电力电子技术-单相桥式全控整流电(2)
发布时间:2017-06-15 点击次数:次
基本数量关系
☞整流电压平均值为:
当α=0时,Ud0=0.9U2。α=90°时,Ud=0。晶闸管移相范围为90°。
晶闸管承受的最大正反向电压均为
。
晶闸管导通角θ与α无关,均为180°,其电流平均值和有效值分别为:
和
。
变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形波,其相位由α角决定,有效值I2=Id。

单相桥式全控整流电路接反电动势—电阻负载时的电路及波形
带反电动势负载时的工作情况
当负载为蓄电池、直流电动机的电枢(忽略其中的电感)等时,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。
电路分析
☞|u2|>E时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能。
☞晶闸管导通之后,ud=u2,
,直至|u2|=E,id即降至0使得晶闸管关断,此后ud=E。
☞与电阻负载时相比,晶闸管提前了电角度d停止导电,d称为停止导电角。

☞当α<δ时,触发脉冲到来时,晶闸管承受负电压,不可能导通。
☞触发脉冲有足够的宽度,保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时,触发脉冲仍然存在。这样,相当于触发角被推迟为δ。
☞在α角相同时,整流输出电压比电阻负载时大。
电流断续
☞id波形在一周期内有部分时间为0的情况,称为电流断续。
☞负载为直流电动机时,如果出现电流断续,则电动机的机械特性将很软。
为了克服此缺点,一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
☞电感量足够大使电流连续,晶闸管每次导通180°,这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同,ud的计算公式亦一样。
☞为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出:


例:单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,反电势E=60V,当a=30°时,要求:
①作出ud、id和i2的波形;
②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2;
③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:①ud、id和i2的波形:

ud、id和i2的波形
②整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud=0.9 U2 cosα=0.9×100×cos30°=77.97(A)
Id =(Ud-E)/R=(77.97-60)/2=9(A)
I2=Id=9(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为:
U2=100
=141.4(V)
流过每个晶闸管的电流的有效值为:
IVT=Id
=6.36(A)
故晶闸管的额定电压为:
UN=(2~3)×141.4=283~424(V)
晶闸管的额定电流为:
IN=(1.5~2)×6.36 1.57=6~8(A)
晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
☞整流电压平均值为:

当α=0时,Ud0=0.9U2。α=90°时,Ud=0。晶闸管移相范围为90°。
晶闸管承受的最大正反向电压均为

晶闸管导通角θ与α无关,均为180°,其电流平均值和有效值分别为:


变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形波,其相位由α角决定,有效值I2=Id。

单相桥式全控整流电路接反电动势—电阻负载时的电路及波形
带反电动势负载时的工作情况
当负载为蓄电池、直流电动机的电枢(忽略其中的电感)等时,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。
电路分析
☞|u2|>E时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能。
☞晶闸管导通之后,ud=u2,

☞与电阻负载时相比,晶闸管提前了电角度d停止导电,d称为停止导电角。

☞当α<δ时,触发脉冲到来时,晶闸管承受负电压,不可能导通。
☞触发脉冲有足够的宽度,保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时,触发脉冲仍然存在。这样,相当于触发角被推迟为δ。
☞在α角相同时,整流输出电压比电阻负载时大。
电流断续
☞id波形在一周期内有部分时间为0的情况,称为电流断续。
☞负载为直流电动机时,如果出现电流断续,则电动机的机械特性将很软。
为了克服此缺点,一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
☞电感量足够大使电流连续,晶闸管每次导通180°,这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同,ud的计算公式亦一样。
☞为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出:


例:单相桥式全控整流电路,U2=100V,负载中R=2Ω,L值极大,反电势E=60V,当a=30°时,要求:
①作出ud、id和i2的波形;
②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2;
③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解:①ud、id和i2的波形:

ud、id和i2的波形
②整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2分别为
Ud=0.9 U2 cosα=0.9×100×cos30°=77.97(A)
Id =(Ud-E)/R=(77.97-60)/2=9(A)
I2=Id=9(A)
③晶闸管承受的最大反向电压为:


流过每个晶闸管的电流的有效值为:
IVT=Id

故晶闸管的额定电压为:
UN=(2~3)×141.4=283~424(V)
晶闸管的额定电流为:
IN=(1.5~2)×6.36 1.57=6~8(A)
晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。