电力电子技术：3 整流电路1

1、第3章 整流电路(I)2引 言整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种按电路结构可分为桥式电路和零式电路按交流输入相数分为单相电路和多相电路按控制方式分为相位控制电路和斩波控制电路33.1 单相可控整流电路共同点 交流侧接单相电源电路形式 单相半波可控整流电路，单相桥式全控整流电路， 单相全波可控整流电路， 单相桥式半控整流电路重点讲述工作原理（波形分析）-理想器件定量计算 有效值、平均值不同负载的影响 电阻负载、阻感负载、反电动势负载4电力电子电路的一种基本分析方法通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路，分段进行分析计算：当VT处于断态

2、时，相当于电路在VT处断开，ud = 0。当VT处于通态时，相当于VT短路，ud = u2 。VT处于关断状态 VT处于导通状态53.1.1 单相半波可控整流电路Single Phase Half Wave Controlled Rectifier带电阻负载的工作情况变压器T起变换电压和隔离的作用；u1/U1：一次电压瞬时值/有效值；u2/U2：二次电压瞬时值/有效值；ud/Ud：输出电压瞬时值/平均值；电阻负载的特点： 电压与电流成正比，两者波形相同 6单相半波可控整流电路（电阻负载）7单相半波可控整流电路（电阻负载）8单相半波可控整流电路（电阻负载）9单相半波可控整流电路（电阻负载）10触

3、发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度，用a表示，也称触发角或控制角导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用表示 单相半波可控整流电路（电阻负载）11基本数量关系 直流输出电压平均值为 单相半波可控整流电路（电阻负载）12a = 0，Ud = Ud0 = 0.45U2a = 180，Ud = 0晶闸管的a移相范围为180调节a角即可控制Ud的大小通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。单相半波可控整流电路（电阻负载）13单相半波可控整流电路（阻感负载）阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不能发

4、生突变。14单相半波可控整流电路（阻感负载）15单相半波可控整流电路（阻感负载）16单相半波可控整流电路（阻感负载）17单相半波可控整流电路（阻感负载）18单相半波可控整流电路（阻感负载）VT处于通态时：初始条件：t=a ，id = 0，得：式中当t =+a 时，id = 0，整理得：思考：负载阻抗角j、触发角a、导通角的关系19单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管）为避免Ud太小，在整流电路的负载两端并联一个二极管-续流二极管20单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管）21单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管）续流过程22单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管）2

5、3单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管）数量关系 若L足够大，使id连续，id近似为一条水平线，恒为Id，则有 24单相半波可控整流电路（阻感负载，有续流二极管）晶闸管承受的最大正反向电压是续流二极管承受的最大反向电压也是25单相半波可控整流电路的特点简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化；实际上很少应用此种电路；分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点，建立起整流电路的基本概念。263.1.2 单相桥式全控整流电路Single Phase Bridge Controlled Rectifier1. 带电阻负载的工作情况工作原理及波形分析VT1和V

6、T4组成一对桥臂；VT2和VT3组成另一对桥臂。27单相桥式全控整流电路（电阻负载）28单相桥式全控整流电路（电阻负载）29单相桥式全控整流电路（电阻负载）30单相桥式全控整流电路（电阻负载）31单相桥式全控整流电路（电阻负载）数量关系输出电压平均值 a角的移相范围为180晶闸管承受的最大正向电压是 ，最大反向电压是32输出电流平均值 晶闸管电流平均值晶闸管电流有效值单相桥式全控整流电路（电阻负载）33单相桥式全控整流电路（电阻负载）不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S = U2 I2变压器二次电流有效值 晶闸管电流平均值34假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。假设负载电感很大，负载

7、电流id连续且波形近似为一水平线。单相桥式全控整流电路（阻感负载）35单相桥式全控整流电路（阻感负载）36单相桥式全控整流电路（阻感负载）输出电压 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a无关，均为18037单相桥式全控整流电路（阻感负载）晶闸管电流平均值晶闸管电流有效值 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a角决定，有效值 I2 = Id。38单相桥式全控整流电路（反电动势负载）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 ， 直至|u2| = E，id即降至0，使得晶闸管关断，此后ud = E39例3-1

8、 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a=30时，要求： 作出ud、id和i2的波形； 求整流输出平均电压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：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 晶闸管承受的最大反向电压为 流过每个晶闸管的电流有效值为 故晶闸管的额定电压和额度电流为 403.1.3 单相全波可控整流电路Single Phase Full Wave Controlled Rectifier u2正半周，VT1工作，变压器二次绕组上半部流过电流；u2负半周，VT2工作，变压器二次绕组下半部流过电流；不存在直流磁化又称单相双半波可控整流电路41单相全波可控整流电路与单相全控桥的区别单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的42单相全波可控整流电路与单相全控桥的区别单相全波中变压器结构较复杂，绕组及铁芯对铜、铁等材料的消耗多；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为 ，是单相全控桥的2倍；单相全波导电回