第2章 单相可控整流电路精选PPT.ppt
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1、第2章单相可控整流电路第1页,此课件共27页哦第第2 2章章 可控整流电路可控整流电路2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路2.3单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路2.4晶闸管的简易触发装置晶闸管的简易触发装置第2页,此课件共27页哦本章内容本章内容本章内容本章内容:半波可控、桥式全控、桥式半控整流电路的半波可控、桥式全控、桥式半控整流电路的半波可控、桥式全控、桥式半控整流电路的半波可控、桥式全控、桥式半控整流电路的工作原理工作原理工作原理工作原理、波形波形波形波形分析分析分析分析及及及及计算计算计算计算,续流二极管的作用续流二极管的
2、作用续流二极管的作用续流二极管的作用及有关波形分析。及有关波形分析。及有关波形分析。及有关波形分析。晶闸管触发电路的晶闸管触发电路的晶闸管触发电路的晶闸管触发电路的基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理。学习要点学习要点学习要点学习要点:掌握掌握掌握掌握可控整流电路在不同性质负载下的可控整流电路在不同性质负载下的可控整流电路在不同性质负载下的可控整流电路在不同性质负载下的工作原理工作原理工作原理工作原理及及及及波形分析波形分析波形分析波形分析,控制角移相范围,控制角移相范围,控制角移相范围,控制角移相范围,电流有效值、平均值的计算电流有效值、平均值的计算电流有效值、平均值的计算电流有
3、效值、平均值的计算,对相,对相,对相,对相位控制触发脉冲的基本要求。位控制触发脉冲的基本要求。位控制触发脉冲的基本要求。位控制触发脉冲的基本要求。了解晶闸管简易触发电路的了解晶闸管简易触发电路的了解晶闸管简易触发电路的了解晶闸管简易触发电路的基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理。本章学习内容与学习要点本章学习内容与学习要点第3页,此课件共27页哦引言引言整流电路的分类:整流电路的分类:整流电路的分类:整流电路的分类:按组成的器件可分为按组成的器件可分为按组成的器件可分为按组成的器件可分为不可控不可控不可控不可控、半控半控半控半控、全控全控全控全控三种。三种。三种。三种。按电路结构可
4、分为按电路结构可分为按电路结构可分为按电路结构可分为桥式电路桥式电路桥式电路桥式电路和和和和零式电路零式电路零式电路零式电路。按交流输入相数分为按交流输入相数分为按交流输入相数分为按交流输入相数分为单相电路单相电路单相电路单相电路和和和和多相电路多相电路多相电路多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为单拍电单拍电单拍电单拍电路路路路和和和和双拍电路双拍电路双拍电路双拍电路。整流电路整流电路整流电路整流电路:出现最早的电力电子电路,将交流电变为直流电。
5、出现最早的电力电子电路,将交流电变为直流电。第4页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路及波形单相半波可控整流电路及波形1 1 1 1 带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况变变压压器器T T起起变变换换电电压压和和电电气气隔隔离的作用。离的作用。电电电电阻阻阻阻负负负负载载载载的的的的特特特特点点点点:电电压压与与电电流流成正比,两者波形相同。成正比,两者波形相同。单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路(SinglePhaseHalfWave(SinglePhas
6、eHalfWaveControlledRectifier)ControlledRectifier)wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)00第5页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路VTVT的的的的a a a a 移相范围为移相范围为移相范围为移相范围为180180 通通通通过过过过控控控控制制制制触触触触发发发发脉脉脉脉冲冲冲冲的的的的相相相相位位位位来来来来控控控控制制制制直直直直流流流流输输输输出出出出电电电电压压压压大大大大小小小小的的的的方方方方式称为式称为式称为式称为相位控制方式相位控制
