浅谈电力电子技术中的整流电路
电力电子技术——单相整流电路
• 变压器起变换 电压和隔离的 作用，其一次 侧和二次侧电 压瞬时值分别 用 u1 和 u2 表 示 ， 有效值分别用 U1和U2表示。
Goback
• 原理分析：
➢ 在u2正半周，VT承受正向阳极电压，wt1时刻给VT门极
加触发脉冲。
➢ 在t1刻之前，SCR处于正向阻断状态，电路中无电流， 负载电阻两端电压为零，u2全部施加于VT两端。
习题： 2-1，2
转波形
§2.2 单相桥式全控整流电路
Single Phase Bridge Controlled Rectifier
1. 电阻性负载
• 在u2正半周，ua>ub ，若4只管均未触发导通，则 输 出 id=0 ， ud=0 ， VT1 、 VT4 承 受 正 向 电 压 ， 各 承受u2 的一半。
➢ uR随着id而变化，当 uR=u2时did/dt=0， id到达峰值 u2/Rd（ L中贮能达最大）。
➢ u2由正变负过零，力图使SCR关断，但L的自感电 势总是反抗其电流的减小，使SCR延续导通。L大
则延续时间长。
转波形
Goback
➢在u2过零点处，id尚处于减小的过程中，能量尚在释 放。 u2=0，但SCR仍正偏，因为did/dt<0，下正上负 的自感电势使SCR正偏而继续导通。此自感电势的极 性表明，L往外供出能量，一方面供给电阻消耗，另 一方面供给变压器副边吸收能量，反送给交流电源。
R2
I T
1 (a
2U 2
sin
wt)2
d(wt)
U 2
2 R
2R
1 sin 2a a
2
• 变压器副边电流有效值I2与输出电流有效值相等：
II 2
电力电子技术第3章 三相可控整流电路
第二节 时
三相全控桥式整流电路
整流电压为三相半波时的两倍，在大电感负载
20
图 3.9 三相桥式全控整流电路
21
图 3.10 三相全控桥大电感负载 α =0°时的波形
22
图 3.11 三相全控桥大电感负载 α =30°时的电压波形
23
图 3.12 三相全控桥大电感负载 α =60°时的电压波形
3
图 3.2是 α =30°时的波形。设 VT3 已导通， 当经过自然换流点 ωt0 时，因为 VT1的触发脉冲 ug1还没来到，因而不能导通，而 uc 仍大于零，所 以 VT3 不能关断，直到ωt1 所处时刻 ug1触发 VT1 导通，VT3 承受反压关断，负载电流从 c相换到 a 相。
4
图 3.2 三相半波电路电阻负载 α =30°时的波形
32
一、双反星形中点带平衡电抗器的可控整流电路 在低电压大电流直流供电系统中，如果要采用 三相半波可控整流电路，每相要多个晶闸管并联， 这就带来均流、保护等一系列问题。如前所述三相 半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问 题。
33
图 3.15 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
34
图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
26
图 3.14 三相桥式半控整流电路及波形 （a）电路图 （b）α =30° （c）α =120°
27
一、电阻性负载 控制角 α =0时，电路工作情况基本与三相全 控桥 α =0时一样，输出电压 ud波形完全一样。输 出直流平均电压最大为 2.34U2Φ。
28
由图 3.14（ b），通过积分运算可得Ud 的计 算公式
12
当 α >30°时，晶闸管导通角 θV=150°- α。 因为在一个周期内有 3次续流，所以续流管的导通 角 θVD=3（ α -30°）。晶闸管平均电流为
电力电子技术整流电路总结
电力电子技术整流电路总结篇一：电力电子技术常见的整流电路特点总结电力电子技术常见的整流电路特点总结篇二：电力电子技术重要公式总结单相半波可控整流带电阻负载的工作情况：au1iRdbcde电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。
直流输出电压平均值：1Ud????2U21?cos?2U2sin?td(?t)?(1?cos?)?0.45U22?2(3-1)VT的a移相范围为180?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。
带阻感负载的工作情况：bcdef阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不发生突变。
续流二极管数量关系：idVT????id2?（3-5）（3-6）（3-7）iVT?idVdR?????id(?t)?2?id?2d????id2?12?iVdR???2??????id(?t)?id（3-8）2?2dabcdifgV单相半波可控整流电路的特点：1．VT的a移相范围为180?。
