不可控整流

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不可控整流电路工作原理

不可控整流电路工作原理1.引言1.1 概述概述部分的内容：不可控整流电路是电力系统中常见的电力变换装置之一。

它的主要功能是将交流电转换为直流电，常见于大型工业设备、电力系统以及家用电器中。

相比于可控整流电路，不可控整流电路的设计更为简单且成本更低，因此在一些特定的应用场景中得到了广泛的应用。

不可控整流电路的工作原理基于电子元器件的非线性特性。

其主要由电阻和二极管组成，其中电阻起到限流的作用，而二极管则完成了整流的过程。

在不可控整流电路中，电流的流向是非可控的，只能保证电流是单向的。

因此，该电路无法实现对电流的精确控制，只能将交流电转换为直流电。

随着科技的进步和电力需求的增长，不可控整流电路在各个领域的应用前景也在不断拓展。

特别是在工业自动化控制领域，不可控整流电路广泛应用于电机驱动、变频调速以及电力系统中的功率因数校正等方面。

此外，在可再生能源领域，不可控整流电路也被用于光伏电池和风力发电机组等设备中，将交流电转换为直流电以供电网使用。

总之，不可控整流电路作为一种简单且实用的电力变换装置，在电力系统和各个领域中具有重要的地位和应用前景。

通过了解其基本原理和工作过程，可以更好地理解和应用这一技术，推动电力系统的进一步发展。

在未来的研究中，还可以进一步改进不可控整流电路的性能，提高其效率和可靠性，以满足不同领域的需求。

1.2文章结构文章结构可以分为以下几个部分：1. 引言：介绍不可控整流电路的背景和重要性，引发读者的兴趣。

2. 正文：详细讲解不可控整流电路的定义、基本原理、工作过程和特点。

2.1 不可控整流电路的定义和基本原理：介绍不可控整流电路的概念，解释其基本原理，包括输入电压、输出电压和电流的关系，以及交流电变成直流电的过程。

2.2 不可控整流电路的工作过程和特点：详细描述不可控整流电路的工作过程，包括开关管的导通和截止过程，以及二极管的正向和反向工作状态。

同时，阐述不可控整流电路的特点，如输出直流电压的平滑性、波形失真程度等。

单相半波不可控整流电路二极管导通

☞随着a增大，Ud减小，该电路中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。
•〔若干概念〕 – 单拍电路：指变压器副边在工作过程中只流过一个方向的电流； – 双拍电路：指变压器副边在工作过程中流过正反双向电流； – “半波”整流：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称之。 – α的移相范围：指触发角α可以变化的角度范围。在不同的电路中， α有不同的角度范围。如在单相半波电路中， α的移相角度范围是0～π。
u2 b) 0 ug 0 ud 0 a uV T e) 0
t1

2
t
c)
t
d)
q
t
t
◆改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流。加之电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路称为单相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路。
角度a sina 0° 0 30° 1/2 45° √2/2 60° √3/2 1 90° 180° 0
cosa
1
√3/2
√2/2
1/2
0
-1
〔基本数量关系〕
直流输出电压平均值Ud
1 Ud = 2
a

2U 2 1 cosa 2U 2 sin td (t ) = (1 cosa ) = 0.45U 2 2 2
)
2
1 a sin 2a 4 2
SCR的若干参数关系：
(1) IdT （流过SCR电流的平均值）
I dT Ud U 2 1 cos a = = 0.45 R R 2

18脉移相变压器三相不可控桥式整流的MATLAB仿真

18脉移相变压器三相不可控桥式整流的MATLAB仿真18脉移相变压器+三相不可控整流的MATLAB仿真 1、18脉移相变压器简介干式移相整流变压器是一种专门为中高压变频器提供多相整流电源的装置，采用延边三角形移相原理，通过多个不同的移相角二次绕组，可以组成等效相数为9相、12相、15相、18相、24相以及27相等整流变压器。

变压器的一次侧直接入高压电网，其二次侧有多个三相绕组，它按0?、θ?、…、(60-θ)?等表示延边三角连接变压器二次侧的各低压三相绕组,同时表示各低压三相绕组线电压相对对应绕组的移相角。

