半导体整流技术与可控硅整流装置
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可控硅整流对比二极管+接触器随着科技的不断发展,电子产品的应用越来越广泛,人们对电子元件的要求也越来越高。
在电子元件中,可控硅和二极管+接触器都是常见的整流元件。
那么这两种元件有何不同之处呢?本文将从原理、特点、应用等方面进行比较分析,并引导读者如何在实际应用中选择合适的元件。
一、原理比较可控硅是一种半导体器件,它由四层半导体材料构成。
在不加控制信号的情况下,可控硅处于关断状态,不导通。
当控制信号施加到可控硅的控制端时,可控硅将转为导通状态,从而实现整流功能。
而二极管+接触器是由二极管和接触器组成的整流元件。
二极管具有单向导电性质,接触器则可以控制电路的通断。
通过合理地组合二极管和接触器,可以实现整流功能。
二、特点比较从整流效果来看,可控硅在控制灵活性上具有优势,可以根据需要对整流电压进行精确控制,实现精密的整流操作。
而二极管+接触器的整流效果相对较差,控制性能有限,无法像可控硅那样实现精确的整流控制。
从可靠性来看,可控硅由于是单一的半导体器件,无机械部件,因此具有较高的可靠性。
而二极管+接触器由于涉及机械接触,在工作中容易受到振动、冲击等外部因素的影响,因此可靠性较低。
此外,从功耗和散热效果来看,可控硅通常具有较高的功耗和散热需求,而二极管+接触器功耗较低,散热效果较好。
三、应用比较可控硅常用于对电力进行控制的场合,例如交流电调速、温度控制、光照控制等。
由于可控硅具有精密的控制性能,因此适合对功率进行精确控制的场合。
而二极管+接触器则常用于一般的整流场合,例如电源适配器、轻负载的直流电机控制等。
由于二极管+接触器的成本较低,因此适合对成本有一定要求的场合。
四、选择指南在实际应用中,如何选择合适的整流元件呢?首先需要根据实际的整流需求和控制要求进行分析。
如果需要对功率进行精确控制,并且对可靠性要求较高,那么可控硅是一个不错的选择。
如果整流需求相对简单,并且对成本有一定要求,那么二极管+接触器则是一个较为合适的选择。
整流工作原理
整流是将交流电转换成直流电的过程。
下面是整流的工作原理:
整流的基本原理是通过使用一个电子装置,称为整流器,将交流电转换为单向电流。
整流器通常由二极管或可控硅等半导体元件构成。
对于半波整流,通过一个二极管来实现。
二极管是一个具有两个电极的器件,其中一个是阳极,另一个是阴极。
当交流电源的正半周时,电流流经二极管的阳极至阴极,即二极管导通,允许电流通过。
而当交流电源的负半周时,二极管会反向偏置,阻止电流流动,即二极管截止。
这样,通过半波整流,交流电信号的负半周被消除,只剩下正半周形成的直流信号。
而对于全波整流,通常需要使用四个二极管。
在全波整流电路中,交流电信号先通过变压器降压,然后转换为低电压的交流信号。
接下来,交流信号依次经过两个二极管,形成两个半波整流的波形,最后通过一个滤波电容器平滑输出,形成直流电信号。
整流的应用非常广泛,例如在电子设备、电源供应和电池充电器等领域。
通过整流,将交流电转换成直流电,能够提供稳定的电源,使电子设备正常工作。
可控硅整流器的原理、结构及用途发布日期:2012-06-08 浏览次数:459核心提示:可控硅整流器,是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械可控硅整流器,是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。
具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又称作可控硅整流器(Silicon Controll ed Rectifier——SCR),以前被简称为可控硅。
