单相整流电路中应用较多的a 带电阻负载的工作情况工作原理及波形分析见图2:
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:
a 角的移相范围为180°。
图2 单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形
(2-10)
(2-11)
(2-12)
(2-13)
- 10
-
(2-14)
不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量为S=U2I2 。 b 带阻感负载的工作情况
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。
(2-15)
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θ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。
- 11
-
图2-6 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形
c 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,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=E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。
(2-16)
图2-7 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
- 12
-
在a 角相同时,整流输出电压比电阻负载时大。如图2-7b所示id波形在一周期内有部分时间为0的情况,称为电流断续。与此对应,若id波形不出现为0的点的情况,称为电流连续。当触发脉冲到来时,晶闸管承受负电压,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=δ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δ。
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,用来减少电流的脉动和延长晶闸管导通的时间。
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。
为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出:
(2-17)
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
2.1.2.单相全波可控整流电路
- 13 -
图2-9 单相全波可控整流电路及波形
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。 两者的区别:
(1)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; (2)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;
(3)单相全波导电回路只含1个晶闸管,比单相桥少1个,因而管压降也少1个
从上述(2)、(3)考虑,单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用。 2.1.3.单相桥式半控整流电路
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
- 14
-