当每相由n个H桥单元串联时，θ=60?/n，实现了输入的多重化，形成6n脉波整流。

这样，如果各H桥单元功率平衡，电流幅值相同，理论上一次侧输入电流中不含有6n?1以下各次谐波，并可提高功率因数，一般不需再配备无功补偿和谐波滤波装置。

最适宜用于防火要求高、负荷波动大的环境中，如海上石油平台、火力发电厂、自来水厂、冶金化工、矿山建材等特殊的工作环境中。

在电网三相电压的基础上，为获得均匀分布多脉波二次侧电压，即需要每相二次侧电压在120?内均匀分布展开。

为此利用Y,d11与Yd1两种接线组别，达到相互移相60?。

再利用二次侧延边三角形移相得到需要的相位角。

按照接线组别定义，顺时针移相为(+)，逆时针移相为(-)。

例如:18个脉波的移相变压器，间隔为:360?/18=20?。

其接线组别计移相角按顺序分别为:Y,d11-20?;Y,d11;Y,d11+20?。

图1 18脉移相变压器原边及副边的接线方式图1所示，I、I、I分别为原边输入电流，i、i、i分别为副边的三组输出电流。

ABCanbncn每组相位相差20?，如i与i的相位相差为20?。

a1a22、MATLAB仿真2.1主电路搭建:利用三相单元模块，电流测量模块，18脉移相变压器模块(自制封装)，三相不可控整流器电路模块(3组)、串联支路模块(RL)、powergui模块、多路测量模块、demux模块和scope模块构成。

第3章整流电路part1

可得到 I S
PAC PAC VS PF VS cos1
8
《电力电子技术》
第3章整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.1.1单相半波可控整流电路 3.1.2单相桥式全控整流电路
3.1.3单相全波可控整流电路
3.1.4单相桥式半控整流电路
9
《电力电子技术》
第3章整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路
《电力电子技术》
第3章整流电路
第3章
整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.2三相可控整流电路
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
3.4 电容滤波的不可控整流电路
3.5 整流电路的谐波和功率因数
3.6大功率可控整流电路
3.7整流电路的有源逆变工作状态 3.8整流电路相位控制的实现
1
《电力电子技术》
第3章整流电路
wt
wt
e)
晶闸管的电流有效值IVT
I VT 1 p 2 p a I a I d d (wt ) 2p 2p d
O i VD f) O u VT g) O
R
wt
wt
wt
20
《电力电子技术》
u2
第3章整流电路
（3）续流二极管的电流平均值 IdVDR与续流二极管的电流有效值IVDR w w
22
《电力电子技术》
第3章整流电路
3.1.2 单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路(Single Phase
Bridge Contrelled Rectifier)
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
a)
晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在实际的电路中，一般都采用这种标注方法，即上面为1、3，下面为2、4。请同学们注意。

