單相半波可控整流電路

1、單相半波可控整流電路1、工作原理電路和波形如圖1所示，設(shè)u2=U2sin。圖1 單相半波可控整流正半周：0tt1,ug=0,T正向阻斷，id=0,uT=u2,ud=0t=t時(shí),加入ug脈沖，T導(dǎo)通，忽略其正向壓降，uT=0,ud=u2,id=ud/Rd。負(fù)半周：t2當(dāng)u2自然過(guò)零時(shí)，T自行關(guān)斷而處于反向阻斷狀態(tài)，ut=0,ud=0,id=0。從0到t1的電度角為，叫控制角。從t1到的電度角為，叫導(dǎo)通角，顯然+=。當(dāng)=0，=180度時(shí)，可控硅全導(dǎo)通，與不控整流一樣，當(dāng)=180度，=0度時(shí)，可控硅全關(guān)斷，輸出電壓為零。2、各電量關(guān)系ud波形為非正弦波，其平均值（直流電壓）：由上式可見(jiàn)，負(fù)載電阻Rd

2、上的直流電壓是控制角的函數(shù)，所以改變的大小就可以控制直流電壓Ud的數(shù)值，這就是可控整流意義之所在。流過(guò)Rd的直流電流Id：Ud的有效值（均方根值）：流過(guò)Rd的電流有效值：由于電源提供的有功功率P=UI，電源視在功率S=U2I（U2是電源電壓有效值），所以功率因數(shù)：由上式可見(jiàn)，功率因數(shù)cos也是的函數(shù)，當(dāng)=0時(shí)，cos=0.707。顯然，對(duì)于電阻性負(fù)載，單相半波可控整流的功率因數(shù)也不會(huì)是1。比值Ud/U、I/Id和cos隨的變化數(shù)值，見(jiàn)表1，它們相應(yīng)的關(guān)系曲線，如圖2所示表1 Ud/U、I/Id和cos的關(guān)系0°30°60°90°120°150&

3、#176;180°Ud/UI/Idcos0.451.570.7070.421.660.6980.3381.880.6350.2252.220.5080.1132.870.3020.033.990.120-0圖2 單相半波可控整流的電壓、電流及功率因數(shù)與控制角的關(guān)系由于可控硅T與Rd是串聯(lián)的，所以，流過(guò)Rd的有效值電流I與平均值電流Id的比值，也就是流過(guò)可控硅T的有效值電流IT與平均值電流IdT的比值，即I/Id=It/IdT。二、單相橋式半控整流電路1、工作原理電路與波形如圖3所示圖3、單相橋式半控整流正半周：t1時(shí)刻加入ug1，T1導(dǎo)通，電流通路如圖實(shí)線所示。uT1=0,ud=u2

4、,uT2=-u2。u2過(guò)零時(shí)，T1自行關(guān)斷。負(fù)半周：t2時(shí)刻加入ug2，T2導(dǎo)通，電流通路如圖虛線所示，uT2=0，ud=-u2,ut1=u2。u2過(guò)零時(shí)T2自行關(guān)斷。2、各電量關(guān)系由圖3可見(jiàn)，ud波形為非正弦波，其幅值為半波整流的兩倍，所以Rd上的直流電壓Ud：直流電流Id：電壓有效值U：電流有效值I：功率因數(shù)cos：比值Ud/U,I/Id和cos隨的變化數(shù)值見(jiàn)表2，相應(yīng)關(guān)系曲線見(jiàn)圖4表2 Ud/U、I/Id、cos與的關(guān)系表0°30°60°90°120°150°180°Ud/UI/Idcos0.91.11210.841.

5、1790.9850.6761.3350.8960.451.5750.7170.2261.970.4260.062.8350.1690-0圖4、單相全波和橋式電路電壓、電流及功率因數(shù)與控制角的關(guān)系把單相全波整流單相半波整流進(jìn)行比較可知：（1）當(dāng)相同時(shí)，全波的輸出直流電壓比半波的大一倍。（2）在和Id相同時(shí)，全波的電流有效值比半波的減小倍。（3）相同時(shí)，全波的功率因數(shù)比半波的提高了倍。三、整流電路波形分析1、單相半波可控整流（1）電阻性負(fù)載（見(jiàn)圖1）電阻性負(fù)載，id波形與ud波形相似，因?yàn)榭煽毓鑄與負(fù)載電阻Rd串聯(lián)，所以id=id?？煽毓鑄承受的正向電壓隨控制角而變化，但它承受的反向電壓總是負(fù)半波

6、電壓，負(fù)半波電壓的最大值為U2。線路簡(jiǎn)單，多用在要求不高的電阻負(fù)載的場(chǎng)合。（2）感性負(fù)載（不帶續(xù)流二極管，見(jiàn)圖5）：圖5 電感性負(fù)載無(wú)續(xù)流二極管電機(jī)電器的電磁線圈、帶電感濾波的電阻負(fù)載等均屬于電感性負(fù)載。電感具有障礙電流變化的作用可控硅T導(dǎo)通時(shí)，其壓降uT=0，但電流id只能從零開(kāi)始上升。id增加和減少時(shí)線圈Ld兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eL的極性變化如圖示。當(dāng)電源電壓u2下降及u20時(shí)，只要釋放磁場(chǎng)能量可以維持id繼續(xù)流通，可控硅T仍然牌導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)ud=u2。當(dāng)u20時(shí)，雖然ud出現(xiàn)負(fù)值，但電流id的方向不變。當(dāng)電流id減小到小于維持電流IH時(shí)，可控硅T自行關(guān)斷，id=0,UT=u2，可控硅承受反

7、壓。負(fù)載電壓平均值： 其中電感Ld兩端電壓的平均值為零。電感Ld的存在使負(fù)載電壓ud出現(xiàn)負(fù)值，Ld越大，ud負(fù)值越大，負(fù)載上直流電壓Ud就越小，Id=Ud/Rd也越小，所以如果不采取措施，可控硅的輸出就達(dá)不到應(yīng)有的電壓和電流。（3）感性負(fù)載（帶續(xù)流二極管，見(jiàn)圖6）：圖6 電感性負(fù)載有續(xù)流二極管在負(fù)載上并聯(lián)一只續(xù)流二極管D，可使Ud提高到和電阻性負(fù)載時(shí)一樣，在電源電壓u20時(shí)，D的作用有點(diǎn)：把電源負(fù)電壓u2引到可控硅T兩端，使T關(guān)斷，uT=u2；給電感電流續(xù)流，形成iD；把負(fù)載短路，ud=0,避免ud出現(xiàn)負(fù)值，使負(fù)載上直流輸出電壓ud提高。負(fù)載電流為何控硅電流iT和二極管的續(xù)流iD之和，即id=iT+iD。當(dāng)LdR時(shí)，iD下降很慢使id近似為一條水平線，所以流過(guò)T和D的電注平均值與有效值分別為：平均值：IdT=（/360°）Id；IdD=(360°-)/360°Id；有效值：IT=根號(hào)下（/360°）Id；ID=根號(hào)下(360°-)/360°Id可控硅