第一節(jié)單相橋式整流電路演示文稿

第一節(jié)單相橋式整流電路演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一優(yōu)選第一節(jié)單相橋式整流電路現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相全橋整流電路單相半波整流電路------純阻性負(fù)載工作情況------阻感性負(fù)載工作情況------帶續(xù)流二極管的阻感性負(fù)載工作情況單相全橋整流電路------純阻性負(fù)載工作情況現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式可控整流電路一.單相橋式全控整流電路（一）電阻性負(fù)載假設(shè):SCR為理想開(kāi)關(guān)u2=U2msinωt現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一工作原理－無(wú)觸發(fā)〔0，α〕u2>0時(shí)：T1T4承受正向電壓若無(wú)門(mén)極觸發(fā)信號(hào):T1T4---正向阻斷；承受電壓為：u2/2;T2T3承受反向電壓

----反向阻斷；承受電壓為：-u2/2id=0,ud=0；現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一工作原理－有觸發(fā)〔α，π〕ωt=α?xí)r，給T1T4同時(shí)加觸發(fā)信號(hào)：T1T4導(dǎo)通iT1=iT4=id=i2ud=u2，

uT1=uT4=0id=ud/R=u2/RT2T3反向阻斷承受電壓：-u2現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一工作原理－無(wú)觸發(fā)〔π，π＋α〕ωt=π時(shí)，iT1=iT4=id=0T1T4關(guān)斷π<ωt<π+α?xí)r，u2<0，無(wú)門(mén)極觸發(fā)信號(hào)：T2T3承受正壓---正向阻斷；T1T4承受反壓---反向阻斷；承受電壓：-u2/2，u2/2id=0,ud=0；現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一工作原理－有觸發(fā)〔π＋α，2π〕ωt=π+α?xí)r，給T2T3同時(shí)加觸發(fā)信號(hào)：T2T3導(dǎo)通iT2=iT3=id=-i2ud=-u2id=ud/R=-u2/RT1T4反向阻斷，承受電壓：u2ωt=2π時(shí)，iT2=iT3=id=0，T2T3關(guān)斷現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式全控整流電路

工作原理及波形分析

VT1和VT4組成一對(duì)橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷。T2和VT3組成另一對(duì)橋臂，在u2負(fù)半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過(guò)零時(shí)關(guān)斷?，F(xiàn)在是9頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相全橋整流電路小結(jié)T1T4和T2T3兩組SCR管輪流觸發(fā)導(dǎo)通，將交流電變成脈動(dòng)的直流電；改變?chǔ)两?，可以改變輸出電壓電流波形和大?。?/p>

SCR管可能承受的最大反向電壓為u2電壓峰值，最大正向電壓為u2峰值的一半。

SCR是否能觸發(fā)導(dǎo)通的依據(jù)是電壓正偏。

SCR從導(dǎo)通變關(guān)斷的依據(jù)是流過(guò)SCR的電流為零(或AK兩端電壓小于零)?，F(xiàn)在是10頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一幾個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)介紹（1）控制角α從晶閘管承受正向電壓時(shí)刻起到加觸發(fā)脈沖為止這段時(shí)間所對(duì)應(yīng)的角度。（2）導(dǎo)通角θSCR在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的時(shí)間所對(duì)應(yīng)的角度。（3）移相：改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻（即改變控制角的?。?。移相控制現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一幾個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)介紹（4）移相范圍改變?chǔ)两鞘馆敵稣麟妷浩骄祻淖畲笾到档阶钚≈?，控制角α的變化范圍即觸發(fā)脈沖移相范圍。（5）同步使觸發(fā)脈沖與可控整流電路的電源電壓之間保持頻率和相位的協(xié)調(diào)關(guān)系。（6）換流（換相）在可控整流電路中，從一路SCR導(dǎo)通變換為另一路SCR導(dǎo)通的過(guò)程?，F(xiàn)在是12頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式全控整流電路的計(jì)算1數(shù)量關(guān)系負(fù)載輸出電壓的平均值為向負(fù)載輸出的平均電流值為流過(guò)晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式全控整流電路的計(jì)算流過(guò)晶閘管的電流有效值：變壓器二次測(cè)電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等：又現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式全控整流電路-----電阻性負(fù)載

基本數(shù)量關(guān)系

負(fù)載電阻上電壓有效值UU=IR功率因數(shù)cosφ

功率因數(shù)cosφ=P/S=UI/U2=U/U2不考慮變壓器損耗時(shí)，變壓器的容量為Ｓ=U2現(xiàn)在是15頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一基本數(shù)量關(guān)系α增大時(shí):Ud/U2I2/IdCosφ現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相全橋整流電路單相半波整流電路------純阻性負(fù)載工作情況------阻感性負(fù)載工作情況------帶續(xù)流二極管的阻感性負(fù)載工作情況單相全橋整流電路------純阻性負(fù)載工作情況------阻感性負(fù)載工作情況1.電感量較小，控制角較大（電流斷續(xù)）現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一(二)電感性負(fù)載uL=Ldid/dt，電感L抑制電流變化現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)過(guò)程分析：ωt=α?xí)r，（給T1T4同時(shí)加觸發(fā)信號(hào)）T1T4導(dǎo)通id從0開(kāi)始上升(uL>0)L儲(chǔ)能，ud=u2電網(wǎng)供能量給R和L現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)當(dāng)u2由峰值開(kāi)始下降后，ud下降但id仍上升L吸收能量直到id上升速率0，id=idmax，此后id開(kāi)始下降，L釋放能量現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)當(dāng)ωt=π，u2=0時(shí)，id仍>0，T1T4繼續(xù)導(dǎo)通電感感應(yīng)電勢(shì)維持電流當(dāng)ωt=π~ωt1時(shí)，u2<=0L供能量給R，同時(shí)回饋給電網(wǎng)id繼續(xù)下降,直到0（L能量釋放完T1T4關(guān)斷ωt：wt1---（π+α）四管均斷態(tài)，id=0,ud=0現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一電感量較小，控制角較大模態(tài)當(dāng)ωt=π+α?xí)r類(lèi)似現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一電感量較小，控制角較大時(shí)小結(jié)帶RL負(fù)載后ud出現(xiàn)負(fù)值;