不可控整流回路参数优化设计的研究

维普资讯
第４卷第１期１
２ｏ０７年１月
电力电子技术
ＰｗｒＥｅｔｎｃｏｅｌｃｒｉｓｏ
Ｖｏ．．Ｎｏ１１４１．
Ｊｎａｙ２０ａｕｒ，０７
不可控整流回路参数优化设计的研究
易娜，唐雄民ｅｄｄＩｒｅｏｓｌｅｔｅｐｏｌｍｓｔｅｗｏｋｎｄｓａｅｇｔｎａｃｒｉｇｔｈｃｕｏｋｎｉｇｒｔａｃｕｎｅｅ．ｏｄｒｔｏｖｈｒｂｅ，ｒｉｇｍｏｅｒｏｔｃｏｄｎｏｔｅａｔａｗｒｉｇｌｎｈｅｌ
ｐｏｅｓｏｈｅｈｓｎｏｔｌｄｒｃｉｅｉｕｔｗｉｈｗｏｋｔｃｎｉｕｕｔｔ．ｓｄｏｈｄｓａａｙｉ，ｅｒｃｓｔｒｅｐａｅｕｃｎｒｌｅｔｒｃｒｉ，ｈｃｒｓａｏｔｏｓｓａｅＢａｅｎｔｅｍｏｅｎｌｓｓｔｆｏｅｉｆｃｎｈｃｎｉｕｕｏｄｔｎｏｉｕｔｃｒｅｔｔｅｅｐｅｓｏｓｏｉｕｔｃｒｅｔａｄｐｗｅａｔｒａｅｄｒｅ．ｙｔｅｅｐｅｓｏｓｏｔｏｓｃｎｉｏｃｒｉｕｒｎ，ｈｘｒｓｉｎｃｒｉｕｒｎｎｏｒｆｃｏｒｅｖｄＢｈｘｒｓｉｎｎｉｆｃｆｃｉｄｄｃｄｉｈｓｐｐｒｉｉｓｏｎｔａｆｔｒｅｐａｅｕｃｎｒｌｄｒｃｉｅｉｕｔｗｒｓｉｏｔｕｕｔｔｔｅｐｗｅｅｕｅｎｔｉａｅ，ｔｓｈｗｈｔｉｈｅｈｓｎｏｔｏｌｅｔｒｃｒｉｏｋｎｃｎｉｏｓｓａｅ，ｏｒｅｉｆｃｎｈｆｃｏｎｓｍｏｅｔａ．．ｃｏｄｎｏｔｅｃｎｌｓｏｔｅｐｒｍｅｅｓｏｔｎｄｓｇｒｃｐｅｉｐｅｅｔｄｉｈａｔｒｏｌｅｉｒｈｎ０８Ａｃｒｉｇｔｈｏｃｕｉｎ，ａａｔｒｐｉｆｉｈｍｕｅｉｎｐｎｉｌｓｒｓｎｅｎｔｅｉｐｐｒｎａｄｔｎ，ｎｏｄｒｔｅｆｈｘｒｓｉｎｎｑａｉｎ，ｏａｓｎｂｔｅｎｔｅｅｐｒｎａｎａｃｌｔｅａｅ．ｄｉｏｉｒｅｖｒｙｔｅｅｐｅｓｏｓａｄｅｕｔｓａｃｍｐｒｏｅｗｅｈｘｅｍｅｔｌａｄｃｌｕａｉＩｉｏｉｏｉｉｖ

不可控12脉波整流的输电线路直流融冰研究

ＡｂｔａｔＩｎｅｉｉｇｍｅｏｓｆｒｉｉｇｔｓｓｉｎｌｅ，ｓｒｃ：ｎｍａｙｄ — ｎｔｄｏｎａｍｉｓｏｎｓＤＣｅｉｉｇｍｅｏａｎｙａｖｔｇｓｗｈｎｉｉｃｈｃｒｎｉｄ — ｎｔｄｈｓｃｈｍａｄａａｅｅｓｎｔｃｍｐｒｄｔｅｔｄｔｎｌｒａｔｃａｅｉｉｇｍｅｏ，ｕｈａｍａｌｒｏｒｓｐｌａａｉ，ｉｈｒｅｃｅｃｄｏａｅｔａｉｏａＡＣｏｒｉｉｌ — ｎｔｄｓｃＳｓｌｗｅｕｐｙｃｐｃｔｈｇｅｆｉｎｙａｏｈｒｉｉｆｄｃｈｅｐｙｉｎｃｎｅｉｎｅＴｉａｅｔｄｅｅｉｉｇｍｅｏｉｈｉｂｅｎｕｃｎｏｌｂｅ１ｕｓｅｔｅ．ｔａｙｅｏｖｎｅｃ．ｈｓｐｓｉｓＤＣｄ — ｎｔｄｗｈｃａｄｏｎｏｔｌｌ２ｐｌｅｒｃｉｒＩａｌｚｓＤＣｐｒｕａｃｈｓＳｒａｉｆｎｄ — ｉｇｐｎｉｌｆｎｏｔｌｂｅ１ｕｓｅｔｃｔｎＡｃｏｄｎｅｄ — ｉｇｃｒｅｔｆａｇｖｎｃｎｕｔｒｔｅＡＣｅｉｎｒｃｐｅｏｃｎｏｌｌ２ｐｌｒｃｉａｉ．ｃｒｉｇｔｔｅｉｎｕｒｎｉｅｏｄｃｏ，ｈｃｉｕｒａｅｉｆｏｏｈｃｏ
融冰所需的融冰电压和交流侧电压，并由此确定整流变压器的额定电压比，分别推导出上下整

