单相半波可控整流

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1、图2.2.1单相半波可控整流1.电阻性负载(1)电路图（2.2.2）a=30a=601.2单相半波可控整流电路ωtωtωtωtu2ugud,iduToooou2π2π3πu2-αθαθUdiuTTuTuuR12dd单相半波相控整流电路tUwsin22u2=α：控制角(或移相角)θ：导通角返回ωtωtωtωtu2ugud,iduToooou2π2π3πu2-αθαθUdiuVTTuTuuR12dd单相半波相控整流电路tUwsin22u2=α：控制角(或移相角)θ：导通角返回1)工作原理在电源正半周，晶闸管T承受正向电压，ωt<α期间

2、由于未加触发脉冲，T处于正向阻断状态而承受全部电压，负载Rd中无电流通过,负载上电压ud为零。在ωt=α时T被触发导通，电源电压全部加在上（忽略管压降），到ωt=π时，电压过零，在上述过程中,=。随着电压的下降电流也下降，当电流下降到小于晶闸管的维持电流时，晶闸管T关断，此时、均为零。在的负半周，T承受反压，一直处于反相阻断状态，全部加在T两端。直到下一个周期的触发脉冲到来后，T又被触发导通，电路工作情况又重复上述过程。如图2-1（b）所示。在单相相控整流电路中，定义晶闸管从承受正向电压起到触发导通之间的电角度α称为控制角(或移相角)

3、，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用θ表示。上式表明，只要改变控制角α(即改变触发时刻)，就可以改变整流输出电压的平均值，达到相控整流的目的。2)电阻性负载时参数计算：根据波形图2.2.1(b)，可求出整流输出电压平均值为：移相范围：整流输出电压Ud的平均值从最大值变化到零时，控制角α的变化范围为移相范围。当α=0时，Ud=0，当α=π时，Ud=0.45U2为最大值。这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为π。（1）整流输出电压平均值根

4、据有效值的定义，整流输出电压的有效值为（2.2.4）（2.2.5）（2.2.6）(2)整流输出电压的有效值U整流输出电流的平均值Id和有效值I(3)（2.2.7）如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为电源输入的视在功率为（2.2.9）（2.2.8）从上式可知，功率因数是控制角α的函数，且越α大，相控整流输出电压越低，功率因数PF越小。当α=0时，PF=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波，而且基波电流与基波电压(即电源输入正弦电压)也不同相，即是使电阻性负载，PF也不会等于1。电路的功率因数(4)变

5、压器二次侧输出的有功功率P、视在功率S和功率因数PF例2-1单相半波相控制整流电路，电阻性负载，Rd=5Ω，由220V交流电源直接供电，要求输出平均直流电压50V，求晶闸管的控制角α、导通角θ、电源容量及功率因数，并选用晶闸管。答案α=89°选用晶闸管的型号为KP30-8。答案2.电感性负载（等效为电感L和电阻R串联）图2.2.3感性负载单相半波可控整流电路及其波形（1）工作原理及参数计算感性负载上的输出电压平均值Ud为故（2.2.11）（2.2.12）（2.2.13）式(2.2.13)表明,感性负载上的电压平均值等于负载电阻上的电压

6、平均值。由于负载中存在电感，使负载电压波形出现负值部分，晶闸管的流通角θ变大，且负载中L越大，θ越大，输出电压波形图上负压的面积越大，从而使输出电压平均值减小。在大电感负载ωL>>R的情况下，负载电压波形图中正负面积相近，即不论α为何值，，都有。2.电感性负载（大电感ωL＞＞R）图2.2.4ωL>>R时不同α时的电流波形大电感负载时输出平均电压为零，解决的办法是在负载两端并联续流二极管D，如图2.2.5(a)所示。图2.2.5大电感负载接续流管的单相半波整流电路及电流电压波形在电源电压正半周，负载电流由晶闸管导通提供；电源电压负半周时

7、，续流二极管D维持负载电流；因此负载电流是一个连续且平稳的直流电流。大电感负载时，负载电流波形是一条平行于横轴的直线，其值为Id；晶闸管与续流管承受的最大电压均为若设θT和θD分别为晶闸管和续流二极管在一个周期内的导通角，则容易得出晶闸管的电压平均值为流过续流二极管的电流平均值为流过晶闸管和续流管的电流有效值分别为（2.2.17）（2.2.14）（2.2.15）（2.2.16）优点：线路简单，调整方便；缺点：（1）输出电压脉动大，负载电流脉动大（电阻性负载时）。（2）整流变压器次级绕组中存在直流电流分量，使铁芯磁化，变压器容量不能充分

8、利用。若不用变压器，则交流回路有直流电流，使电网波形畸变引起额外损耗。应用：单相半波可控整流电路只适于小容量、波形要求不高的场合。3、单相半波可控整流电路特点：2.2.2单相桥式全控整流电路1、阻性负载图2.2.6单相全