由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的,而且工作可靠,因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。
自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族,它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管,等等。
今天大家使用的是单向晶闸管,也就是人们常说的普通晶闸管,它是由四层半导体材料组成的,有三个PN结,对外有三个电极〔图2(a)〕:第一层P型半导体引出的电极叫阳极A,第三层P型半导体引出的电极叫控制极G,第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。
从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到,它和二极管一样是一种单方向导电的器件,关键是多了一个控制极G,这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
可控硅整流器的工作原理可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成当阳极A加上正向电压时,BG1和BG2管均处于放大状态。
此时,如果从控制极G输入一个正向触发信号,BG2便有基流ib2流过,经BG2放大,其集电极电流ic 2=β2ib2。
因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连,所以ib1=ic2。
此时,电流ic2再经BG1放大,于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。
可控硅整流对比二极管+接触器可控硅整流和二极管+接触器都是电力电子器件,用于电路的整流和控制。
它们各自具有不同的特点和适用范围。
本文将结合两者的优缺点,对它们进行综合比较,以便读者更好地了解这两种电子器件的特性和适用场景。
一、可控硅整流器件概述可控硅整流器件是一种半导体器件,具有控制功率的能力,能够实现单相或三相的整流功能。
可控硅整流器件是一种最为普遍的交流电源整流器件,可控硅由四个层析的半导体材料组成,通常用于大功率交流电源系统和直流调速系统中。
可控硅整流器件的工作原理是通过对可控硅的控制电压进行调节,从而控制器件的通断状态,实现对电流的整流和控制。
可控硅整流器件的优点有:1.可以控制交流电源的整流和调速;2.具有较高的可靠性和稳定性;3.适用于大功率电源系统;4.具有快速响应和高效率;5.可以实现PID调节,提高系统的稳定性。
可控硅整流器件的缺点有:1.需要额外的触发电路进行控制;2.对于小功率电源系统来说,成本较高;3.整流效率受电流和温度的影响较大;4.对电压波动较为敏感,需要较高的维护成本。
二、二极管+接触器概述二极管+接触器是一种常用的电路整流和控制方法,它由二极管和电磁接触器组成,可以实现对交流电源的整流和开关控制。
二极管是最简单的半导体器件之一,具有导电的特性;而接触器是一种电磁控制开关,可以实现对电路的闭合和断开。
二极管+接触器常用于小功率交流电源系统和继电保护电路中。
二极管+接触器的优点有:1.结构简单,成本低;2.适用于小功率电源系统;3.具有较高的稳定性和可靠性;4.不需要额外的控制电路,安装和维护成本低;5.对电压波动的适应能力较强。
二极管+接触器的缺点有:1.无法实现对电流的调节;2.整流效率较低;3.开关速度较慢,响应不及时;4.对于大功率电源系统来说,适用范围有限。
三、可控硅整流和二极管+接触器的综合比较1.整流功能:可控硅整流器件具有对交流电源进行整流和调速的能力,而二极管+接触器仅能实现交流电源的简单整流。
可控硅电泳整流器
可控硅电泳整流器是一种用于控制电流方向和大小的电器元件。
它通常由一个可控硅器件(也称为晶闸管)和其他辅助电路组成。
