单相半波可控整流电路

单相半波可控整流电路及波形

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,其一次侧和二次侧电压瞬时值分别用u1u2表示,有效值分别用U1U2表示,其中U2的大小根据需要的直流输出电压ud的平均值Ud确定。

   电阻负载的特点是电压与电流成正比,两者波形相同

   在分析整流电路工作时,认为晶闸管(开关器件)为理想器件,即晶闸管导通时其管压降等于零,晶闸管阻断时其漏电流等于零,除非特意研究晶闸管的开通、关断过程,一般认为晶闸管的开通与关断过程瞬时完成。   

改变触发时刻,udid波形随之改变,直流输出电压ud为极性不变

     但瞬时值变化的脉动直流,其波形只在u2正半周内出现,故称“半波”整流。加之电路中采用了可控器件晶闸管,且交流输入为单相,故该电路称为单相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1,故该电路为单脉波整流电路

基本数量关系

     a: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称为触发延迟角,也称触发角或控制角。

     ☞q晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。

     直流输出电压平均值

     ☞随着a增大,Ud减小,该电路中VTa移相范围180°

 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。

 

带阻感负载的单相半波可控整流电路及其波形

带阻感负载的工作情况

   阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用,使得流过电感的电流不能发生突变。

   电路分析

       ☞晶闸管VT处于断态,id=0,ud=0,uVT=u2

       wt1时刻,即触发角a

          ud=u2

          √L的存在使id不能突变id0开始增加。

       ☞u2由正变负的过零点处,id已经处于减小的过程中,但尚未降到零,因此VT仍处于通态

       ☞wt2时刻,电感能量释放完毕,id降至零,VT关断并立即承受反压

       由于电感的存在延迟了VT的关断时刻,使ud波形出现负的部分,与带电阻负载时相比其平均值Ud下降。

 

计算部分

VT处于通态时,如下方程成立:

VT导通时刻,有wt=aid=0,这是初始条件。求解并将初始条件代入可得

式中,。由此式可得出图所示的id波形。

wt=q+a时,id=0,代入并整理得

单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形

       √j为定值,a角大,q越小。若a定值,j越大,q越大 ,且 平均值Ud越接近零。为解决上述矛盾,在整流电路的负载两端并联一 个二极管,称为续流二极管,用 VDR表示。

有续流二极管的电路

    电路分析

     u2正半周时,与没有续流二极管时的情况是一样的。

     u2过零变负时,VDR导通,ud 零,此时为负的u2通过VDRVT 施加反压使其关断,L储存的能量保证了电idL-R-VDR回路中流通,此过程通常称为续流

      L足够大,id连续,且id波形接近一条水平线 。

     基本数量关系

       流过晶闸管的电流平均值IdT和有效值IT分别为:

续流二极管的电流平均值IdDR和有效值IDR分别为

其移相范围为180°,其承受的最大正反向电压均为u2的峰值即

           续流二极管承受的电压为-ud,其最大反向电压为,亦为u2的峰值。

  ■单相半波可控整流电路的特点是简单,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。为使变压器铁芯不饱和,需增大铁芯截面积,增大了设备的容量。 

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