中文名 | 整流電路 | 外文名 | rectifying circuit |
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解????釋 | 把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路 | 構(gòu)????成 | 變壓器、整流主電路和濾波器等 |
應(yīng)????用 | 發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)、電解等 | 作????用 | 交流電壓與直流輸出電壓間匹配 |
可分為不可控電路、半控電路、全控電路三種
1)不可控整流電路完全由不可控二極管組成,電路結(jié)構(gòu)一定之后其直流整流電壓和交流電源電壓值的比是固定不變的。
2)半控整流電路由可控元件和二極管混合組成,在這種電路中,負(fù)載電源極性不能改變,但平均值可以調(diào)節(jié)。
3)在全控整流電路中,所有的整流元件都是可控的(SCR、GTR、GTO等),其輸出直流電壓的平均值及極性可以通過控制元件的導(dǎo)通狀況而得到調(diào)節(jié),在這種電路中,功率既可以由電源向負(fù)載傳送,也可以由負(fù)載反饋給電源,即所謂的有源逆變。
可分為零式電路和橋式電路
1)零式電路指帶零點(diǎn)或中性點(diǎn)的電路,又稱半波電路。它的特點(diǎn)所有整流元件的陰極(或陽極)都接到一個公共接點(diǎn)﹐向直流負(fù)載供電﹐負(fù)載的另一根線接到交流電源的零點(diǎn)。
2)橋式電路實(shí)際上是由兩個半波電路串聯(lián)而成,故又稱全波電路。
3、按電網(wǎng)交流輸入相數(shù)分為單相電路、三相電路和多相電路
1)對于小功率整流器常采用單相供電;單相整流電路分為半波整流,全波整流,橋式整流及倍壓整流電路等。
2)三相整流電路是交流測由三相電源供電,負(fù)載容量較大,或要求直流電壓脈動較小,容易濾波。三相可控整流電路有三相半波可控整流電路,三相半控橋式整流電路,三相全控橋式整流電路。因?yàn)槿嗾餮b置三相是平衡的﹐輸出的直流電壓和電流脈動小,對電網(wǎng)影響小,且控制滯后時間短,采用三相全控橋式整流電路時,輸出電壓交變分量的最低頻率是電網(wǎng)頻率的6倍,交流分量與直流分量之比也較小,因此濾波器的電感量比同容量的單相或三相半波電路小得多。另外,晶閘管的額定電壓值也較低。因此,這種電路適用于大功率變流裝置。
3)多相整流電路 隨著整流電路的功率進(jìn)一步增大(如軋鋼電動機(jī),功率達(dá)數(shù)兆瓦),為了減輕對電網(wǎng)的干擾﹐特別是減輕整流電路高次諧波對電網(wǎng)的影響,可采用十二相﹑十八相﹑二十四相,乃至三十六相的多相整流電路。采用多相整流電路能改善功率因數(shù),提高脈動頻率,使變壓器初級電流的波形更接近正弦波,從而顯著減少諧波的影響。理論上,隨著相數(shù)的增加,可進(jìn)一步削弱諧波的影響。多相整流常用在大功率整流領(lǐng)域,最常用的有雙反星中性點(diǎn)帶平衡電抗器接法和三相橋式接法。
方向是單向或雙向,又分為單拍電路和雙拍電路。其中所有半波整流電路都是單拍電路,所有全波整流電路都是雙拍電路。
可分為相控式電路和斬波式電路(斬波器);
1)通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式,簡稱相控方式。
2)斬波器就是利用晶閘管和自關(guān)斷器件來實(shí)現(xiàn)通斷控制,將直流電源電壓斷續(xù)加到負(fù)載上,通過通、斷的時間變化來改變負(fù)載電壓平均值,亦稱直流-直流變換器。它具有效率高、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于直流牽引的變速拖動中,如城市電車、地鐵、蓄點(diǎn)池車等。斬波器一般分降壓斬波器,升壓斬波器和復(fù)合斬波器三種。
分中點(diǎn)引出整流電路,橋式整流電路,帶平衡電抗器整流電路,環(huán)形整流電路,十二相整流電路1)中點(diǎn)引出整流電路分:單脈波(單相半波),兩脈波(單相全波),三脈波(三相半波),六脈波(三相全波)
2)橋式整流電路分:兩脈波(單相)橋式,六脈波(三相)橋式
3)帶平衡電抗器整流電路分:一次星形聯(lián)結(jié)的六脈波帶平衡電抗器電路(即雙反星帶平衡電抗器電路),一次角形聯(lián)結(jié)的六脈波帶平衡電抗器電路