7、方式相位控制方式相位控制方式,简称,简称,简称,简称相控方式相控方式相控方式相控方式。首先,引入两个重要的基本概念:首先,引入两个重要的基本概念:首先,引入两个重要的基本概念:首先,引入两个重要的基本概念:触触触触发发发发延延延延迟迟迟迟角角角角:从从从从晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管开开开开始始始始承承承承受受受受正正正正向向向向阳阳阳阳极极极极电电电电压压压压起起起起到到到到施施施施加加加加触触触触发发发发脉脉脉脉冲冲冲冲止止止止的的的的电角度电角度电角度电角度,用用用用a a a a表示表示表示表示,也称也称也称也称触发角触发角触发角触发角或或或或控制角控制角控制角控制角。导通角导通角导通角导
8、通角:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用:晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度,用 表示表示表示表示 。基本数量关系基本数量关系直流输出电压平均值为直流输出电压平均值为(2-1)第6页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路22带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况带阻感负载的带阻感负载的 单相半波电路及其波形单相半波电路及其波形阻阻阻阻感感感感负负负负载载载载的的的的特特特特点点点点:电电电电感感感感对对对对电电电电流流流流变变变
9、变化化化化有有有有抗抗抗抗拒拒拒拒作作作作用用用用,使使使使得得得得流流流流过过过过电电电电感感感感的的的的电电电电流流流流不不不不发发发发生生生生突变。突变。突变。突变。讨讨讨讨论论论论负负负负载载载载阻阻阻阻抗抗抗抗角角角角j j j j、触触触触发发发发角角角角a a、晶闸管导通角晶闸管导通角晶闸管导通角晶闸管导通角 的关系。的关系。的关系。的关系。wttwwtwtwu20wt1p2 ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)+第7页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路对对单单相相半半波波电电路路的的分分析析可基于上述方法进行:可基于上述方法进行:
10、当当当当VTVT处处处处于于于于断断断断态态态态时时时时,相相相相当当当当于于于于电电电电路路路路在在在在VTVT处断开,处断开,处断开,处断开,i id d=0=0。当当当当VTVT处处处处于于于于通通通通态态态态时时时时,相相相相当当当当于于于于VTVT短路。短路。短路。短路。单相半波可控整流单相半波可控整流电路的分段线性等效电路电路的分段线性等效电路a)VT处于关断状态处于关断状态b)VT处于导通状态处于导通状态电力电子电路的一种基本分析方法电力电子电路的一种基本分析方法通过器件的理想化,将电路简化为通过器件的理想化,将电路简化为分段线性电路分段线性电路。器件的每种状态对应于一种器件的每
11、种状态对应于一种线性电路线性电路拓扑。拓扑。第8页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路当当当当VTVT处于通态时,如下方程成立:处于通态时,如下方程成立:处于通态时,如下方程成立:处于通态时,如下方程成立:VTb)RLu2b)VT处于导通状态处于导通状态(2-2)(2-4)初初初初始始始始条条条条件件件件:tt=a a ,i id d=0=0。求求求求解解解解式式式式(2-22-2)并并并并将将将将初初初初始条件代入可得始条件代入可得始条件代入可得始条件代入可得当当当当tt=+a a 时,时,时,时,i id d=0=0,代入式(,代入式(,代入式(,代入式(2-3
12、2-3)并整理得)并整理得)并整理得)并整理得(2-3)其中其中 ,第9页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路续流二极管续流二极管续流二极管续流二极管单相半波带阻感负载单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形有续流二极管的电路及波形 当当当当u u2 2过过过过零零零零变变变变负负负负时时时时,VDVDR R导导导导通通通通,u ud d为零,为零,为零,为零,VTVT承受反压关断。承受反压关断。承受反压关断。承受反压关断。L L储储储储存存存存的的的的能能能能量量量量保保保保证证证证了了了了电电电电流流流流i id d在在在在L-R-L-R-VDVDR R回回回
13、回路路路路中中中中流流流流通通通通,此此此此过过过过程程程程通通通通常常常常称称称称为为为为续流续流续流续流。数量关系数量关系(id近似恒为近似恒为Id)(2-5)(2-6)(2-7)(2-8)u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-ap+ab)c)d)e)f)g)iVDRa)第10页,此课件共27页哦2.1单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路VTVT的的的的a a a a 移相范围为移相范围为移相范围为移相范围为180180 。简简简简单单单单,但但但但输输输输出出出出脉脉脉脉动动动动大大大大,变变变变压压压压器器器器二二二二次次次次侧侧侧侧电电电电