单相半波、桥式不可控整流电路

（2）掌握单相半波、桥式不可控电路的连接方法及调试步骤。
2、实训器件
安装MATLAB软件的计算机。
3、实训原理
功率器件是二极管和纯电阻负载，电源电压正半周时二极管导通，负载有电流流通，负半周时二极管截止，负ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电压等于电源电压。桥式电路中电源电压正半周时二极管D1、D2导通，负载有电流流通，负半周时二极管D1、D2截止，负载电压的绝对值等于电源电压。
苏州市职业大学实训报告院系电子信息工程班级姓名学号实训名称单相半波桥式不可控整流电路实训日期掌握单相半波桥式不可控电路在电阻负载时的工作情况
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程班级姓名学号
实训名称单相半波、桥式不可控整流电路实训日期
1、实训目的
（1）掌握单相半波、桥式不可控电路在电阻负载时的工作情况。
五、实训总结：
1.本次实训我学会了matlab软件的基本操作，能够做一些基本的仿真实验了，对于学习自动化专业很有帮助。
2．通过实验我知道了单相半波、桥式不可控整流电路的波形情况，对它们的波形更加的了解。
第3页共3页指导教师签名
4、实训内容
（1）电阻负载
接线图
第1页共3页指导教师签名
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程班级姓名学号
实训名称单相半波、桥式不可控整流电路实训日期
调节步骤：
（2）桥式电阻负载
第2页共3页指导教师签名
苏州市职业大学实训报告
院系电子信息工程班级姓名学号
实训名称单相半波、桥式不可控整流电路实训日期
调试步骤：

不可控、半控、全控整流电路

2. 三相可控整流电路
2.1 三相半波可控整流电路 2.2 三相桥式全控整流电路
三相可控整流电路·引言
交流测由三相电源供电。负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广。
2.1 三相半波可控整流电路
1)电阻负载
电路的特点：
Id
wt
iiVVDT3O2 iVDOR
pa Id
Id pa
wt wt
O i2
a Id
wt
O
wt
I
图2-10 单相桥式半控整流电路，有续流
二极管，阻感负载时的电路及波形
1.4 单相桥式半控整流电路
续流二极管的作用
避免可能发生的失控现象。若无续流二极管，则当a 突然增大至180或触发脉冲
丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使ud成为正弦半波，其平均值保持恒定，称为失控。
1.2 单相桥式全控整流电路
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
工作原理及波形分析
VT1和VT4组成一对桥臂，在 u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。
VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。
a)
ud
ud(id)
u2
O
wt
ud
O id
i VT
O
1,4
i VT
O
2,3
O i2
O u VT 1,4
O
Id Id
Id Id
wt Id
wt
wt wt wt
wt

整流电路之不可控整流电路

2-20
第21页/共33页
电压谐波系数或纹波系数RF（Ripple Factor）
纹波电压的定义：整流输出电压中除直流平均值电压VD外全部交流谐波分量有效值VH
VH
V2 rms
VD2
电压谐波（纹波）系数的定义：输出电压中的交流谐波有效值平均值 VH与直流平均值VD 之比值。表示为
v RF VH /VD
（3-46）
电流平均值
输出电流平均值IR为：
二极管电流iD平均值为：
二极管承受的电压 2U2
IR = Ud /R （3-47）
Id =IR
（3-48）
ID = Id / 2=IR/ 2（3-49）
2-10
第11页/共33页
3.4.1电容滤波的单相不可控整流电路
感容滤波的二极管整流电路
实际应用为此情况，但分析复杂。 u这d对波于形电更路平的直工，作电是流有i2利的的上。升段平缓了许多，
式将而中 u负2代，载入电ud并流(0)为求为V解：D得1、：VD4开始uud导d((0通0))时刻C1直20流tUiC侧2dts电in压du值2 。
于是
iC 2CU 2 cos(t d )
iR
u2 R
2U2 sin(t d )
R
(3-37) (3-38)
(3-39) (3-40)
id iC iR
2-17
第18页/共33页
3.5 整流电路的谐波和功率因数
3.5.1 谐波和无功功率分析基础 3.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功
率因数分析 3.5.3 电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功
率因数分析 3.5.4 整流输出电压和电流的谐波分析