4)十二相整流電路分:二次星、三角聯(lián)結(jié),橋式并聯(lián)(帶6f平衡電抗器)單機(jī)組十二脈波整流電路;二次星、三角聯(lián)結(jié),橋式串聯(lián)十二脈波整流電路;橋式并聯(lián)等值十二脈波整流電路;雙反星形帶平衡電抗器等值十二脈波整流電路。
需要特別指出的是,二極管作為整流元件,要根據(jù)不同的整流方式和負(fù)載大小加以選擇。如選擇不當(dāng),則或者不能安全工作,甚至燒了管子;或者大材小用,造成浪費(fèi)。
另外,在高電壓或大電流的情況下,如果手頭沒有承受高電壓或整定大電流的整流元件,可以把二極管串聯(lián)或并聯(lián)起來使用。
整流電路圖5-7 示出了二極管并聯(lián)的情況:兩只二極管并聯(lián)、每只分擔(dān)電路總電流的一半,三只二極管并聯(lián),每只分擔(dān)電路總電流的三分之一。總之,有幾只二極管并聯(lián),"流經(jīng)每只二極管的電流就等于總電流的幾分之一。但是,在實(shí)際并聯(lián)運(yùn)用時",由于各二極管特性不完全一致,不能均分所通過的電流,會使有的管子因?yàn)樨?fù)擔(dān)過重而燒毀。因此需在每只二極管上串聯(lián)一只阻值相同的小電阻器,使各并聯(lián)二極管流過的電流接近一致。這種均流電阻R一般選用零點(diǎn)幾歐至幾十歐的電阻器。電流越大,R應(yīng)選得越小。
圖5-8示出了二極管串聯(lián)的情況。顯然在理想條件下,有幾只管子串聯(lián),每只管子承受的反向電壓就應(yīng)等于總電壓的幾分之一。但因?yàn)槊恐欢O管的反向電阻不盡相同,會造成電壓分配不均:內(nèi)阻大的二極管,有可能由于電壓過高而被擊穿,并由此引起連鎖反應(yīng),逐個把二極管擊穿。在二極管上并聯(lián)的電阻R,可以使電壓分配均勻。均壓電阻要取阻值比二極管反向電阻值小的電阻器,各個電阻器的阻值要相等。
電力網(wǎng)供給用戶的是交流電,而各種無線電裝置需要用直流電。整流,就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷梢园逊较蚝痛笮「淖兊慕涣麟娮儞Q為直流電。下面介紹利用晶體二極管組成的各種整流電路。
半波整流電路
半波整流電路是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B 、整流二極管D 和負(fù)載電阻Rfz ,組成。變壓器把市電電壓(多為220伏)變換為所需要的交變電壓e2,D 再把交流電變換為脈動直流電。 變壓器砍級電壓e2,是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓,它的波形如圖5-2(a)所示。在0~K時間內(nèi),e2為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)。此時二極管承受正向電壓面導(dǎo)通,e2通過它加在負(fù)載電阻Rfz上,在π~2π 時間內(nèi),e2為負(fù)半周,變壓器次級下端為正;上端為負(fù)。這時D承受反向電壓,不導(dǎo)通,Rfz,上無電壓。在2π~3π時間內(nèi),重復(fù)0~π 時間的過程,而在3π~4π時間內(nèi),又重復(fù)π~2π時間的過程…這樣反復(fù)下去,交流電的負(fù)半周就被"削"掉了,只有正半周通過Rfz,在Rfz上獲得了一個單一右向(上正下負(fù))的電壓,如圖5-2(b)所示,達(dá)到了整流的目的,但是,負(fù)載電壓Usc。以及負(fù)載電流的大小還隨時間而變化,因此,通常稱它為脈動直流。
這種除去半周、圖下半周的整流方法,叫半波整流。不難看出,半波整流是以"犧牲"一半交流為代價而換取整流效果的,電流利用率很低(計算表明,整流得出的半波電壓在整個周期內(nèi)的平均值,即負(fù)載上的直流電壓Usc =0.45e2,此處注意e2是變壓器二次端口的有效值,而不是最大值。如變壓器得到e2=
整流電路
如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整,可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖5-3 是全波整流電路的電原理圖。