可控硅器件是一种半导体器件,具有特殊的结构和特性。
它主要由参考电压触发电路、脉冲发生电路、可控硅器件和功率电路组成。
当参考电压触发电路检测到需要整流的电流时,会产生一个脉冲信号,通过脉冲发生电路将信号传递给可控硅器件。
可控硅器件接收到信号后,会改变自身的导通状态,从而控制电流的流动方向和大小。
可控硅电泳整流器广泛应用于电力系统、工业自动化、电子设备等领域。
它具有灵活可控、工作稳定、功耗低等优点,能够实现对电流的精确控制,满足不同场合的需求。
需要注意的是,在使用可控硅电泳整流器时,要根据具体的电流要求和工作环境选择合适的型号,并按照正确的接线方式进行安装和使用,以确保其正常、高效地工作。
此外,还需要进行定期的维护和检修,以延长整流器的使用寿命。
可控硅整流器原理及结构
可控硅整流器的原理是基于晶闸管这一器件的特性,即只有在控制电
压作用下,晶闸管才能导通。
当控制电压大于晶闸管的触发电压时,晶闸
管导通,电流从阳极流向阴极;当控制电压小于晶闸管的触发电压时,晶
闸管开关关闭,电流无法通过。
通过控制电压的大小和相位,可以调整导
通角度和导通时间,从而控制整流器的输出电流。
1.晶闸管:晶闸管是整流器的核心部件,它由N型和P型硅晶体构成。
晶闸管有一个控制电极、阳极和一个阴极。
当控制电极施加正电压时,晶
闸管导通;当控制电极施加负电压或零电压时,晶闸管关闭。
2.触发电路:触发电路用于控制晶闸管的导通和关闭,通常由一个触
发器和一个触发脉冲发生器组成。
触发电路通过产生触发脉冲,改变控制
电压的大小和相位,从而控制晶闸管的导通时间和角度。
3.控制电路:控制电路用于生成控制电压,控制晶闸管的导通和关闭。
控制电路通常由一个变压器、整流器和滤波器组成,用于将交流电源转换
成直流电,同时对输出电压进行稳定和滤波。
整个可控硅整流器的工作过程如下:
首先,控制电路将交流电源转换成直流电,并通过触发电路生成控制
信号。
当控制信号大于晶闸管的触发电压时,晶闸管导通,电流从阳极流
向阴极,形成导通通道。
当控制信号小于晶闸管的触发电压时,晶闸管关闭,导通通道断开。
通过调整控制信号的大小和相位,可以控制晶闸管的导通角度和导通
时间,从而控制整流器的输出电流。
当控制信号的相位延迟时,晶闸管的
导通时间减少,输出电流变小;当控制信号的相位提前时,晶闸管的导通时间增加,输出电流变大。
智能可控硅整流智能可控硅整流是一种电力电子调节技术,广泛应用于各种电力交流变换器、直流电源和稳压电源等电力电子设备中。
它采用半导体器件的可控性,通过对电压和电流进行精确控制,达到优化电力传输和使用的目的。
智能可控硅整流技术是指采用多个可控硅作为半波或全波整流器中的开关元件,控制可控硅的导通和截止,从而实现对直流输出电压的控制,达到电力调节的目的。
该技术优点突出,具有高效节能、低噪音、可靠性高、控制精度高等特点。
智能可控硅整流的应用范围非常广泛。
其主要应用于交直流转换、电源供电、电动机控制、光伏逆变、石化、钢铁、交通等各种行业。
特别是在电力电子设备中,智能可控硅整流技术对提高功率因数、降低谐波污染、节能减排等方面具有非常显著的作用。
智能可控硅整流的控制方法有多种。
其中最常见的控制方法为交流调压功率控制和直流调压电流控制。
交流调压功率控制方法适用于电压较大的电源,通过对输电线路电压进行调整,从而实现对直流输出电压的控制。
直流调压电流控制方法适用于大功率稳压电源和电动机控制中,通过对输出电流进行控制,从而实现对直流输出电压的控制。
智能可控硅整流具有多种控制特性。
其中最常见的特性为正弦控制、方波控制和脉宽调制控制。
正弦控制方法通过调整可控硅的导通角度从而控制直流输出电压。
方波控制方法通过使可控硅以0或180度导通从而控制直流输出电压。
脉宽调制控制方法是把可控硅的导通时间分成若干段,每一段的导通时间根据需要进行调整,从而控制直流输出电压。
智能可控硅整流在现代电力调节中得到了广泛的应用。
