可控整流电路总结表汇编

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专业知识整理分享 1系统概述

整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。可从各种角度对整流电路进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路，由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，由门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。按电路结构可分为桥式电路和零式电路。按交流输入相数分为单相电路和多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。

本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感负载，则只在正半周开通。三相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次测电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的。因此，实际中一般不采用半波整流，而采用全波整流。

三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥臂。由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。在u2一个周期内，整流电压波形脉动6次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。

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专业知识整理分享 1.1总体方案设计

单相全波可控整流电路

单相全波可控整流电流也是一种实用的单 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图1 a)所示。

单相全波可控整流电路中，变压器T带中心抽头，在u2正半周，VT1工作，

变压器二次绕组上半部分流过电流。u2负半周，VT2工作，变压器二次绕组下半

部分流过反方向的电流。图1 b)给出了ud和变压器一次侧的电流 i1 的波形。

由波形可知，单相全波可控整流电路的 ud 波形与单相全控桥的一样，交流输入

端电流波形一样，变压器也不存在直流磁化的问题。当接其他负载时，也有相同

的结论。因此单相全波与单相全控桥从直流输出端或从交流输入端看均是基本一致的。两者的区别在于：

1) 单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构较复杂。绕

组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金属资源有

限的情况下，这是不利的。

2）单相全波可控整流电路中只用2个晶闸管，比单相全控桥式可控整流

电路少 2 个，相应地，晶闸管的门极驱动电路也少 2 个；但是在单相全波可控

整流电路中，晶闸管承受的最大电压为2 U2，是单相全控桥式整流电路的2

倍。

3) 单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因

而也少了一次管压降。

从上述2)、3)考虑，单相全波电路适宜于在低输出电压的场合应用。

三相可控整流电路带电阻负载

1•三相半波不可控整流电路

由三相变压器供电，也可直接接到三相四线制交流电网，二次相电压有效值为U",

线电压为U”,其表达式为

图1三相半波不控整流电路

uB —

42U2^sin

UQ-^2U2^n

三只整流二极管的阴极连在一起接到负载端，称为共阴接法，三个阳极分别接到变压器 二次侧，变压器为三角形/星形联结。

直流平均电压值为 皤U円・口5 三相半波磁瘫电路及浪形

图2三相半波不控整流电路波形

2.三相半波町控整流电路电阻负载及其波形分析

VT1

VT2

VT3 图3三相半波町控整流电路

⑴电路的特点:

变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网。

三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起一一共阴极接法。

（2）自然换相点：

二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各

晶闸管触发角6Z的起点，即6Z = 0°o

VT1

VT2

VT3

图3三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a=0°时的波形

⑶三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30°时的波形见图4

特点：

负载电流处于连续和断续之间的临界状态。b)c)d)

O I I I I I Ot

图4三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30。时的波形

⑷三相半波可控整流电路，电阻负载，a=60°时的波形如卞图5。 特点：

负载电流断续，晶闸管导通角小于120。oa、t

O (Ot

图2-5三相半波可控整流电路，电阻负载，a=60。时的波形图

⑸整流电压平均值的计算

时，负载电流连续，有：

| 5打+a 3

U. = L6 “ 迈U “ siii 曲 d(劲)= ----------- (A cos6r = 1.17(7, cos a

2 兀 " 17[ " ---- o 3

当a=0时，Ud最大，为 匕=%=1.17/

230。时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有:

1.三相半波可控整流电路（阻-感性负载）

1.1三相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路结构

为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法 。如图1.

LduR1VT3VTdi2VTrT

图1.三相半波可控整流电路原理图（阻-感性负载）

1.2三相半波可控整流电路工作原理（阻-感性负载）

1)当α大于等于30°时相邻两项的换流是在原导通相的交流电压过负之前，其工作情况与电阻性负载相同，输出电压Ud波形，Ut波形也相同。由于负载电感的储能作用，输出电流Id是近乎平直的直流波形，晶闸管中分别流过幅度Id，宽度120°的矩形波电流，导通角θ=120°

2)当α大于30°时，假设α=60°，VT1导通，在U相交流电压过零变负后，由于未达到VT2的触发时刻，VT2未导通，VT1在负载电感产生的感应电动势作用下继续导通，输出电压Ud小于0，直到VT2被触发导通，VT1承受反向电压而关断，输出电压Ud小于Uv，然后重复U相的过程。

1.3三相半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）

根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：

图2.三相半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）

脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟分别为（α+30）/360*0.02，（α+120+30）/360*0.02，（α+240+30）/360*0.02。如图3，图4，图5所示

图3.脉冲参数设置 图4.脉冲参数设置

图5.脉冲参数设置

电源参数，频率50hz，电压100v，其相限角度分别为0°、120°、-120°如图6、图7、图8所示。

图6 电源参数设置

图7 电源参数设置