全波整流電路,可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級線圈中間需要引出一個抽頭,把次組線圈分成兩個對稱的繞組,從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓e2a 、e2b ,構(gòu)成e2a 、D1、Rfz與e2b 、D2、Rfz ,兩個通電回路。
全波整流電路的工作原理,可用圖5-4 所示的波形圖說明。在0~π時間內(nèi),e2a 對Dl為正向電壓,D1 導(dǎo)通,在Rfz 上得到上正下負(fù)的電壓;e2b 對D2為反向電壓,D2 不導(dǎo)通。在π-2π時間內(nèi),e2b 對D2為正向電壓,D2導(dǎo)通,在Rfz 上得到的仍然是上正下負(fù)的電壓;e2a 對D1為反向電壓,D1 不導(dǎo)通。
帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路是將整流變壓器的兩組二次繞組都接成星形,但兩組接到晶閘管的同名端相反;兩組二次繞組的中性點(diǎn)通過平衡電控器LB連接在一起。
橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路,只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu),便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn),而同時在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。
整流電路橋式整流電路的工作原理如下:e2為正半周時,對D1、D3和方向電壓,Dl,D3導(dǎo)通;對D2、D4加反向電壓,D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、Dl、Rfz 、D3通電回路,在Rfz ,上形成上正下負(fù)的半波整流電壓,e2為負(fù)半周時,對D2、D4加正向電壓,D2、D4導(dǎo)通;對D1、D3加反向電壓,D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz 、D4通電回路,同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。
如此重復(fù)下去,結(jié)果在Rfz ,上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出,橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值,比全波整流電路小一半。
三相橋式全控電路TR為三相整流變壓器,其接線組別采用Y/Y-12。VT1~VT6為晶閘管元件,F(xiàn)U1~FU6為快速熔斷器。TS為三相同步變壓器,其接線組別采用△/Y-11。P端為集成化六脈沖觸發(fā)電路 24V電源輸出端,接脈沖變壓器一次繞組連接公共端。P1~P6端為集成化六脈沖觸發(fā)電路功放管V1~V6集電極輸出端,分別接脈沖變壓器一次繞組的另一端。UC端為移相控制電壓輸入端。
三相橋式半控電路三相橋式半控整流電路與三相橋式全控整流電路基本相同,僅將共陽極組VT4,VT6,VT2的晶閘管元件換成了VD4,VD6,VD2整流二極管,以構(gòu)成三相橋式半控整流電路。
C2為濾波電容,利用電容的充放電作用,使通過整流的脈動波形直流變成波形更加平直的直流;R2為C2的放電電阻,一般大于1兆歐,用于泄放電源關(guān)閉時C2所充有的電壓使其電勢為零,檢修時人體觸極才安全(因?yàn)槭?..
全波整流電路和橋式整流電路的特點(diǎn)與區(qū)別?
全波整流電路和橋式整流電路的特點(diǎn)與區(qū)別:交流輸入比較:全波要求是對稱的雙交流輸入,橋式只用一組交流。所以全波的交流電源比橋式復(fù)雜。由此引起成本(變壓器次級利用率)、線路等的不同。二極管反向電壓比較:因...
全波整流電路和橋式整流電路的特點(diǎn)與區(qū)別?
全波整流電路只用兩只二極管,就可以實(shí)現(xiàn)全波整流,但需要變壓器二次線圈是雙繞組的。也就是有中心抽頭的。二極管承受的最大反向電壓要求高。2√2.橋式整流電路,需要四只二極管,才可以實(shí)現(xiàn)全波整流,變壓器二次...