2.3-4电容滤波的不可控整流电路和大功率可控整流电路

出现换相重叠角，整流输出电压平均值Ud降低。
整流电路的工作状态增多。晶闸管的di/dt 减小，有利于晶闸管的安全开通。有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
河南理工大学
好学力行 2.4 带电容滤波的二极管整流电路明德任责
小结
重点：1）带电容滤波的二极管整流电路的输出电压范围；
2）该电路的RC经验取值范围以及对应的输出电压；
河南理工大学
好学力行
2.5 整流电路的谐波和功率因数明德任责
2.5.1 谐波和无功功率分析基础 2.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波
2.4.2电容滤波的三相不可控整流电路明德任责
由 “电压下降速度相等”的原则，可以确定临界条件。
假设在wt+d =2/3的时刻“速度相等”恰好发生，则有
duab / d(t)
dud / d(t)
d[ 6U 2sin( t + q )]
d
6U 2sin
2
3
1 [t -( 2 -d )]
e RC
好学力行
明德任责
电力电子技术
Power Electronics Technology
河南理工大学电气学院朱艺锋
Email:zyfny@
河南理工大学
好学力行
第2章整流电路内容提要
❖ 2.1 单相可控整流电路 ❖ 2.2 三相可控整流电路 ❖ 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 ❖ 2.4 电容滤波的不可控整流电路 ❖ 2.6 整流电路的谐波和功率因数 ❖ 2.6 大功率可控整流电路 ❖ 2.7 整流电路的有源逆变工作状态 ❖ 2.8 整流电路相位控制的实现

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由此可见，无论u2处于正半周还是负半周，都有电流分别流过两对二极管，并以相同方向流过负载RL，输出波形是单方向的全波脉动波形。
3.波形图: 4.所用公式： UR=0.9U2
二、单相桥式不可控整流电路实验
1.线路：
2.根据实验线路图连接电路。
交互动画演示单相桥式不可控整流电路实验
3.实验现象观察
2.整流原理:
二维动画演示单相桥式不可控整流电路的工作原理
（1）当u2为正半周时，即a端为正，b端为负，这时VD1、VD3 导通，VD2、VD4截止，电流的通路是a→VD1→RL→VD3→b，如图中实线箭头所示；
（2）当u2为负半周时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，电流的通路是b→VD2→RL→VD4→a，如图中虚线所示。
单相半波不可控整流电路实验的特点是什么？
单相半波不可控整流电路可将交流电变成脉动直流电，电路简单，但输出脉动大，整流的效率较低。
拟解决问组成。 2.通过实验的手段理解整流电路的工作
原理。
一、单相桥式不可控整流电路
1.电路组成：
由电源、整流电桥（4个二极管）和负载电阻构成。
（1）观察数据，并按下表记录数据：
R
1800Ω 900Ω 450Ω
UR
IR
（2）用双踪示波器观察负载电压的波形并做好记录。
4.结果分析
电路采用桥式结构，电源的正负半周均能够通过二极管，实现全波整流。
课堂小结
核心内容：
1.桥式整流电路的结构。 2.桥式整流电路的工作原理。
拓展
1.进一步理解“不可控整流”的含义。 2.分析单相桥式不可控整流电路的优缺点。 3.半控型器件--晶闸管的工作特性是什么？
教学目标
1.知识目标：了解单相桥式整流电路的组成与工作原理；掌握单相桥式整流电路的输出电压与电流的计算方法。
2.能力目标：培养通过实验验证理论的能力。 3.情感目标：培养努力学习，细心观察，认真总结
的习惯。
教学重点、难点
重点：通过实验理解单相桥式整流电路的工作原理。
难点：分析实验现象。
知识回顾