可控硅整流,可控硅整流电路

  作者:dolphin 时间:2017-04-13

一、单相半波可控整流电路

1、工作原理

电路和波形如图1所示,设u2=U2sinω。

正半周:

0tt1,ug=0,T正向阻断,id=0,uT=u2,ud=0

t=t,加入ug脉冲,T导通,忽略其正向压降,uT=0,ud=u2,id=ud/Rd

负半周:

π≤t2π当u2自然过零时,T自行关断而处于反向阻断状态,ut=0,ud=0,id=0

0t1的电度角为α,叫控制角。从t1到π的电度角为θ,叫导通角,显然

α+θ=π。当α=0,θ=180度时,可控硅全导通,与不控整流一样,当α=180度,θ=0度时,可控硅全关断,输出电压为零。

1、单相半波可控整流

2、各电量关系

ud波形为非正弦波,其平均值(直流电压):

ud=(1/2π)u2sinωtd(ωt)=(0.45u2)[1+cosα)/2]-------------1

由上式可见,负载电阻Rd上的直流电压是控制角α的函数,所以改变α的大小就可以控制直流电压Ud的数值,这就是可控整流意义之所在。

流过Rd的直流电流Id

Id=(Ud/Rd)=0.45(u2/Rd)×[(1+cosα)/2]--------------------------2

Ud的有效值(均方根值):

-------------------------------------3

流过Rd的电流有效值:

I=U/Rd=(U2/Rd) ---------------------------------4

由于电源提供的有功功率P=UI,电源视在功率S=U2IU2是电源电压有效值),所以功率因数:

cosψ=P/S= -------------------------------------5

由上式可见,功率因数cosψ也是α的函数,当α=0时,cosψ=0.707。显然,对于电阻性负载,单相半波可控整流的功率因数也不会是1

比值Ud/UI/Idcosψ随α的变化数值,见表一,它们相应的关系曲线,如图2所示

表一 Ud/UI/Idcosψ的关系

α

0°

30°

60°

90°

120°

150°

180°

Ud/U
I/Id
cos
ψ

0.45
1.57
0.707

0.42
1.66
0.698

0.338
1.88
0.635

0.225
2.22
0.508

0.113
2.87
0.302

0.03
3.99
0.12

0
-
0

2、单相半波可控整流的电压、电流及功率因数与控制角的关系

由于可控硅TRd是串联的,所以,流过Rd的有效值电流I与平均值电流Id的比值,也就是流过可控硅T的有效值电流IT与平均值电流IdT的比值,即I/Id=It/IdT

二、单相桥式半控整流电路

电路与波形如图3所示

3、单相桥式半控整流

t1时刻加入ug1T1导通,电流通路如图实线所示。uT1=0,ud=u2,uT2=-u2u2过零时,T1自行关断。

负半周:

t2时刻加入ug2T2导通,电流通路如图虚线所示,uT2=0ud=-u2,ut1=u2u2过零时T2自行关断。

2、各电量关系

由图3可见,ud波形为非正弦波,其幅值为半波整流的两倍,所以Rd上的直流电压Ud:

Ud=0.9U2[(1+cosα)/2]--------------------------6

直流电流Id:

Id=Ud/Rd=0.9(u2/Rd)×[(1+cosα)/2]-------------7

电压有效值U

--------------------------8

电流有效值I

--------------------------9

功率因数cosψ:

cosψ= ------------------------10

比值Ud/U,I/Idcosψ随α的变化数值见表二,相应关系曲线见图4

表二、 Ud/UI/Idcosψ与α的关系表

α

0°

30°

60°

90°

120°

150°

180°

Ud/U
I/Id
cos
ψ

0.9
1.112
1

0.84
1.179
0.985

0.676
1.335
0.896

0.45
1.575
0.717

0.226
1.97
0.426

0.06
2.835
0.169

0
-
0

4、单相全波和桥式电路电压、电流及功率因数与控制角的关系

把单相全波整流单相半波整流进行比较可知:

1)当α相同时,全波的输出直流电压比半波的大一倍。

2)在α和Id相同时,全波的电流有效值比半波的减小倍。

3)α相同时,全波的功率因数比半波的提高了倍。

三、整流电路波形分析

1、单相半波可控整流

1)电阻性负载(见图1

1)电阻性负载,id波形与ud波形相似,因为可控硅T与负载电阻Rd串联,所以id=id

2)可控硅T承受的正向电压随控制角α而变化,但它承受的反向电压总是负半波电压,负半波电压的最大值为U2

3)线路简单,多用在要求不高的电阻负载的场合。

2)感性负载(不带续流二极管,见图5):

1)电机电器的电磁线圈、带电感滤波的电阻负载等均属于电感性负载。

2)电感具有障碍电流变化的作用可控硅T导通时,其压降uT=0,但电流id只能从零开始上升。id增加和减少时线圈Ld两端的感应电动势eL的极性变化如图示。

5关键词: 可控硅 整流 电路 单相 半波

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