對整流電路的意義有以下總結(jié):
1、電源電路中的整流電路主要有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流三種,倍壓整流電路用于其它交流信號的整流,例如用于發(fā)光二極管電平指示器電路中,對音頻信號進(jìn)行整流。
2、前三種整流電路輸出的單向脈動性直流電特性有所不同,半波整流電路輸出的電壓只有半周,所以這種單向脈動性直流電主要成分仍然是50Hz的;因?yàn)檩斎虢涣魇须姷念l率是50Hz,半波整流電路去掉了交流電的半周,沒有改變單向脈動性直流電中交流成分的頻率;全波和橋式整流電路相同,用到了輸入交流電壓的正、負(fù)半周,使頻率擴(kuò)大一倍為100Hz,所以這種單向脈動性直流電的交流成分主要成分是100Hz的,這是因?yàn)檎麟娐穼⑤斎虢涣麟妷旱囊粋€半周轉(zhuǎn)換了極性,使輸出的直流脈動性電壓的頻率比輸入交流電壓提高了一倍,這一頻率的提高有利于濾波電路的濾波。
3、在電源電路的三種整流電路中,只有全波整流電路要求電源變壓器的次級線圈設(shè)有中心抽頭,其他兩種電路對電源變壓器沒有抽頭要求。另外,半波整流電路中只用一只二極管,全波整流電路中要用兩只二極管,而橋式整流電路中則要用四只二極管。根據(jù)上述兩個特點(diǎn),可以方便地分辨出三種整流電路的類型,但要注意以電源變壓器有無抽頭來分辨三種整流電路比較準(zhǔn)確。
4、在半波整流電路中,當(dāng)整流二極管截止時,交流電壓峰值全部加到二極管兩端。對于全波整流電路而言也是這樣,當(dāng)一只二極管導(dǎo)通時,另一只二極管截止,承受全部交流峰值電壓。所以對這兩種整流電路,要求電路的整流二極管其承受反向峰值電壓的能力較高;兩只二極管導(dǎo)通,另兩只二極管截止,它們串聯(lián)起來承受正向峰值電壓,在每只二極管兩端只有正向峰值電壓的一半,所以對這一電路中整流二極管承受反向峰值電壓的能力要求較低。
5、在要求直流電壓相同的情況下,對全波整流電路而言,電源變壓器次級線圈抽頭到上、下端交流電壓相等;且等于橋式整流電路中電源變壓器次級線圈的輸出電壓,這樣在全波整流電路中的電源變壓器相當(dāng)于繞了兩組次級線圈。
6、在全波和橋式整流電路中,都將輸入交流電壓的負(fù)半周轉(zhuǎn)到正半周或?qū)⒄胫苻D(zhuǎn)到負(fù)半周,這一點(diǎn)與半波整流電路不同,在半波整流電路中,將輸入交流電壓一個半周切除。
7、在整流電路中,輸入交流電壓的幅值遠(yuǎn)大于二極管導(dǎo)通的管壓降,所以可將整流二極管的管壓降忽略不計。
8、對于倍壓整流電路,它能夠輸出比輸入交流電壓更高的直流電壓,但這種電路輸出電流的能力較差,所以具有高電壓,小電流的輸出特性。
9、分析上述整流電路時;主要用二極管的單向?qū)щ娞匦?,整流二極管的導(dǎo)通電壓由輸入交流電壓提供。
采用相位控制方式以實(shí)現(xiàn)負(fù)載端直流電能控制的可控整流電路??煽厥且?yàn)檎髟褂镁哂锌刂乒δ艿木чl管。在這種電路中,只要適當(dāng)控制晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通瞬間的相位角,就能夠控制直流負(fù)載電壓的平均值。故稱為相控。
相控整流電路要求輸出電壓的可調(diào)控范圍要大,脈動要小,對交流電源、器件導(dǎo)電性能都有影響,而且變壓器也需要注意。
相控整流電路是通過交流側(cè)輸入的相數(shù)的控制來進(jìn)行整流控制的電路,整流兀件使用具有控制作用的晶閘管所以帶有可控性。
分類
相控整流電路分為單相、三相、多相整流電路3種。
圖1a為單相半波可控整流電路。圖中ug為晶閘管的觸發(fā)脈沖,其工作過程如下:當(dāng)u2負(fù)半周時,晶閘管不導(dǎo)通。在u2正半周時,不加觸發(fā)脈沖之前,晶閘管也不導(dǎo)通,只有加觸發(fā)脈沖之后,晶閘管才導(dǎo)通,這時負(fù)載Rd上流過電流。在電流為零時刻,晶閘管自動關(guān)斷,為下一次觸發(fā)導(dǎo)通作好準(zhǔn)備,如此循環(huán)往復(fù),負(fù)載上得到脈動的直流電壓ud。晶閘管從開始承受正向電壓起到開始導(dǎo)通這一角度稱為控制
