整流知识整理
一.单相可控整流
1.单相半波整流
电阻负载
直流输出电压如下
U d=0.45U21+cosα
2
其中U2是交流侧的电压有效值，α是晶闸管的导通角。α=0时整流输出电压平均值最大，为0.45U2。移相范围是0-180°。
阻感负载
电路示意图如下
直流侧的输出电压如下
U d=0.45U21+cosα
2
流过晶闸管的电流平均值和有效值分别是
I dVT=π−α2π
I d
I VT=√
1
2π
∫I d2
π
d(ωt)=√
π−α
2π
I d
续流二极管的电流平均值和有效值分别是
I dVT
R =
π+α
2π
I d
I VT
R =√
1
2π
∫I d2
π+α
π
d(ωt)=√
π+α
2π
I d
移相范围是0-180°，晶闸管承受的最大正反压是电压u2的峰值√2U2。续流二极管承受的电压为-u d,其最大的反压是√2U2。
总结：单相半波可控整流电路的特点简单，但是输出脉动大，变压器二次侧电流中含有直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量，所以实际中很少应用此种电路。
2.单相桥式全控整流电路
电阻负载
整流电压平均值为
U d= 0.9U21+cosα
2
当α=0时，U d= 0.9U2，α的移相范围是0-180°。向负载输出的直流电流平均值是
I d= 0.9U2
R
1+cosα
2
晶闸管轮流导通，但是流过晶闸管的电平平均值只有输出直流电流平均值的一般，即
I dVT= 0.45U2
R
1+cosα
2
为选择晶闸管、变压器容量、导线截面积等定额，需考虑发热问题，为此需计算电流的有效值。流过晶闸管的电流有效值为
I VT=√1
2π∫(
√2U2
R
sinωt)2
π
α
d(ωt)=
U
√2R
√
1
2π
sin2α+
π−α
2π
变压器的二次电流有效值I2与直流输出电流I相等。
I2=I=√1
π∫(
√2U2
R
sinωt)2
π
α
d(ωt)=
U2
R
√
1
2π
sin2α+
π−α
2π
由上式可见，I VT=
√2
，如果不考虑变压器损耗，那么变压器的容量为S=U2I2。
阻感负载
直流电压的平均值为
U d=0.9U2cosα
当α=0时，U d0=0.9U2，当α=90°时，U d=0，所以移相范围是0-90°。单相桥式整流电流带阻感负载时，晶闸管承受的最大正反向电压是√2U2。晶闸管的导通角θ与触发角α无关，均为180°，平均
值和有效值分别是I dVT=1
2I d和I VT=
√2
I d。
变压器的二次电流i2的波形为正负各180°的矩形波，其相位由α决定，有效值I2=I d。
带反电动势的负载
当负载是蓄电池，直流电动机的电枢（忽略其中电感），负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。
由于负载较小，一般会引起电流断续，可以采取串联平波电抗器的方式使电流连续，保证电流连续所需的电感量L可以由下式求出：
L=2.87×10−3
U2 I dmin
其中，U2单位是V，I dmin单位是A，L是主电路的总电感量，其单位是H。
3单相全波可控整流电路
单向全波可控整流电路也是一种非常实用的单相可控整流电路，又称单相双半波可控整流电路，其带电阻负载时的电路如下图所示
变压器T是带中心抽头的，用上图的三相变压器简单代替。波形与单相全控桥相同，但是与单相全控桥存在一定的区别：
1）单相全波可控整流电路中只用了连个晶闸管，比单相全控桥式整流电路少了两个，相应的驱动电路也少了两个，但是在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的管压降是单相全控桥式整流电路的2倍。2）单相全波整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构比较负载。绕组及铁芯对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，当今有色金属资源有限，这是不利的。
3）单相全波可控整流电路中，导电回路只含有1个晶闸管，比单相桥少一个，因而也少了一个管压降。
综上所述，单相全波电路适宜于低输出电压的场合应用。
4单相桥式半控整流电路
半控整流就是把全控整流下方的两个晶闸管换做了二极管。这种电路一般都增加续流二极管，如果发生失控现象（当一个晶闸管不能
导通，出现一个晶闸管总是导通的现象），可以通过续流二极管续流。
二、三相可控整流电路
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。
1三相半波可控整流电路
电阻负载
电路示意图如下
整流电压平均值计算分为两种情况
1）当触发角α<30°时，负载电流连续，有
U d=1.17U2cosα
2）当触发角α>30°时，晶闸管的导通角变小，此时
U d=0.675U2[1+cos (π
6
+α)]
负载电流的平均值
I d=U d R