特别是在节能减排方面,具有非常显著的优势。
其应用推广还需不断进行技术研究和市场推广。
同时,还需进一步完善其技术,提高技术可靠性和抗干扰能力,更好地为电力调节服务。
可控硅整流器简称SCR,是一种大功率电器元件,也称晶闸管。
它具有体积小、效率高、寿命长等优点。
在自动控制系统中,可作为大功率驱动器件,实现用小功率控件控制大功率设备。
可控硅整流器又分为单向可控硅整流器和双向可控硅整流器两种。
双向可控硅整流器也叫三端双向可控硅整流器,简称TRIAC。
双向可控硅整流器在结构上相当于两个单向可控硅整流器反向连接,这种可控硅整流器具有双向导通功能。
其通断状态由控制极G决定。
在控制极G上加正脉冲(或负脉冲)可使其正向(或反向)导通。
这种装置的优点是控制电路简单,没有反向耐压问题,因此特别适合做交流无触点开关使用。
、可控硅整流器的工作原理是什么呢?来和大家详细说一下:可控硅整流器是P1N1P2N2四层三端结构元件,共有三个PN结,分析原理时,可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成。
双向可控硅整流器:双向可控硅整流器是一种硅可控整流器件,也称作双向晶闸管。
这种器件在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,具有无火花、动作快、寿命长、可靠性高以及简化电路结构等优点。
从外表上看,双向可控硅整流器和普通可控硅整流器很相似,也有三个电极。
但是,它除了其中一个电极G仍叫做控制极外,另外两个电极通常却不再叫做阳极和阴极,而统称为主电极Tl和T2。
它的符号也和普通可控硅整流器不同,是把两个可控硅反接在一起画成的,如图2所示。
它的型号,在我国一般用“3CTS”或“KS”表示;国外的资料也有用“TRIAC”来表示的。
双向可控硅整流器的规格、型号、外形以及电极引脚排列依生产厂家不同而有所不同,但其电极引脚多数是按T1、T2、G的顾序从左至右排列(观察时,电极引脚向下,面对标有字符的一面)。
然后我们来说一说可控硅整流器与晶闸管的区别。
前面提到可控硅整流器其实就是晶闸管,属于功率器件领域。
是一种功率半导体开关元件,可控硅整流器是其简称,按其工作特性,可控硅整流器可分为单向可控硅(SCR)、双向可控硅整流器(TRIAC)。
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半导体器件在电力电子技术中的应用随着电力电子技术的不断进步和发展,半导体器件在电力电子领域中的应用越来越广泛。
本文将着重介绍半导体器件在电力电子技术中的应用,包括功率场效应管、整流器、逆变器以及开关电源等方面。
1. 功率场效应管功率场效应管是电力电子技术中广泛应用的一种半导体器件。
它具有低导通电阻、高开关速度、可靠性高等优点,被广泛应用于电力系统中的电源开关、电机驱动和短路保护等领域。
例如,在直流输电系统中,功率场效应管被用作开关装置,用于实现电力系统的有效控制和保护。
2. 整流器整流器是将交流电转换为直流电的电力电子设备。
半导体器件在整流器中扮演着重要的角色。
常用的整流器包括单相和三相整流器。
半导体整流器通常采用二极管或可控硅等器件,能够实现高效率的电能转换。
这些整流器广泛应用于交流电机驱动、反激式电路等领域。
3. 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的电力电子设备,也是半导体器件在电力电子技术中的一大应用领域。
逆变器通常采用IGBT、MOSFET 等器件,可以将电流转换为不同频率和不同电压的交流电。
逆变器在太阳能光伏系统、风能发电系统以及电动车驱动系统等方面都有广泛的应用。
4. 开关电源开关电源是一种通过开关管实现对输入电源的电能转换的电子设备。
半导体器件在开关电源中扮演着重要的角色。
开关电源通常采用MOSFET等高频开关器件,具有功率密度高、转换效率高等特点。