2.简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。
3.实际上很少应用此种电路。
4.分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
单相桥式全控整流电路带电阻负载的工作情况:bucdV图3-5单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形数量关系：1?22U21?cos?1?cos?Ud??2U(:电力电子技术整流电路总结)2sin?td(?t)??0.9U2???22a角的移相范围为180?。
向负载输出的平均电流值为：（3-9）Ud22U21?cos?U21?cos?id???0.9R?R2R2流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：(3-11)idVT1U21?cos??id?0.452R2（3-10）流过晶闸管的电流有效值：iVT1?2???1?(2U2U1???sin?t)2d(?t)?2sin2??R?2R2?（3-12）变压器二次测电流有效值i2与输出直流电流i有效值相等：2U2U22?1???。
电力电子技术-相控整流电路
2-16
基本数量关系 基本数量关系 • 直流输出电压平均值Ud为 直流输出电压平均值U
1 α +θ Ud = 2U 2 sin ωtd (ωt ) ∫α 2π
•
从Ud的波形可以看出，由于电感负载的 的波形可以看出， 存在， 存在，电源电压由正到负过零点也不会 关断，输出电压出现了负值波形， 关断，输出电压出现了负值波形，输出 电压和电流的平均值减小； 电压和电流的平均值减小；当带大电感 负载时，输出电压正负面积趋于相等， 负载时，输出电压正负面积趋于相等， 输出电压平均值趋于零， 也很小。 输出电压平均值趋于零，则id也很小。
U m = 2U 2
2-22
2.2.1 单相半波可控整流电路
单相半波可控整流电路的特点
VT的α 移相范围为 的 移相范围为180°。 ° 简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流 简单， 输出脉动大， 分量，造成变压器铁芯直流磁化。 铁芯直流磁化 分量，造成变压器铁芯直流磁化。 实际上很少应用此种电路。 实际上很少应用此种电路。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。 分析该电路的主要目的建立起整流电路的基本概念。
单相半波可控整流 电路 单相桥式全控整流 电路 单相桥式半控整流 电路
工作原理 基本数量 关系
单相桥式可控整流 电路
单相全波可控整流 电路
知识准备： 知识准备：
触发延迟角： 触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加 触发脉冲止的电角度, 表示,也称触发角或控制角。 触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度， 导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度， 用θ表示 。 移相： 的大小， 移相：改变控制角α的大小，即改变触发脉冲电压出现 的相位，称为移相。 的相位，称为移相。 移相控制：通过移相可以控制输出整流电压的大小， 移相控制：通过移相可以控制输出整流电压的大小，所 以把通过改变控制角调节输出整流电压的方式称为移相 控制。 控制。
电力电子单相桥式全控整流电路
目录第1章绪论 (1)1.1 什么是整流电路 (1)1.2 整流电路的发展与应用 (1)1.3 本设计的简介 (1)第二章总体设计方案介绍 (2)2.1总的设计方案 (2)2.2 单相桥式全控整流电路主电路设计 (3)2.3保护电路的设计 (5)2.4触发电路的设计 (9)第三章整流电路的参数计算与元件选取 (12)3.1 整流电路参数计算 (12)3.2 元件选取 (13)第四章设计总结 (15)4.1设计总结 (15)第五章心得体会 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的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还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路.1.2 整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶闸管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。
理解电力电子技术中的三相桥式整流电路
理解电力电子技术中的三相桥式整流电路电力电子技术在现代电力系统中扮演着重要的角色。
