整流知识整理

整流知识整理一.单相可控整流1.单相半波整流电阻负载直流输出电压如下Ud=0.45U21+cosα2其中U2是交流侧的电压有效值，α是晶闸管的导通角。α=0时整流输出电压平均值最大，为0.45U2。移相范围是0-180°。阻感负载电路示意图如下直流侧的输出电压如下Ud=0.45U21+cosα2流过晶闸管的电流平均值和有效值分别是IdVT=π−α2πIdIVT=√12π∫Id2π0d(ωt)=√π−α2πId续流二极管的电流平均值和有效值分别是IdVTR=π+α2πIdIVTR=√12π∫Id2π+απd(ωt)=√π+α2πId移相范围是0-180°，晶闸管承受的最大正反压是电压u2的峰值√2U2。续流二极管承受的电压为-ud,其最大的反压是√2U2。总结：单相半波可控整流电路的特点简单，但是输出脉动大，变压器二次侧电流中含有直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量，所以实际中很少应用此种电路。2.单相桥式全控整流电路电阻负载整流电压平均值为Ud=0.9U21+cosα2当α=0时，Ud=0.9U2，α的移相范围是0-180°。向负载输出的直流电流平均值是Id=0.9U2R1+cosα2晶闸管轮流导通，但是流过晶闸管的电平平均值只有输出直流电流平均值的一般，即IdVT=0.45U2R1+cosα2为选择晶闸管、变压器容量、导线截面积等定额，需考虑发热问题，为此需计算电流的有效值。流过晶闸管的电流有效值为IVT=√12π∫(√2U2Rsinωt)2παd(ωt)=U2√2R√12πsin2α+π−α2π变压器的二次电流有效值I2与直流输出电流I相等。I2=I=√1π∫(√2U2Rsinωt)2παd(ωt)=U2R√12πsin2α+π−α2π由上式可见，IVT=1√2I，如果不考虑变压器损耗，那么变压器的容量为S=U2I2。阻感负载直流电压的平均值为Ud=0.9U2cosα当α=0时，Ud0=0.9U2，当α=90°时，Ud=0，所以移相范围是0-90°。单相桥式整流电流带阻感负载时，晶闸管承受的最大正反向电压是√2U2。晶闸管的导通角θ与触发角α无关，均为180°，平均值和有效值分别是IdVT=12Id和IVT=1√2Id。变压器的二次电流i2的波形为正负各180°的矩形波，其相位由α决定，有效值I2=Id。带反电动势的负载当负载是蓄电池，直流电动机的电枢（忽略其中电感），负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。由于负载较小，一般会引起电流断续，可以采取串联平波电抗器的方式使电流连续，保证电流连续所需的电感量L可以由下式求出：L=2.87×10−3U2Idmin其中，U2单位是V，Idmin单位是A，L是主电路的总电感量，其单位是H。3单相全波可控整流电路单向全波可控整流电路也是一种非常实用的单相可控整流电路，又称单相双半波可控整流电路，其带电阻负载时的电路如下图所示变压器T是带中心抽头的，用上图的三相变压器简单代替。波形与单相全控桥相同，但是与单相全控桥存在一定的区别：1）单相全波可控整流电路中只用了连个晶闸管，比单相全控桥式整流电路少了两个，相应的驱动电路也少了两个，但是在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的管压降是单相全控桥式整流电路的2倍。2）单相全波整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构比较负载。绕组及铁芯对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，当今有色金属资源有限，这是不利的。3）单相全波可控整流电路中，导电回路只含有1个晶闸管，比单相桥少一个，因而也少了一个管压降。综上所述，单相全波电路适宜于低输出电压的场合应用。4单相桥式半控整流电路半控整流就是把全控整流下方的两个晶闸管换做了二极管。这种电路一般都增加续流二极管，如果发生失控现象（当一个晶闸管不能导通，出现一个晶闸管总是导通的现象），可以通过续流二极管续流。二、三相可控整流电路当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。1三相半波可控整流电路电阻负载电路示意图如下整流电压平均值计算分为两种情况1）当触发角α30°时，负载电流连续，有Ud=1.17U2cosα2）当触发角α30°时，晶闸管的导通角变小，此时Ud=0.675U2[1+cos(π6+α)]负载电流的平均值Id=UdR晶闸管承受的最大反向压降是变压器的二次线电压峰值，即URM=√2×√3U2=2.45U2正向压降是UFM=√2U2阻感负载认为L值很大，整流电流Id的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。α≤30°时，整理电压波形与电阻负载时相同，因为两种负载情况下，负载电流均连续。α30°时，由于负载电流连续，Ud=1.17U2cosα。变压器二次电流晶闸管电流的有效值为I2=IVT=1√3Id=0.577Id。因此晶闸管的额定电流是IVT(AN)=IVT1.57=0.386Id。晶闸管的正反向压降均变为变压器二次侧的电压峰值UFM=URM=2.45U2三相半波可控整流中，变压器二次侧的电流中仍然含有直流分量，为此其应用较少。2三相桥式全控整流电路目前在各种整流电路中，三相桥式全控整流是应用最为广泛的电路。电阻负载特点如下：1）每个时刻有两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，一种1个晶闸管是共阳极组的，一个是共阴极组的。2）导通顺序是123456，且相位依次相差60°，共阴极和共阳极脉冲相差120°，同一相的上下两个桥臂，脉冲相差180°。3）整流输出电压ud一周波脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流。4）两种脉冲触发方式。一种是使脉冲宽度大于60°（80°-100°），成为宽脉冲触发方式。另一种是在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60°脉宽是20°-30°，称为双脉冲触发。后者应用较多。5）晶闸管承受的正反向压降和三相半波时相同。6）移相范围是0-120°阻感负载α≤60°时，ud波形连续，与纯电阻时十分相似。直流电压的平均值是Ud=2.34U2cosαα60°时，整流电压的平均值是Ud=2.34U2[1+cos(π3+α)]整流电流平均值为Id=UdR。阻感负载时，电流波形的正负半周各宽120°，前沿相差180°的矩形波，其有效值为I2=√23Id。晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波是一致。阻感负载触发角的移相范围是0-90°。三、变压器漏感对整流电路的影响略四、电容滤波的不可控整流电路特点：1）输出电压平均值空载时，及电阻无穷大，放电时间常数无穷大，输出电压最大Ud=√2U2。重载时，R很小，电容放电很快，几乎失去储能作用，随负载加重Ud逐渐趋近于0.9U2。2）通常在设计时根据负载的情况选择电容C值，使RC≥3~52T，T为交流电源的周期，这是输出电压为Ud=1.2U2。3）二极管承受的反向电压最大值为变压器二次电压最大值，即√2U2对于电容滤波的三相不可控整流电流，ωRC≤√3时，电流连续，否则电流断续。输出电压的平均值在2.34U2-2.45U2之间。五、阻感负载时的可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析三相桥式不可控整流电路有如下特点1）谐波次数为6k±1次，其中k=1,2,3……。2）谐波次数越高，谐波振幅越小。3）谐波与基波的关系是不固定的，负载越轻，则谐波越大，基波越小；滤波电感越大，则谐波越小，基波越大。4）位移因数通常接近1，且与单相时相比，位移金属更接近1。5）随负载加重，总的功率因数提高，同时随负载电感加大，总功率因数也提高。先到这里吧，双反星形可控整流电路的总结稍后更新。