知识点9 单相桥式全控（阻感性负载） (1).pptx

上海电子信息职业技术学院电路分析与应用

项目九：电力电子技术单相桥式全控整流（阻感性负载）电路上海电子信息职业技术学院

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上海电子信息职业技术学院单相桥式整流电路输出的直流电压、电流脉冲程度比单相半波整流电路输出的直流电压、电流小，且可以改善变压器存在直流磁化的现象。单相桥式整流电路分为单相桥式全控整流电路和单相桥式半控整流电路。图1单相桥式全控整流电路

上海电子信息职业技术学院（一）工作原理在电源u2正半周时，在相当于角的时刻给VT1和VT4同时加触发脉冲，则VT1和VT4会导通，输出电压为ud＝u2。至电源电压过零变负时，由于电感产生的自感电动势会使VT1和VT4继续导通，而输出电压仍为ud＝u2，所以出现了负电压的输出。图1单相桥式全控整流电路

上海电子信息职业技术学院（一）工作原理此时，可关断晶闸管VT2和VT3虽然已承受正向电压，但还没有触发脉冲，所以不会导通。直到在负半周相当于角的时刻，给VT2和VT3同时加触发脉冲，则因VT2的阳极电压比VT1高，VT3的阴极电位比VT4的低，故VT2和VT3被触发导通，分别替换了VT1和VT4，而VT1和VT4将由于VT2和VT3的导通承受反压而关断，负载电流也改为经过VT2和VT3了。

上海电子信息职业技术学院（一）工作原理由图1（b）的输出负载电压ud、负载电流id的波形可看出，与电阻性负载相比，ud的波形出现了负半周部分，id的波形则是连续的近似的一条直线，这是由于电感中的电流不能突变，电感起到了平波的作用，电感愈大则电流愈平稳。两组管子轮流导通，每只晶闸管的导通时间较电阻性负载时延长了，导通角，与无关。

上海电子信息职业技术学院（二）基本的物理量计算1.输出电压平均值的计算公式：在时，输出电压Ud最大，；至在时，输出电压Ud最小，等于零。因此的移相范围是0°～90°。

上海电子信息职业技术学院（二）基本的物理量计算3.流过一只晶闸管的电流的平均值和有效值的计算公式：2.负载电流平均值的计算公式：

上海电子信息职业技术学院（二）基本的物理量计算4.晶闸管可能承受的最大电压为：

单相桥式全控整流电路MATLAB仿真实验三、操作训练上海电子信息职业技术学院根据电路图对其建立仿真模型，并对其进行参数设置，将电源电压幅值设置为141v，频率设为50Hz，脉冲发生器的频率设为100Hz，晶闸管控制角α以脉冲的延迟时间t表示，例如：取α=30°时，对应时间为t=0.02*30/360=0.02/12s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取10%即可。

示波器观测半波整流电路的波形三、操作训练上海电子信息职业技术学院串联支路为R和L时，为单相桥式全控整流电路的阻-感性负载情况，将L设置为1e-3，R设置为2Ω，其他参数设置与电阻性负载情况相同，建立的仿真模型电路如图。

示波器观测半波整流电路的波形三、操作训练上海电子信息职业技术学院改变α的值分别为30°，60°得到的仿真结果分别如图：?

示波器观测半波整流电路的波形三、操作训练上海电子信息职业技术学院改变α的值分别为90°，120°，得到的仿真结果分别如图：?

示波器观测半波整流电路的波形三、操作训练上海电子信息职业技术学院仿真结果分析从上面的仿真结果可以看出，仿真的结果与理论分析的结果基本一致。

上海电子信息职业技术学院尽管整流电路的输入电压是交变的，但负载上正、负两个半波内均有相同的电流流过，输出电压一个周期内脉动两次，由于桥式整流电路在正负半周均能工作，变压器二次绕组在正、负半周内均有大小相等、方向相反的电流流过，消除了变压器的电流磁化，提高了变压器的有效利用率。

上海电子信息职业技术学院单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）与单相半波整流电路仿真波形相比较，输出的电压和电流波形频率都提高了约一倍，流过每个晶闸管的平均电流Idt只有负载平均电流的一半。变压器二次侧电流I2的波形是对称的正负矩形波，而晶闸管承受的最大正反向电压则和单相半波可控整流电流一样。?单相桥式全控整流电路就是通过改变控制角α，改变负载上脉冲直流电压的平均值UL，从而实现了可控整流。

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