开关电源在计算机设备、通信设备、工业自动化等领域中得到广泛应用。
总结起来,半导体器件在电力电子技术中的应用非常广泛,包括功率场效应管、整流器、逆变器以及开关电源等方面。
这些器件的应用在电力系统的控制、电机驱动和能量转换等方面起到了关键作用,推动了电力电子技术的发展和进步。
通过半导体器件的应用,电力电子技术在提高电能转换效率、实现电力系统的高效运行以及推动新能源开发利用等方面发挥了重要作用。
随着科技的不断进步和发展,半导体器件在电力电子技术中的应用将会越来越深入,为实现清洁能源和可持续发展做出更加重要的贡献。
可控硅整流对比二极管+接触器可控硅整流器和二极管整流器都是常见的电力控制装置,在工业和家庭中得到广泛应用。
两者都用于将交流电转换为直流电,但它们在工作原理、控制方法和特性上有很大的区别。
本文将对可控硅整流器和二极管整流器进行详细比较,以便更好地理解它们的差异和适用场景。
一、可控硅整流器可控硅,又称晶闸管,是一种半导体器件,具有单向导电性,并且可以通过控制电压或电流来实现开关功能。
可控硅整流器是利用可控硅的导通和截止特性来控制电流的方向和大小,从而实现将交流电转换为直流电的装置。
1.工作原理可控硅整流器包括一个可控硅器件和一个触发电路。
当触发电路对可控硅施加一定的触发脉冲时,可控硅将导通,电流从正半周的无源侧(交流输入端)流向负半周的有源侧(直流输出端),从而实现整流功能。
当触发脉冲消失时,可控硅将截止,电流也随之停止流动。
2.控制方法可控硅整流器可以通过改变触发脉冲的宽度、相位和频率来控制输出电流的大小和形状。
此外,还可以通过控制输入电压的大小和频率来实现对输出电流的精细调节。
3.特性可控硅整流器具有响应速度快、控制精度高、输出电流平稳等特点。
同时,由于可控硅是可控的,因此可以实现对输出电流的精确控制,适用于对电流严格要求的场合。
二、二极管整流器+接触器二极管整流器是利用二极管的单向导电特性来实现将交流电转换为直流电的装置。
接触器是一种电器,用于控制电路的通断,通常用于控制较大功率的电气设备。
1.工作原理二极管整流器通过二极管的导通和截止特性来实现对电流方向的控制。
当交流电输入时,二极管只允许正半周的电流通过,而负半周的电流被截断,从而实现了对交流电的半波整流。
接触器通过控制开关来控制电路的通断,从而实现对整流器的输出功率的控制。
2.控制方法二极管整流器+接触器通过控制接触器的通断来实现对输出功率的调节。
可以通过改变接触器的触点材料、触点形状和触点压力等参数来控制接触器的导通电阻,从而实现对整流器输出功率的精确调节。
半导体变流技术与可控硅整流装置 一. 概述 半导体变流技术是近代工业发展到半导体时代最典型的技术之一,他不仅在发电机励磁系统方面得到广泛的应用,在冶金、化工、机械制造、交通运输等各方面都得到广泛的应用。可以说,现代生活、生产无处不存在变流技术。 半导体变流技术是现代励磁系统最基本的技术之一。在发电机励磁系统上他不仅取代了传统的直流励磁机,而且在励磁调节方面取代了传统的磁放大器、相复励变压器和整流器,甚至在灭磁方面也部分取代了磁场断路器和灭磁电阻的作用。现代发电机励磁系统中,从电源的变换到发电机励磁能量的提供,无处不存在变流技术的应用。 本课程主要就半导体变流技术的几种典型应用和具体电路进行分析,同时介绍能达公司生产的STR系列整流装置的基本性能和技术指标。另外还利用一定的篇幅根据整流装置在现场的应用介绍一些装置的故障判断和处理方法。希望通过本课程能够对本公司生产人员在变流技术方面提供一定的帮助。
二. 变流技术的种类 根据变流技术的应用和具体电路,我们将变流技术分成如下几类: 单相半波整流 单相全波整流 不可控整流 单相桥式整流 单相整流 单相半波可控整流 单相桥式半控整流 可控整流 单相桥式全控整流 半导体变流
