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第2章 单相整流电路 整流电路（Rectifier）：将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样。 本章主要讲单相半波、单相桥式全控与半控整流电路。 2.1 单相半波可控整流电路 Single Phase Half Wave Controlled Rectifier 电阻性负载 常见的电阻性负载：如电阻加热炉、电解、电镀等。 原理分析： 在u2正半周，VT承受正向阳极电压，wt1时刻给VT门极加触发脉冲。 在t1刻之前，SCR处于正向阻断状态，电路中无电流，负载电阻两端电压为零，u2全部施加于VT两端。 SCR开通后，直流侧输出电压瞬时值ud与u2相等。 在u2过零进入负半周时，电路中电流亦降至零，SCR关断，处于反向阻断状态。此时 uVT与 u2相等。 改变触发时刻，ud和id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。 单脉波整流：整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1次。 控制角a：从晶闸管开始承受正向电压起到施加触发脉冲止的电角度。也称触发角或延迟角。 导通角θ：θ=π- a。 直流输出电压平均值为 当a=0时，直流输出电压平均值最大为Ud=Ud0=0.45U2。随着a增大，Ud减小，当a=π时，Ud=0。 a 移相范围：0~180?，相控整流。 最大正反向电压均为u2的峰值： 2. 带阻感负载 电感性负载更为多见，如电机及励磁绕组等。 电感对电流有平波作用。由楞次定律，电感的自感电势总是反抗电流的变化，使流过电感的电流不能发生突变。 原理分析： 在ωt1时刻，触发VT使其开通，u2加于负载两端，id从0开始增加。这时，交流电源一方面供给电阻R消耗的能量，另一方面供给电感L吸收的磁场能量。 uR随着id而变化，当 uR=u2时did/dt=0， id到达峰值u2/R（ L中贮能达最大）。 u2由正变负过零，力图使SCR关断，但L的自感电势总是反抗其电流的减小，使SCR延续导通。L大则延续时间长。 在u2过零点处，id尚处于减小的过程中，能量尚在释放。 u2=0，但SCR仍正偏，因为did/dt0，下正上负的自感电势使SCR正偏而继续导通。 此自感电势的极性表明，L往外供出能量，一方面供给电阻消耗，另一方面供给变压器副边吸收能量，反送给交流电源。 至ωt2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波形出现了负面积，与带电阻负载时相比其平均值Ud下降。 若j（阻抗角）为定值，a角越大，在u2正半周电感L储能越少，维持导电的能力就越弱，θ越小。 若a为定值，j 越大，则L贮能越多，θ越大。 ? 接近90o时，在u2负半周L维持SCR导通的时间接近正半周的导通时间，ud中负面积接近正面积，平均值Ud近等于零（即纯电感负载情况）。 加入续流二极管 VDR u2正半周与不加时工作情况相同。当u2 过零变负时，上负下正，可通过VDR直接施加于VT两端，迫使VT关断。 续流：VT关断但L中流过的电流并不能突变为0，其did/dt0, 自感电势上负下正，为VDR提供正偏压，从而为id 继续流通提供了通路，即L-R-VDR 回路。 续流二极管VDR（ free-wheeling diode） 取代了原来的VT路径，保证了VT关断后id的连续性，使L中的储能得以平稳释放。 在u2 负半周续流期间，输出ud=0(忽略VDR通态压降)，不再出现负面积，这与电阻负载时的ud波形相同，但id 不同，若L足够大，且 ?LR，即负载近纯感性，在VT关断期间，VDR可持续导通，使id 持续到下一周期正半周触发时仍未降到0，则id波形接近平直（回路?=L/R很大） 。 id 的连续波形每周期分为两段：u2过零前一段流经SCR，时宽为π-α；之后一段流经VDR ，时宽为π+α。由两器件电流拼合而成。 电流计算：(设id 近为一条直线，恒为Id) SCR 平均值： SCR 有效值： VDR 平均值： VDR 有效值： ??移相范围： 最高耐压： 最大反向电压URM为u2的峰值 U2 ； 最大正向电压UFM亦为 U2（ ? ≥90o时）。 单相半波可控整流的特点：电路简单，但输出脉动大，变压器二次侧含有直流电流分量，会造成铁心直流磁化。 §2.2 单相桥式全控整流电路Single Phase Bridge Controlled Rectifier 1. 电阻性负载 在u2正半周，uaub ，若4只管均未触发导通，则输出id=0，ud=0，VT1、VT4承受正向电压，