單相可控整流電路

2021-10-19 08:42:02 字數 2177 閱讀 2783

將基波因數計算電路封裝成子系統(rms上:基波有效值    rms下:有效值)

將紋波因數計算電路封裝成子系統

通過改變觸發脈衝控制角α的大小,控制閘流體的導通相位,使直流輸出電壓的波形發生變化,即負載上輸出電壓的平均值發生變化,這種整流方式稱為可控整流。由於閘流體只在電源電壓正半波區間導通,輸出電壓為極性不變但瞬時值變化的脈動直流,故稱為「半波」整流。

當負載為純阻性時,電壓和電流成正比,波形同相位,電流可以突變。

當負載為阻-感性負載時,由於電感對電流的抑制作用,電壓由正到付的零點閘流體不會關斷,輸出電壓出現負波形,輸出電壓的平均值減小。大電感負載時輸出電壓正負面積趨於相等。

為了解決電感性負載輸出電壓出現負波形時輸出電壓平均值減小的問題,必須在負載兩端併聯續流二極體,把輸出電壓的負向波形去掉。

在電源電壓負半波,電感的感應電壓使續流二極體vd承受反向陽極電壓而關斷,直流側兩端的電壓僅為續流二極體的管壓降。直流側為一階電路零輸入響應模型,電感開始放電,向電阻提供電流。電感電流開始下降,時間常數τ=l/r。

如果電感較小,直流側電流是斷續的。當電感無窮大時,時間常數τ無窮大,直流側電流變成一條直線。

將單相橋式全控整流電路,封裝成子系統。

對比單相半波可控整流電路和單相橋式全控整流電路的波形。

單相橋式全控整流電路在整流橋的作用下,負載兩端正負兩個半波內均有相同方向的電流流過,平均電壓和電流是半波整流的兩倍。

輸入端正負半周均有大小相等方向相反的電流流過,可有效消除變壓器的直流磁化,提高變壓器利用率。

單相橋式全控整流電路輸出電壓乙個週期脈動兩次,紋波因數為0.487;明顯好於單相半波可控整流電路的1.213。

當負載為阻-感性負載時,由於電感對電流的抑制作用,電壓由正到付的零點閘流體不會關斷,輸出電壓出現負波形,輸出電壓的平均值減小。

當電感無限大時,輸出電流近似平直。基波因數為0.9005,明顯好於單相半波可控整流電路的0.6367。

單相橋式全控整流電路中,每個工作區間有兩個閘流體導通,每個導電迴路由兩個閘流體同時控制。實際上,對導電迴路進行控制只需乙個閘流體就可以了。為此,可在每個導電迴路中,乙個仍用閘流體進行控制,另乙個則用大功率整流二極體代替,從而簡化了這個電路。另一方面,採用整流二極體代替導電迴路中的閘流體,整流二極體還可以發揮續流二極體的作用。

這就產生了兩種方式,一種是將vt2和vt4換成整流二極體,另一種是將vt3和vt4換成整流二極體。但是將vt2和vt4換成整流二極體,存在失控風險。因此最終選擇將tv3和tv4換成整流二極體。

將單相橋式半控整流電路,封裝成子系統。

對比單相橋式全控整流電路和單相橋式半控整流電路的波形,輸出電壓負波形被徹底消除。並且由於續流二極體的作用,在閘流體關斷期間,直流側為一階電路零輸入響應模型,電感開始放電,向電阻提供電流。電感電流開始下降,時間常數τ=l/r。

當電感無窮大時,電流趨近於直線。

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