三相零式整流 不可控整流 三相桥式整流 三相整流 三相半控桥 可控整流 三相全控桥 上面的分类只是按照应用最多的情况进行的分类,实际应用中远较上面的要多。比如六相整流、十二相整流等等。由于这些电路在励磁系统中应用的较少,我们在分类时就没有将他们列入。实际上,在早期的模拟式自动励磁调节器的电压测量回路中,为了保证测量电压的纹波系数,六相和十二相整流电路应用的还是很普遍的,只是现代微机励磁调节器采用交流电压采样方式以后,对测量电压的纹波要求相对降低了而不怎么采用了。
三. 单相整流电路 3.1单相半波整流电路 单相半波整流电路接线图及波形图见图一
单相半波整流是半导体变流技术中最基本的电路。他是利用半导体二极管的单向导电性,将交流电转换为直流电最基本的方法。由于二极管的单向导电性,变压器二次电压只有正方向电流才能够通过二极管而施加到负载上,而负方向由于二极管的阻断作用而不能施加到负载上,因此,负载上获得的平均电压仅为变压器二次电压的一半。由于存在二极管导通压降和变压器二次绕组的压降,故电路中:
245.0UUd 由于在电路的输出侧装有滤波电容器,负载上的最高电压将可以达到变压器二次电压的峰值电压,即22uud;同时,由于电容器的放电作用,在变压器二次电压下降时,负载上的电压并不随二次电压下降而下降,而是由电容器的放电曲线所决定。单相半波整流电路的波形图见图一(b)。图中:兰色曲线为变压器二次电压,红色曲线为无滤波电容器时的整流输出电压,棕色曲线为有滤波电容器时负载上的电压。 当整流二极管换为可控硅,电路变化为可控单相整流电路时,负载上的平均整流电压由:
2cos145.0)(sin22122UttdUUd 决定。
ZBI2
e2
e1e2c
IfzRfz Ud
ωt
Ud=0.45U2
图一(a)单相半波整流电路原理图 图一(b)单相半波整流电路波形图
e2、Ud
2π 式中:U2——变压器二次绕组电压的有效值; α——移相角。 由式可以看出,当α改变时,负载上获得的平均整流电压会有不同的值。
3.2 单相全波整流
单相全波整流电路接线图及波形图见图2。 在变压器副边电压的正半周,二极管D1处于正向偏置而D2处于反向偏置状态,D1在正向电压的作用下导通,D2在反向电压的作用下截止,负载上获得e21电压;在变压器副边电压的负半周,二极管D1处于反向偏置状态,而D2处于正向偏置状态,D2在正向电压的作用下导通,D1在反向电压的作用下截止,负载上获得e22电压。负载上的电压波形如图2b中棕色曲线。 与单相半波整流电路相比,全波整流的输出要多一个波,因此,输出电压也较半波要高一倍,故: Ud=0.9U2 与单相半波一样,在有滤波电容器时,负载上的最高电压为变压器二次电压的峰值,使用中应当特别注意。
3.3单相桥式整流 单相桥式整流是实际应用最多的单相整流电路。电路接线见图3。在电路中,四只整流管组成桥式整流。在变压器二次电压的正半周,电流通过D1→Rfz→D2→W2形成通路,而在负半周,电流通过D3→Rfz→D4→W2形成通路,负载上电压波形见图3(b)棕色曲线。与全波整流一样,桥式整流电路的平均输出电压: Ud=0.9U2
ZB e1e21cRfzUde21
Ifz Ud
e22ωt
Ud=0.9U2
图2a 单相全波整流电路原理图
图2b 单相全波整流电路波形图
e2、Ud
e22
2π 当有滤波电容器时,负载上的最高电压为变压器二次电压的峰值。
当整流管换为可控硅时,桥式整流可以很方便地变换为可控整流。单相桥式可控整流电路的输出电压由:2cos19.02UUd 决定。 当可控整流桥接入感性负载时,由于电感电流不能突变,在可控硅关断期内,必须在负载两端接入续流二极管以保持电感电流的通路,以防止可控硅关断时在电感负载两端产生危险的过电压和可控硅能够换相导通。
四. 三相整流电路 三相整流电路是励磁系统最基本的变流技术之一。现代发电机自励励磁系统几乎全部采用三相整流电路来解决励磁系统的功率部分。根据应用场合的不同,三相整流电路分为三相零式、三相半控桥、三相全控桥、多相整流等多种电路形式。三相整流不仅输出波形的纹波小,而且输出电压等级高、电流大,特别适合于大功率整流的场合。