id變化滯后于ud;導(dǎo)通角θ大于阻性負(fù)載;

L較小α較大時(shí)，L儲(chǔ)能較小，在id下降過(guò)程中不足以維持T1T4導(dǎo)通至T2T

觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻，導(dǎo)通角

θ<π，id波形斷續(xù)?，F(xiàn)在是23頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一感性負(fù)載全橋可控整流電路計(jì)算VT處于通態(tài)時(shí)，如下方程成立：初始條件：ωt=ai，d=0，求解當(dāng)ωt=θ+a時(shí)，id=0，代入式整理得現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相全橋感性整流電路（ωL>>R）id脈動(dòng)幅度很小，近似為一直流Id；導(dǎo)通角θ=π波形：iT:矩形波(幅值Id)i2:矩形波(正負(fù)幅值均為Id)現(xiàn)在是25頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式全控整流電路感性負(fù)載小結(jié)假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。2過(guò)零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過(guò)電流id，并不關(guān)斷。至ωt=π+a時(shí)刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通。T2和VT3導(dǎo)通后，u2通過(guò)VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過(guò)VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過(guò)程稱(chēng)換相，亦稱(chēng)換流。現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式全控整流電路（感性負(fù)載）數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為90°。晶閘管承受的最大正反向電壓均為晶閘管導(dǎo)通角θ與a無(wú)關(guān)，均為180°變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180°的矩形波，其相位由a角決定，有效值I2=Id?，F(xiàn)在是27頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析負(fù)載由阻性負(fù)載和反電勢(shì)組成當(dāng)U2<E時(shí)，T1和T4承受反向電壓Ud=E現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析*只有當(dāng)u2絕對(duì)值大于E時(shí)SCR才能觸發(fā)導(dǎo)通Ud=U2現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后

Ud=E。與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度δ停止導(dǎo)電，δ稱(chēng)為停止導(dǎo)電角?，F(xiàn)在是30頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載模態(tài)分析在第二個(gè)周期，此時(shí)工作模態(tài)同前U2為負(fù)值(|u2|>E）T2和T3會(huì)承受正向電壓而換流導(dǎo)通?，F(xiàn)在是31頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載---α角相同時(shí)，整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。---當(dāng)α＜δ時(shí)，觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，晶閘管承負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。---為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)wt=δ時(shí)刻有晶閘管開(kāi)始承受正電壓時(shí)，觸發(fā)脈沖仍然存在?，F(xiàn)在是32頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載數(shù)量關(guān)系輸出電壓平均值現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一反電勢(shì)負(fù)載數(shù)量關(guān)系晶閘管導(dǎo)通后的回路方程：輸出電流平均值Id：現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相橋式整流電路－反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將很軟.為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間這時(shí)整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式亦一樣?，F(xiàn)在是35頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一(二)單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路純阻性負(fù)載工作情況阻感性負(fù)載工作情況現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一阻性負(fù)載單相橋式半控整流電路半控電路與全控電路在電阻負(fù)載時(shí)的工作情況相同。現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一感性負(fù)載半控整流工作模態(tài)現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一阻感性負(fù)載單相橋式半控整流電路半控電路感性負(fù)載時(shí)與電阻負(fù)載的輸出電壓波形相同。負(fù)載輸出電壓的平均值為現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一單相半控橋帶阻感負(fù)載的小結(jié)假設(shè)負(fù)載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)------在u2正半周，觸發(fā)角a處給晶閘管VT1加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。------u2過(guò)零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，使得電流從VD4轉(zhuǎn)移VD3，VD4關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和VD3續(xù)流。------在u2負(fù)半周觸發(fā)角a時(shí)刻觸發(fā)VT3，VT3導(dǎo)通，向

VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT3和VD3向負(fù)載供電。u2過(guò)零變正時(shí)，VD4導(dǎo)通，VD3關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有49頁(yè)\編輯于星期一失控現(xiàn)象------假設(shè)電感足夠大，電流不斷續(xù)------當(dāng)關(guān)斷VT1，VT2準(zhǔn)備關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)，由于電流的持續(xù)性，T1會(huì)一直導(dǎo)通！D3和D4輪流換流，無(wú)法關(guān)閉系統(tǒng)，造成失控！------在失控時(shí)，ud仍為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定。即使沒(méi)有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，仍然無(wú)法關(guān)閉系統(tǒng)。為了避免失控，通常在輸出端反聯(lián)二極管現(xiàn)在是4