第三章ACDC变换电路PartA(sun).ppt

第三章 整流电路 Part-A 第一节 概述 一、整流电路的分类 AC／DC变换电路是能够直接将交流电能转换为直流电能的电路，泛称整流电路。在应用中构成直流电源装置。 一、整流电路的分类 在所有的电能转换形式中，AC／DC变换是最早出现的一种，自本世纪20年代迄今已经历了以下几个发展阶段： 第一阶段：旋转式变流机组（电动机－发电机组）； 第二阶段：静止式离子整流器； 第三阶段：静止式半导体整流器； 旋转式变流机组和静止式离子整流器的技术经济性能均不及半导体整流器，因而在世界范围内已为后者所取代。 静止式半导体整流器，按照电路中变流器件的开关频率不同，所有的半导体变流电路可划分力低频和高频两大类。 对于整流电路而言，前者是指传统相控式整流电路，是所有半导体变流电路中历史最久，技术最成熟，应用也最广泛的一种电路， 后者是指最近才发展起来的斩控式整流电路，是所有半导体变流电路中历史最短的一种电路，是斩波控制方式和高频自关断器件发展的技术产物。 本章主要内容：相控整流电路 二、换相规律与输出电压的控制 (一)对电源系统电压的要求 整流电路在工作过程中，要按照电源电压的变化规律周期性地切换整流工作回路。 为保证在稳定工作状态下能均衡工作，使输出电压、电流波形变化尽可能小，要求电源系统为对称的，并且电压波动在一定的允许范围之内。 (二)自然换相点 在不可控整流电路中，整流管将按电源电压变化规律自然换相，自然换相的时刻称为自然换相点。 (三)输出电压控制 由整流管组成的整流电路在自然换相点换相，在电源电压不受控的条件下，不可能实现对输出电压的控制。 从自然换相点计起，到晶闸管门极触发脉冲前沿为止的时间间隔，以电角度表示α，称为控制角。在自然换相点给予触发时，α=0控制角，相当于不可控整流电路的输出电压。 改变控制角α，便可以改变输出电压波形和输出电压平均值，实现对输出电压的控制。 三、负载性质对电路工作的影响 整流电路的负载可以概括为电阻性负载、电感性负载（即阻感负载）、电容性负载和电动势负载。 1. 电阻性负载的可控整流电路 其工作回路的等效电路为正弦电压输入、含逆止元件的电阻电路。 因 ，ud过零时，id=0，电路将自然关断，故ud不会出现为负值的部分。电路按自然换相点出现顺序触发控制，形成整流回路。 导通的晶闸管即可能因按规律换相而关断，又可能因负载电流id过零自行关断。 2.电感性负载的可控整流电路 其工作回路的等效电路为正弦电压输入、含逆止元件的RL电路，id为该电路的电流响应。 ud过零变负时， id ≠0，由电感L的自感电势提供正向电压，整流回路继续导通，输出电压ud中出现为负值的部分。 在电感L作用较小时，电感储能不能保持负载电流连续，当id下降为零时自然关断， id为输入正弦电压输入的电路零状态电流响应。 在电感作用充分大时，电感储能可以保证负载电流连续，整流电路将按规律换相，轮流工作。 id为输入正弦电压RL的电路非零状态电流响应。 3.无感直流电动势负载的整流电路 电动势对晶闸管为反向电压，将直接影响晶闸管的开通与关断。 电源电压时uE，可以触发导通；电源电压下降为u=E时，导通的晶闸管因电流过零而自然关断。 在整流电路的晶闸管全部阻断时，直流侧端电压ud=E 。 4.有电感含直流电动势负载的整流电路 当电感充分大时，负载电流连续，工作情况和电感性负载相似。 但输出电流与直流电动势密切相关。 整流电路的研究内容：1、分析电路整流的原理（负载上如何得到单方向的电压电流）2、画出电压电流波形（ud、id、uVT、iVT、i2）3、根据波形计算（Ud、Id、IVT、IdVT、I2、UTm）4、根据上述计算值选择晶闸管的额定电压和额定电流，以及变压器二次侧容量等5、根据Ud的计算式确定移相范围6、注意负载的性质对整流电路的影响 第二节 单相可控整流电路 一、单相半波可控整流电路 重点注意： 工作原理（波形分析） 定量计算 不同负载的影响 单相半波可控整流电路（单相半波）Single Phase Half Wave Controlled Rectifier 2. 基本工作原理 名词术语和概念 单拍电路：指变压器副边在工作过程中只流过一个方向的电流，此时变压器有直流磁化现象； 双拍电路：指变压器副边在工作过程中流过正反双向电流； “半波”整流：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称之。 触发延迟角α ：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,用α表示,也称触发角或控制角。 导通角θ ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为，用θ表示。在半波电路中，θ＋α＝π。 移相:改变触发脉冲出现的时刻, 即改变控制角的大小，称为移相。改