14、流流流流中中中中含含含含直直直直流流流流分分分分量量量量,造成变压器铁芯造成变压器铁芯造成变压器铁芯造成变压器铁芯直流磁化直流磁化直流磁化直流磁化。实际上很少应用此种电路。实际上很少应用此种电路。实际上很少应用此种电路。实际上很少应用此种电路。分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。单相半波可控整流电路的特点1.exe1.exe1.exe1.exe第11页,此课件共27页哦2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路1带电阻负载的工作情况带电阻负载的
15、工作情况a)工作原理及波形分析工作原理及波形分析工作原理及波形分析工作原理及波形分析VTVT1 1和和和和VTVT4 4组组组组成成成成一一一一对对对对桥桥桥桥臂臂臂臂,在在在在u u2 2正正正正半半半半周周周周承承承承受受受受电电电电压压压压u u2 2,得得得得到到到到触触触触发发发发脉脉脉脉冲即导通,当冲即导通,当冲即导通,当冲即导通,当u u2 2过零时关断。过零时关断。过零时关断。过零时关断。VTVT2 2和和和和VTVT3 3组组组组成成成成另另另另一一一一对对对对桥桥桥桥臂臂臂臂,在在在在u u2 2正正正正半半半半周周周周承承承承受受受受电电电电压压压压-u u2 2,得得得
16、得到到到到触触触触发发发发脉冲即导通,当脉冲即导通,当脉冲即导通,当脉冲即导通,当u u2 2过零时关断。过零时关断。过零时关断。过零时关断。电路结构电路结构单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路(SinglePhaseBridgeContrelledRectifier)u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4单相全控桥式带电阻单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形负载时的电路及波形第12页,此课件共27页哦(2-11)2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路数量关系数量关系数量关系数量关系(2-9)a 角的移相范围为角的移相范围为180。向负载输出的平均
17、电流值为:向负载输出的平均电流值为:向负载输出的平均电流值为:向负载输出的平均电流值为:流过晶闸管的电流平均值只有输出流过晶闸管的电流平均值只有输出流过晶闸管的电流平均值只有输出流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半,即:直流平均值的一半,即:直流平均值的一半,即:直流平均值的一半,即:(2-10)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4第13页,此课件共27页哦2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路流过晶闸管的电流有效值:流过晶闸管的电流有效值:流过晶闸管的电流有效值:流过晶闸管的电流有效值:变压器二次测电流有效值变压器二次测电流有效值变压器二次测电流
18、有效值变压器二次测电流有效值I I2 2与输出直流电流与输出直流电流与输出直流电流与输出直流电流I I有效值相等:有效值相等:有效值相等:有效值相等:由式(由式(由式(由式(2-122-12)和式()和式()和式()和式(2-132-13)得:)得:)得:)得:不考虑变压器的损耗时,要求不考虑变压器的损耗时,要求不考虑变压器的损耗时,要求不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量变压器的容量变压器的容量变压器的容量 S S=U U2 2I I2 2。(2-12)(2-13)(2-14)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4第14页,此课件共27页哦2.2单相桥式全控整流电
19、路单相桥式全控整流电路22带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况 u单相全控桥带阻感负载单相全控桥带阻感负载时的电路及波形时的电路及波形 假假假假设设设设电电电电路路路路已已已已工工工工作作作作于于于于稳稳稳稳态态态态,i id d的的的的平平平平均均均均值值值值不变。不变。不变。不变。假假假假设设设设负负负负载载载载电电电电感感感感很很很很大大大大,负负负负载载载载电电电电流流流流i id d连连连连续续续续且波形近似为一水平线且波形近似为一水平线且波形近似为一水平线且波形近似为一水平线。u u2 2过过过过零零零零变变变变负负负负时时时时,晶晶晶晶
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