相控電路圖
角,以α表示。這樣,只要改變控制角α的大小,即改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻,就改變了直流輸出電壓的平均值。觸發(fā)脈沖總是在電源周期的同一特定時刻加到晶閘管的控制極上,所以,觸發(fā)脈沖和電源電壓在頻率和相位上要配合好,這種協(xié)調(diào)配合的關(guān)系稱為同步。圖1b為單相橋式可控整流電路。它與單相半波可控整流電路相比,其變壓器利用系數(shù)較高,直流側(cè)脈動的基波頻率為交流基波的二倍,故為小功率場合常用的整流電路之一。 這里,脈波數(shù)P的概念很重要。所謂脈波數(shù)就是在交流電源的一個周期之內(nèi)直流側(cè)輸出波形的重復(fù)次數(shù)。通常脈波數(shù)越多,直流側(cè)輸出越平滑,交流側(cè)電流越接近正弦波。為了增加脈波數(shù),可以增加交流側(cè)相數(shù),但是, 一般相數(shù)增加越多,各相的通電時間變得越短,這樣會使整流元件與整流變壓器副邊繞組的利用率變壞,使裝置體積變大,成本提高。圖1c為單相橋式半控整流電路,由于可控的晶閘管與不控的二極管混合組成,故稱半控。F稱續(xù)流二極管,若直流電壓變?yōu)樨?fù)值,它成為直流側(cè)環(huán)流的路徑,維持輸出電壓為零。
單相整流電路比較簡單,對觸發(fā)電路的要求較低,相位同步問題很簡單,調(diào)整也比較容易。但它的輸出直流電壓的紋波系數(shù)較大。由于它接在電網(wǎng)的一相上,易造成電網(wǎng)負(fù)載不平衡,所以一般只用于4kW以下的中小容量的設(shè)備上。如果負(fù)載較大,一般都用三相電路。
當(dāng)整流容量較大,要求直流電壓脈動較小,對快速性有特殊要求的場合,應(yīng)考慮采用三相可控整流電路。這是因?yàn)槿嗾餮b置三相是平衡的,輸出的直流電壓和電流脈動小,對電網(wǎng)影響小,且控制滯后時間短。圖2為三相橋式全控整流電路及其輸出電壓波形。在理想情況下,電路在任何時刻都必須有兩個晶閘管導(dǎo)通,一個是共陽極組的,另一個是共陰級組的,只有它們同時導(dǎo)通才能形成導(dǎo)電回路。T1、T2、T3、T4、T5、T6的觸發(fā)脈沖互差60°。因此,電路每隔60°有一個晶閘管換流,導(dǎo)通次序?yàn)?→2→3→4→5→6,每個晶閘管導(dǎo)通120°。在整流電路合閘后,共陰極和共陽級組各有一個晶閘管導(dǎo)通。因此,每個觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)大于60°、小于120°,或用兩個窄脈沖等效地代替大于60°的寬脈沖,即在向某一個晶閘管送出觸發(fā)脈沖的同時,向前一個元件補(bǔ)送一個脈沖,稱雙脈沖觸發(fā)。整流輸出電壓波形如圖2 所示。當(dāng)T1、T6導(dǎo)通時,ud=uab;T1、T2導(dǎo)通時,ud=uac;同理,依次為ubc,uba,uca,ucb,均為線電壓的一部分,脈動頻率為300Hz,晶閘管T1上的電壓uT1波形分為三段,在T1導(dǎo)電的120°中,uT1=0(僅管壓降);當(dāng)T3導(dǎo)通,T1受反向電壓關(guān)斷,uT1=uab;T5導(dǎo)通時,T3關(guān)斷,uT1=uac。因此晶閘承受的最大正、反向電壓為線電壓的峰值。
采用三相全控橋式整流電路時,輸出電壓交變分量的最低頻率是電網(wǎng)頻率的6倍,交流分量與直流分量之比也較小,因此濾波器的電感量比同容量的單相或三相半波電路小得多。另外,晶閘管的額定電壓值也較低。因此,這種電路適用于大功率變流裝置。