其中，三相桥式整流电路是一种常见且广泛应用的电路结构，用于将交流电转换为直流电，并被广泛应用于电动机的控制、供电系统以及工业自动化等领域。
本文将深入探讨三相桥式整流电路的基本原理、工作方式以及其在实际应用中的重要性。
一、三相桥式整流电路的基本原理三相桥式整流电路由四个功率开关元件（通常为可控硅）组成，分别为两个正向可控硅和两个反向可控硅。
这四个可控硅元件形成了一个桥路，主要用于将输入的三相交流电转换为直流电。
其基本原理可以概括为：通过控制可控硅的导通状态，使得电路中两个可控硅导通，另外两个可控硅截止。
当输入的交流电电压为正值时，一个正向可控硅和一个反向可控硅导通，从而实现正半周期的整流；当输入的交流电电压为负值时，另外一个正向可控硅和反向可控硅导通，实现负半周期的整流。
二、三相桥式整流电路的工作方式1. 单相桥式整流电路为了更好地理解三相桥式整流电路的工作方式，首先我们来介绍一下单相桥式整流电路。
单相桥式整流电路是三相桥式整流电路的一个特例，即将三相输入的电压视为单相输入的电压。
单相桥式整流电路由四个可控硅或者整流二极管组成，工作方式与三相桥式整流电路相似。
当输入的交流电电压为正值时，一个可控硅和一个整流二极管导通，实现正半周期的整流；当输入的交流电电压为负值时，另外一个可控硅和整流二极管导通，实现负半周期的整流。
2. 三相桥式整流电路在三相桥式整流电路中，通过合理控制各个可控硅的导通状态，可以实现稳定的直流输出。
由于输入的交流电为三相电，通过六次整流过程，可以实现平滑的直流输出，有效地减小了输出电压的波动。
此外，通过控制可控硅的导通角，还可以实现对输出电压的调节，进一步提升了电路的控制性能。
三、三相桥式整流电路的重要性和应用领域三相桥式整流电路在电力电子技术中具有重要的应用和意义。
首先，它可以将交流电转换为直流电，为后续的功率变换和控制提供了基础。
三相全波整流电路原理
三相全波整流电路原理三相全波整流电路是一种常见的电力电子技术，在工业和家庭用电中都有着广泛的应用。
它通过将三相交流电转换为直流电，为电力设备和电子设备提供了稳定的电源。
本文将介绍三相全波整流电路的原理及其工作过程。
三相全波整流电路由三相桥式整流电路组成，每个桥式整流电路由两个二极管和两个晶闸管组成。
在三相交流电输入后，通过晶闸管的控制，可以实现对交流电的整流和调节，从而得到稳定的直流电输出。
整个电路的工作原理可分为以下几个步骤：首先，三相交流电输入到桥式整流电路中，经过变压器降压后，进入整流电路。
在每个桥式整流电路中，两个二极管和两个晶闸管交替导通，将交流电转换为直流电。
其次，晶闸管的触发控制是整个电路中的关键。
当晶闸管触发时，它将导通并改变整流电路的工作状态，从而实现对输出电压的调节。
通过控制晶闸管的触发角，可以实现对输出电压的调整，从而满足不同设备对电源的需求。
最后，经过整流和调节后的直流电输出到负载中，为设备提供稳定的电源。
在实际应用中，通常还会加入滤波电路和稳压电路，以进一步提高输出电压的稳定性和纯度。
三相全波整流电路的原理简单清晰，但在实际应用中需要注意一些关键技术。
例如，晶闸管的选型和触发控制、电路的绝缘和散热设计等都需要仔细考虑。
此外，对于大功率设备，还需要考虑电路的并联和互联等问题，以确保整个系统的稳定性和安全性。
总之，三相全波整流电路作为一种重要的电力电子技术，为工业和家庭用电提供了稳定可靠的电源。
通过对其原理和工作过程的深入理解，可以更好地应用和优化这一技术，实现对电力的高效利用和管理。
电力电子技术整流电路
成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。 ◆电路分析
关断☞☞，|晶u此2闸|>后E管u时d导=，E通。才之有后晶，闸u管d=u承2，受id正电ud压R ，E，有直导至通|u的2|可=E能，。id即降至0使得晶闸管 ☞与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导电角。
☞为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
Lp2
w I2dUm 2i n 2.87103
U2 Id mi
n
(3-17)
■例：单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势 E=60V，当a=30时，要求：
①作出ud、id和i2的波形； ②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2； ③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
☞晶闸管导通角q与a无关，均为180，其电流平均值和
有效值分别为：IdT
1 2
I d和
IT
1 2Id
0.707Id。
☞变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形波，其
相位由a角决定，有效值I2=Id。
