单相半波整流电路

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1、第2章 整流电路引言整流电路的分类整流电路的分类：按组成的器件可分为按组成的器件可分为不可控不可控、半控半控、全控全控三种。三种。按电路结构可分为按电路结构可分为桥式电路桥式电路和和零式电路零式电路。按交流输入相数分为按交流输入相数分为单相电路单相电路和和多相电路多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路单拍电路和和双拍电路双拍电路。整流电路整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。单相可控整流电路2.1.1 单相半波可控整流电路图2-1 单相半波可控整流电路及波形1 1）带电阻负载的工作情况）带电阻负载的工作情况变压

2、器变压器T起起变换电压和变换电压和电气隔离的电气隔离的作用。作用。电阻负载的特点电阻负载的特点：电压：电压与电流成正比，两者波与电流成正比，两者波形相同形相同。TVTRu1u2uVTudid 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)2.1.1 单相半波可控整流电路图2-1 单相半波可控整流电路及波形1 1）带电阻负载的工作情况）带电阻负载的工作情况wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路控制角控制

3、角a a：从晶闸管开始承受正向阳极电压：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起到施加触发脉冲止的电角度,用用a a表示表示,也也称称触发角触发角或或控制角控制角。导通角导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用的电角度，用表示表示。移相移相：改变触发脉冲初相的时刻，即改变控：改变触发脉冲初相的时刻，即改变控制角制角a的大小，称为移相。的大小，称为移相。移相范围移相范围：指触发脉冲的移动范围，它决定：指触发脉冲的移动范围，它决定了输出电压的有效变化范围了输出电压的有效变化范围 相控方式：相控方式：通过控制触发脉冲的相位来控制通过控制触发脉

4、冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为直流输出电压大小的方式称为相位控制方式相位控制方式。2.1.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 a a=0 0时，整流输出电压平均值为最大，时，整流输出电压平均值为最大，用用Ud0表示，表示，Ud=Ud0U2。随着随着a a增大，增大，Ud减小，当减小，当a a=180时，时，Ud=0.VT的的a a 移相范围移相范围为为0 180。调节调节a a 角即可控制角即可控制Ud的大小。的大小。基本数量关系基本数量关系直流输出电压平均值为pawwp)(sin2212ttdUUdwwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2ptttu2ugu

5、duVTaq0b)c)d)e)00paaapwwp2cos145.0)cos1(22)(sin221222UUttdUUdpaaapwwp2cos145.0)cos1(22)(sin221222UUttdUUd22U2.1.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路2)带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况 图2-2 带阻感负载的 单相半波电路及其波形阻感负载的特点阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。讨论负载阻抗角j、触发角a、晶闸管导通角的关系。2.1.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路对单相半波电路的分析可基于上述方法进行：v当VT处于断态

6、时，相当于电路在VT处断开，id=0。v当VT处于通态时，相当于VT短路。单相半波可控整流电路的分段线性等效电路a)VT处于关断状态 b)VT处于导通状态 a)b)VTRLVTRLu2u2电力电子电路的一种基本分析方法v通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路。v器件的每种状态对应于一种线性电路拓扑。2.1.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 当VT处于通态时，如下方程成立：VTb)RLu2b)VT处于导通状态tURitiLwsin2dd2dd（2-2）)sin()sin(tanjaqjajqe（2-4）v 初始条件：t=a，id=0。求解式（2-2）并将初始条件代入可得v 当t=

7、+a 时，id=0，代入式（2-3）并整理得 )sin(2)sin(22)(2djwjaawwtZUeZUitLR（2-3）22)(LRZwRLwjarctan其中 ，2.1.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路续流二极管续流二极管u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)图2-4 单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形 当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，VT承受反压关断。L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流续流。数量关系数量关系(id近似恒为Id）ddVT2IIpap（2-5）d2dVT2)(21ItdIIpapwppa（2-6）ddVDRIIpap2（2-7）d22dVD2)(21RItdIIpapwpapp（2-8）2.1.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 VT的a 移相范围为180。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建立起整流电路的基本概念。单相半波可控整流电路的特点单相半波可控整流电路的特点