隨著整流電路的功率進(jìn)一步增大(如軋鋼電動機(jī),功率達(dá)數(shù)兆瓦),為了減輕對電網(wǎng)的干擾,特別是減輕整流電路高次諧波對電網(wǎng)的影響,可采用十二相、十八相、二十四相,乃至三十六相的多相整流電
多相整流電路
路。圖3a為兩組三相橋串聯(lián)組成的十二相整流電路。為了獲得十二相波形,每個波頭應(yīng)該錯開30°。所以采用三繞組變壓器,次級的兩個繞組一個接成星形,另一個接成三角形,分別供給兩組三相橋。兩組整流橋串聯(lián)后再接到負(fù)載。由于兩組整流橋輸出的電壓的相位彼此差30°,因此在負(fù)載上得到十二脈波的整流電壓,合成電壓中最低次諧波頻率為600Hz,輸出電壓ud=ud1 ud2,電流id=id1=id2。圖3b是兩組三相橋并聯(lián)組成大電流的十二相整流電路。兩橋變壓器次級繞組電壓依次相差30°。若兩組橋的交流線電壓相等,各自的控制角也相等,則兩組橋的整流平均電壓也相等,只要極性相符合,就可以并聯(lián)運(yùn)行。但是兩組整流電壓的瞬時值是不等的,兩組電源間會出現(xiàn)交流環(huán)流。為了限止環(huán)流,延長晶閘管的導(dǎo)通時間,需要加入平衡電抗器,輸出電壓ud=(ud1 ud2)/2,電流id=id1 id2。
采用多相整流電路能改善功率因數(shù),提高脈動頻率,使變壓器初級電流的波形更接近正弦波,從而顯著減少諧波的影響。理論上,隨著相數(shù)的增加,可進(jìn)一步削弱諧波的影響。但這樣做增加了設(shè)備費(fèi)用,在技術(shù)上對精確地得到相同的控制角提出了較嚴(yán)格的要求。因而需對方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行全面分析,最后作出選擇。
選擇整流電路時,主要從電性能好、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、對電網(wǎng)影響小等方面考慮,合理選用 。2100433B
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第 2章 整流電路 主要內(nèi)容:單相可控整流電路的工作原理、波形分析及計算,續(xù)流二極管的作用及有 關(guān)波形分析。三相半波整流電路的波形分析及計算。三相全控橋的工作原理、波形分析及 計算。整流變壓器原、附邊繞組電流有效值及容量計算。帶平衡電抗器的雙反星性大功率 整流電路工作原理及波形分析。變壓器漏抗對整流電路的影響。電路中諧波的產(chǎn)生、組成 及抑制方法。整流電路的諧波和功率因數(shù)。整流電路的有源逆變工作原理及實(shí)施逆變的條 件,逆變顛覆及防止措施。觸發(fā)脈沖與主回路電壓的同步,移相工作原理。 重點(diǎn):單相可控整流電路的工作原理、波形分析及計算。三相半波整流電路的波形分 析及計算。三相全控橋的工作原理、波形分析及計算。變壓器漏抗對整流電路的影響。電 路中諧波的產(chǎn)生、組成及抑制方法。整流電路的諧波和功率因數(shù)。整流電路的有源逆變工 作原理及實(shí)施逆變的條件,逆變顛覆及防止措施。觸發(fā)脈沖與主回路電壓的同步,移相工
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摘 要隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展,在高度現(xiàn)代化的今天,幾乎在每一個領(lǐng)域都能直 接地或間接地看到工業(yè)用的整流直流電源的巨大用途,整流變壓器主要用在電化學(xué)工 業(yè)。 因不同的整流電路需要不同的整流變壓器設(shè)計,雙反星帶平衡電抗器整流電路和橋 式整流電路相比,在同樣負(fù)載直流電流下因其臂電流平均值是橋式整流電路的一半,且 管壓降也是后者的一半,因而被廣泛用在低電壓大電流系統(tǒng)中。