4.1三相零式(半波)整流 三相零式整流是多相整流电路的基础电路,可以说,其他多相整流电路是三相零式整流电路的叠加,掌握这一部分是解决其他多相整流电路的基础,应当引起足够的重视。三相零式整流电路的接线图和波形图见图4。 由图4可以看出,在ωt1~ωt2时段,u2a为正,u2b、u2c均低于u2a ,D1受正向电压而导通,D2、D3元件关断;在ωt2~ωt3时段,u2b电压上升u2a下降,而u2c则处于最低电压,故D2导通,D1、D3关断;在ωt2~ωt3时段,u2c上升为最高值,其他两相电压则下降到较低的值,故此时轮换到D3导通而D1、D2关断。负载上获得的电压如图4b中兰线所示波
I2e2
ZB Ud
D1D3 e1e2cωt
IfzRfzUd
D4D2
Ud=0.9U2
单相桥式全波整流电路波形图
e2、Ud
2π单相桥式全波整流电路原理图 形。整流电压Ud与变压器二次电压的关系有:Ud=1.17U2 当整流元件换为可控硅时,整流电压Ud与变压器二次电压的关系有:Ud=1.17U2cosα 负载上的电流与变压器二次绕组间电流关系有:I2=0.59Id
负载功率与变压器容量的关系有:dddPIUUIS5.117.1359.03222 这里需要说明,当可控整流电路的负载为电感元件时,要注意在电感两端并联续流二极管,以保持电流的连续通路和可控硅的可靠换相。
上面的半波整流电路称为共阴极三相零式电路,他的输出为正电压。在实际应用中,为了获得负电压,可以将整流元件的阳极作为公共极而输出,称为共阳极三相零式电路。电路的分析方法与共阴极三相零式电路一样,只是要注意电压的极性应相反。 从前面的分析可知,三相零式整流只是利用了变压器二次电压的相电压,相对利用变压器二次线电压的三相全波整流来说输出电压也较低。此种方式在冶金系统用的更多一些,而在电力系统应用较少。 共阴极电路和共阳极电路组合以后,可以形成具有正、负极性输出的整流电源,也可以提高整流输出电压。
A aD1I2 D2B b cD3 IfzUd
C n
Ud=1.17U2
图4a 三相半波整流电路原理图
ab c ωtωt1ωt2ωt4ωt5
Ud2π/3
u2au2bu2cu2a
ωt图4b 三相整流电路波形图
ωt3u2 u2a u2b u2c u2a 4.2 三相桥式整流 三相桥式整流是电力系统特别是发电机励磁系统应用最多的方式。在三相桥式整流方式下,他充分利用了变压器的二次线电压,不仅提高了整流装置的输出电压水平,还大大降低了整流变压器的二次电流和损耗。 三相桥式整流的电路图和波形图见图5。 与三相零式整流电路不同的是,三相桥式整流是以线电压为基础进行分析的。如图所示,在ωt1~ωt2区间,D1、D6承受的电压最高,电流通过a→D1→Rfz→D6→b→变压器a、b相副绕组形成闭环通路;在ωt2~ωt3区间,D1、D2承受的电压最高,电流通过a→D1→Rfz→D2→c→变压器a、c相绕组形成闭环通路,整流元件D6、D2在ωt2点换相;在ωt3点,a相电压下降而b相电压上升且高于a相电压,电流由D1换到D3,在ωt3~ωt4区段形成D3→Rfz→D2→变压器b、c相绕组的闭环通路;在ωt4点,再次由D2换流到D4,在ωt4~ωt5区段形成D3→Rfz→D4→变压器b、a相绕组的闭环通路;以下类推。负载上的电压波形见图5b兰色曲线。三相整流元件的导通换流顺序如下: D1D6→D1D2→D3D2→D3D4→D5D4→D5D6→
I2
D1D3D5A aB b cRfzUd
C D4D6D2
Ud=1.35U2LI2=0.817Id
图5a 三相全波桥式整流电路原理图
ab c ωtωt1ωt2ωt3ωt6ωt7ωt8ωt9
def图5b 三相整流电路波形图
ωt4 ωt5
e2、Ud
cb ab ac bc ba ca cb ab ac bc
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