ud E
Oa q
wt
id Id
O
wt
b)
图3-7 单相桥式全控整流电路接反电动势—电阻负载时的电路及波形
■单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流
中含直流分量，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。
■带电阻负载的工作情况
◆电路分析
☞闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2 a)
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浅谈电力电子技术中的整流电路
一、电力电子技术的应用
电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。
本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。
能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。
它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。
在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的章节，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。
工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；各种电子装置如通信设备中的程控交换机所用的直流电源、大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源都可以利用整流电路构成的直流电源供电，可以说有电源的地方就有电力电子技术的设备。
二、电力电子技术课程中的整流电路
整流电路按组成的器件不同，可分为不可控、半控与全控三种，利用晶闸管半导体器件构成的主要有半控和全控整流电路；按电路接线方式可分为桥式和零式整流电路；按交流输入相数又可分为单相、多相（主要是三相）整流电路。
根据学生学习接受知识的规律，将知识点完整、准确、简明的表述出来、将原理知识尽可能简单化、通俗化、直观化，笔者在教学中进行了探讨和研究，依照整流电路三种形式的电路特性，负载形式，将主要的参数计算及主要特点分别制作成单相整流电路归纳表（见表1）和三相整流电路归纳表（见表 2）。
表中，α——整流电路控制角，UFM、UKM——晶体管承受最大正反向电压，U2——变压器付边电压有效值，I2——变压器付边电流有效值，Ud——输出电压平均值，Id——输出电流平均值。
IT——晶体管电流有效值，θ——晶体管的导通角。
（二）整流电路输出电压平均值的计算
整流电路输出电压是指电路输出的平均电压，该参数反映了电路输出的大小，通常我们是以此选择整流电路，因此是一个很重要的参数。
要让学生记住输出整流电压的计算公式，从表中可发现，对于单相整流电路无论是电阻性负载还是电感性负载，其输出电压均可表示为Ud＝AU2（1+Cosα） /2,其中A为系数，若是单相半波，A=0.45，若是单相桥式，A=0.9（为半波的两倍），只有单相全控桥电感性负载是特殊情况，其输出电压为Ud= 0.9u2Cosα。
同样对于三相整流电路，在Ud波形连续（Ud波形连续是指在一个周期内均有整流电压输出，未出现Ud=0）时，输出电压Ud= AU2Cosα。
A为系数，当电路为半波时，A=1.17,当电路为全控桥时，A=2.34（为半波的两倍），只有三相半控桥是特殊情况，其输出电压为 Ud＝2.34U2（1+Cosα）/2。
（三）整流电路输出电流平均值的计算
无论是单相还是三相，无论是电阻性负载还是电感性负载，整流电路输出电流均为
Id=Ud/Rd（Rd为负载中的电阻值）。
（四）晶闸管承受最大正反向电压的计算
该参数是选择晶闸管的一个重要参数，从表中可见，对单相整流电路，晶闸管承受最大
电压为电源相电压峰值即√2U2，而对三相电路，晶闸管承受最大电压为电源线电压峰值即√6U2：（因为是三相，线电压与相电压相差了√3倍）。
（五）输出电压Ud波形连续与否
从表1中可见，对于单相整流电路当晶闸管的控制角α＞0°时，ud的波形就不连续，只有单相全控桥电感性负载，α＞90°时，ud的波形不连续。
同样从表2可见，对于三相整流电路，三相半波电路是以α＝30°。
作为输出电压波形连续与否的分界点；而三相桥式整流电路（包括半控桥和全控桥）均是以α＝60°作为输出电压波形连续与否的分界点。
从表中还可找出其它参数的计算规律，因篇幅有限，在这就不一一列举。
四、结语
通过这组单相、三相整流电路的归纳表，可帮助学生较快地掌握各种整流电路的结构、电路特点、不同负载时的有关计算公式，为更好地掌握电力电子技术基础理论知识提供了很好的帮助。