可控硅整流,可控硅整流电路-可控硅专项电路图

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：

0＜t＜t1,ug=0,T正向阻断，id=0,uT=u2,ud=0

t=t时,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≤t＜2π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。

从0到t1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。

图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]-------------式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]--------------------------式2

Ud的有效值（均方根值）：

-------------------------------------式3

流过Rd的电流有效值：

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

由于电源提供的有功功率P=UI，电源视在功率S=U2I（U2是电源电压有效值），所以功率因数：

cosψ=P/S= -------------------------------------式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/U、I/Id和cosψ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/U、I/Id和cosψ的关系

图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T与Rd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

图3、单相桥式半控整流

t1时刻加入ug1，T1导通，电流通路如图实线所示。uT1=0,ud=u2,uT2=-u2。u2过零时，T1自行关断。

负半周：

t2时刻加入ug2，T2导通，电流通路如图虚线所示，uT2=0，ud=-u2,ut1=u2。u2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]--------------------------式6

直流电流Id:

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

电压有效值U：

--------------------------式8

电流有效值I：

--------------------------式9

功率因数cosψ:

cosψ= ------------------------式10

比值Ud/U,I/Id和cosψ随α的变化数值见表二，相应关系曲线见图4

表二、 Ud/U、I/Id、cosψ与α的关系表

图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。

图5