T2T3承受正压正向阻断；SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。当U2E时，T1和T4承受反向电压Ud=E在 u2 负半周触发 角 a 时刻触发 VT3，VT3 导通，向工作原理有触发，2 负载由阻性负载和反电势组成 tE）T2和T3会承受正向电压而换流导通。反电

11、势负载角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。当 时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。反电势负载数量关系v输出电压平均值反电势负载数量关系v晶闸管导通后的回路方程输出电流平均值Id：单相桥式整流电路反电动势负载v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软.为了克服此缺点，一般在主电路中直流输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v 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。(二)单相

12、桥式半控整流电路v单相桥式半控整流电路v纯阻性负载工作情况v阻感性负载工作情况阻性负载单相桥式半控整流电路v半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态当t=+时类似id=0,ud=0；t=时，给T1T4同时加触发信号过零变正时，VD4导通，VD3关断。触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。t=时，给T1T4同时加触发信号单相半控桥带阻感负载的小结电流迅速转移到VT2和VT3上，此i T2=i T3=i d=i 2半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。完成，晶闸管关断，避免了某一个晶完成，晶闸管关断，避免了某一个晶U=

13、I R 功率因数cost=+时，L较小较大时，L储能直至|u2|=E，id即降至0过零变正时，VD4导通，VD3关断。感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态阻感性负载单相桥式半控整流电路v半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。v负载输出电压的平均值为单相半控桥带阻感负载的小结v假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态v在u2正半周，触发角a处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2v经VT1和VD4向负载供电。vu2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导v通。但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而

14、是由VT1和VD3续流。v在 u2 负半周触发 角 a 时刻触发 VT3，VT3 导通，向v VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD3向负载供电。u2v过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT3和VD4续流，ud又为零。失控现象假设电感足够大，电流不断续当关断VT1，VT2准备关闭系统时，由于电流的持续性，T1会一直导通！D3和D4轮流换流，无法关闭系统，造成失控！在失控时，ud仍为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保持恒定。即使没有驱动信号，仍然无法关闭系统。为了避免失控，通常在输出端反联二极管晶闸管导通角与a无关，均为180t wt1（+）uL=Ldid/dt，电

15、感L抑制电流变化单相全桥感性整流电路（LR）半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。iT2=iT3=id=0，T2 T3关断当 时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。tR）当t=+时类似在 u2 负半周触发 角 a 时刻触发 VT3，VT3 导通，向 t+时，晶闸管移相范围为90。第一节单相桥式整流电路感性负载全桥可控整流电路计算感性负载全桥可控整流电路计算当t=+时类似过零变正时，VD4导通，VD3关断。L较小较大时，L储能当t=，

16、u2=0时，不考虑变压器损耗时，变压器的容量为=U2i T2=i T3=i d=i 2T1T4承受反压反向阻断；id变化滞后于ud;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：T1T4和 T2T3两组 SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；电感量较小，控制角较大（电流断续）负载由阻性负载和反电势组成SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。第一节单相桥式整流电路当t=，u2=0时，假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态直至|u2|=E，id即降至0工作原理无触发，当t=+时类似导通角大于阻性负载;换流，无法关闭系统，造成失控！但因a点电位低

17、于b点电位，使得电流从VD4转移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。半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。t=+时，t=时，给T1T4同时加触发信号T1T4和 T2T3两组 SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；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t=，u2=0时，单相桥式全控整流电路（感性负载）L较小较大时，L储能t=时，给T1T4同时加触发信号电感量较小，控制角较大时小结t=时，给T1T4同时加触发信号阻感性负载单相桥式半控整流电路带续流二极管的阻感性负载工作情况工作原理无触发，阻感性负载单相桥式半控整流

18、电路感性负载全桥可控整流电路计算波，其相位由a角决定，有效值I2=Id。带续流二极管的阻感性负载工作情况当t=，u2=0时，uT1=uT4=0感性负载全桥可控整流电路计算换流，无法关闭系统，造成失控！感性负载全桥可控整流电路计算t=时，给T1T4同时加触发信号SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。t=时，给T1T4同时加触发信号当t=+时类似iT2=iT3=id=0，T2 T3关断完成，晶闸管关断，避免了某一个晶id脉动幅度很小，近似为感性负载半控整流工作模态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：过零变正时，VD4导通，VD3关断。这时整流

19、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。感性负载全桥可控整流电路计算半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。工作原理有触发，id=ud/R=u2/RT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。L较小较大时，L储能与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导电角。完成，晶闸管关断，避免了某一个晶T2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。tE）T2和T3会承受正向电压而换流导通。单相全桥感性整流电路（LR）基本数量关系