但由于增加了平衡電抗 器也增加了變壓器復(fù)雜性和很多隱患,取消平衡電抗器三相五柱式整流變壓器恰恰克服 了平衡電抗器的缺點(diǎn)。 本論文研究的是就實(shí)際問題對比系統(tǒng)是采用橋式整流電路還是雙反星整流電路應(yīng)進(jìn) 行分析,平衡電抗器帶來的隱患、缺點(diǎn)。以及取消平衡電抗器采用三相五柱式整流變壓 器設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)、理論基礎(chǔ),設(shè)計變壓器計算單進(jìn)行器件的選擇 ,并繪制整體布置圖。 作為一個實(shí)際的工程設(shè)計課題 ,論文所論述的大部分思想已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中獲 得成功,
雙半波整流電路
變壓器次級中心抽頭的全波整流電路。從圖2的電路很容易看出,它是兩個半波整流電路結(jié)合而成的,所以也稱為雙半波整流電路。變壓器的中心抽頭為地電位,把交流電壓正、負(fù)半周分成兩部分。正弦交流電正半周時二極管DA導(dǎo)通,電流通過DA到負(fù)載;負(fù)半周時二極管DB導(dǎo)通,電流通過DB也到負(fù)載。和半波整流電路相比,在交流電壓的正、負(fù)半周上都有電流通過負(fù)載。雖然每個時刻流到負(fù)載的電流并未增加,但平均輸出電流比半波整流加倍,流過每個管的電流為負(fù)載電流的1/2。有載時平均輸出電壓是變壓器次級半個繞組電壓有效值的0.9倍[1]。
雙半波整流電路
橋式全波整流電路
經(jīng)常使用的整流電路是橋式全波整流電路。它的變壓器次級只有一個繞組,接在由四只二極管組成的電橋上。四只管又分成兩對,每對串聯(lián)起來工作。當(dāng)正弦交流電的正半周到來時,即變壓器次級上端為正時,二極管DA和DC導(dǎo)通而二極管DB和DD截止,如圖3b所示。當(dāng)正弦交流電壓的下半周到來時,即變壓器上端相對于下端為負(fù)時,二極管DB和DD導(dǎo)通而二極管DA和DC截止,如圖3c所示??梢钥闯?,不論是DA和DC導(dǎo)通,或是DB和DD導(dǎo)通,流過負(fù)載的電流方向都是一致的,在負(fù)載上產(chǎn)生的電壓都是上正下負(fù)。輸出波形與變壓器具有中心抽頭的全波整流器的整流波形相同,如圖3d。每一個脈沖波形對應(yīng)兩個導(dǎo)通管[1]。
另外,當(dāng)DA和DC管導(dǎo)通時,可近似將它們看作短路,變壓器次級的反向峰值電壓是加到截止管DB和DD上的(兩管并聯(lián)),所以每只管承受的反向峰值電壓為√2Erms。加到電阻性或電感性負(fù)載上的輸出電壓為變壓器次級有效值電壓的0.9倍;加到電容性負(fù)載的輸出電壓是變壓器次級有效值電壓的√2倍。一般估算認(rèn)為,帶負(fù)載時輸出電壓為1.2Erms。兩對二極管交替工作,輸出電流比半波整流器加大了一倍,每只管流過的電流ID僅為負(fù)載電流Id的一半,即ID=1/2Id[1]。
“整流電路”(rectifying circuit)是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀(jì)70年代以后,主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之間,用于濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。
整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電,這就是交流電的整流過程,整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓,而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習(xí)慣上稱單向脈動性直流電壓 。2100433B