电力电子技术(第4版)第6讲 单相可控整流电路

第二章

整流电路2.1单相可控整流电路2.2

三相可控整流电路2.3变压器漏感对整流电路的影响2.1.1单相可控整流电路2.1.2单相桥式全控整流电路2.1.3单相桥式半控整流电路VT1VT3VT2VT4RdwtudVT1.VT4导通VT2.VT3导通工作过程2.2单相桥式全控整流电路2.2.1带电阻负载的工作情况u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4图2-5单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形a)工作原理及波形分析VT1和VT4组成一对桥臂，在正半周承受电压

，得到触发脉冲即导通，当

过零时关断。VT2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

过零时关断。数量关系a

角的移相范围为180

。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：流过晶闸管的电流有效值：由式上式得：不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量

。变压器二次侧电流有效值

与输出直流电流

有效值相等：2.2.2带阻感负载的工作情况

u2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4图2-6单相全控桥带阻感负载时的电路及波形

假设电路已工作于稳态，

的平均值不变。假设负载电感很大，负载电流连续且波形近似为一水平线。

过零变负时，晶闸管VT1和VT4并不关断。至

时刻，晶闸管VT1和VT4关断，VT2和VT3两管导通。VT2和VT3导通后，VT1和VT4承受反压关断，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。演示

数量关系晶闸管移相范围为90

。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a角决定，有效值I2=Id。晶闸管承受的最大正反向电压均为

。当负载回路中的电感量不够大时，电感中储藏的能量不足以维持电流导通，负载电流将不连续。当电流不连续时，输出电压的平均值为2.2.3带反电动势负载时的工作情况在时，晶闸管有导通的可能。与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角，i图2-7a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

b)dOEudwtIdOwtaqd直至，即降至

使得晶闸管关断，此后。当α<

d时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。图2-7b单相桥式全控整流电路接反电动势—电阻负载时的波形

电流断续触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=d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d。

电流连续ub)idOEdwtIdOwtαqd如图2-7b所示波形所示：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出侧串联一个平波电抗器。图2-8

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twwOud0Eidtpdaq=p这时整流电压

的波形和负载电流的波形与阻感负载电流连续时的波形相同，

的计算公式也一样。为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：演示单相全波可控整流电路部分自学工作过程VT1VT3VD2VD4TR共阴极连接的晶闸管共阳极连接的二极管2.3单相桥式半控整流电路图2-8电路结构

单相全控桥中，每个导电回路中有2个晶闸管，1个晶闸管可以用二极管代替，简化电路,称单相桥式半控整流电路。电阻负载半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。共阳极连接的二极管VT1VT3VD2VD4RTRL工作过程共阴极连接的晶闸管VT1

、VT2具有单向可控导电性，VD3、VD4具有单向导电性，不具有可控性，因此将此电路称为单相半控桥。单相半控桥带阻感负载的情况图2-9

图2-10单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR在u2正半周，u2经VT1和VD4向负载供电。

u2过零变负时，因电感作用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a时刻触发VT2，VT2导通，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。演示续流二极管的作用避免可能发生的失控现象。

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

成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，避免了失控的现象。续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于