2.1.2 单相半波可控整流电路(阻感性负载).pptVIP

2.1.2 单相半波可控整流电路（阻感性负载） 1、电路的结构 阻感性负载的等效电路可用一个电感和电阻的串联电路来表示。 （4）在ωt=ωt2~ ωt3期间：负载电流从最大值开始下降，电感电压改变方向，电感释放能量，企图维持电流不变。 （5）在ωt=π时，交流电压u2过零，由于感应电压的存在，晶闸管阳极、阴极间的电压uAK仍大于零，晶闸管继续导通，此时电感储存的磁能一部分释放变成电阻的热能，另一部分磁能变成电能送回电网，电感的储能全部释放完后，晶闸管在u2 反压作用下而截止。直到下一个周期的正半周，即ωt=2π+α时，晶闸管再次被触发导通，如此循环不已。 直流输出电压平均值Ud为 从Ud的波形可以看出，由于电感的存在，电源电压由正到负过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流的平均值减小；当大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零，则id也很小。所以，实际的大感电路中，常常在负载两端并联一个续流二极管。 2.1.3 单相半波可控整流电路（阻感性负载加续流二极管） 1、电路结构 电感性负载加 续流二极管的 电路如图所示。 2、工作原理 1）在电源电压正半波，电压u2＞0，晶闸管uAK＞0。在ωt=α处触发晶闸管，使其导通，形成负载电流id，负载上有输出电压和电流，此间续流二极管VD承受反向阳极电压而关断。 2）在电源电压负半波，电感感应电压使续流二极管VD导通续流，此时电压u2 ＜0， u2通过续流二极管VD使晶闸管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压为续流二极管的管压降，如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使id连续，且id波形近似为一条直线。 电感性负载加续流二极管后，输出电压波形与电阻性负载波形相同，续流二极管可起到提高输出电压的作用。在大电感负载时负载电流波形连续且近似一条直线，流过晶闸管的电流波形和流过续流二极管的电流波形是矩形波。 对于电感性负载加续流二极管的单相半波可控整流器移相范围与单相半波可控整流器电阻性负载相同，为0～180o，且有α+θ=180o。 4、基本数量关系 1）输出电压平均值Ud 2）输出电流平均值Id 3）晶闸管的电流平均值IdT 4）晶闸管的电流有效值IT 5）续流二极管的电流平均值IdD 6）续流二极管的电流有效值ID 7）晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压 晶闸管和续流二极管承受的最大正反向电压均为电源电压的峰值。 单相半波可控整流器的优点是电路简单，调整方便，容易实现。但整流电压脉动大，每周期脉动一次。变压器二次侧流过单方向的电流，存在直流磁化、利用率低的问题，为使变压器不饱和，必须增大铁心截面，这样就导致设备容量增大。 * * 图2-3 2、工作原理 （1）在ωt=0~α期间：晶闸管阳-阴极间的电压uAK大于零，此时没有触发信号，晶闸管处于正向关断状态，输出电压、电流都等于零。 （2）在ωt=α时刻，门极加触发信号，晶闸管触发导通，电源电压u2加到负载上，输出电压ud= u2 。由于电感的存在，负载电流id只能从零按指数规律逐渐上升。 （3）在ωt=ωt1~ ωt2期间：输出电流id 从零增至最大值。在id的增长过程中，电感产生的感应电势力图限制电流增大，电源提供的能量一部分供给负载电阻，一部分为电感的储能。 3、波形情况 输出电压、电流及元件的电压波形如图2-3(b)所示。图2-4给出了 时单相半波整流电路带阻-感性负载、大电感负载时的负载电压、电流和晶闸管两端电压的仿真波形。 (a) 阻-感性负载 (b) 大电感负载 图2-4 图2-5 3、波形 图2-6 (e) 图2-6