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单相桥式全控整流电路用四个晶闸管,两只晶闸管接成共阴极,两只晶闸管接成共阳极,每一只晶闸管是一个桥臂。
demo3_1_2单相桥式全控整流电路(阻性负载)
闸管VT1 和VT4 组成一对桥臂,VT2 和VT3 组成另一对桥臂。在u2 正半周(即a点电位高于b点电位),若4个晶闸管均不导通,id =0,ud =0,VT1 、VT4 串联承受电压u2。在触发角α处给VT1 和VT4 加触发脉冲,VT1 和VT4 即导通,电流从电源a端经VT1 、R、VT4 流回电源b端。当u2 过零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT1 和VT4 关断。在u2 负半周,仍在触发角α处触发VT2 和VT3 ,VT2 和VT3 导通,电流从电源b 端流出,经VT3 、R、VT2 流回电源a端。到u2 过零时,电流又降为零,VT2 和VT3 关断。
由于在交流电源的正负半周都有输出电流流过负载,故该电路称为全波电路。在u2一个周期内,整流电路电压波动2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。
整流电压平均值为:
仿真结果如下:
demo3_1_2单相桥式全控整流电路(阻感负载)
在u2 正半周期,触发角a处给晶闸管VT1 和VT4 加触发脉冲使其开通,ud=u2 。负载电感很大,id 不能突变且波形近似为一条水平线。u2 过零变负时,由于电感的作用晶闸管VT1 和VT4 中仍流过电流id ,并不关断。wt=π+a时刻,触发VT2 和VT3 , VT2 和VT3 导通,u2 通过VT2 和VT3 分别向VT1 和VT4 施加反压使VT1 和VT4 关断,流过VT1 和VT4 的电流迅速转移到VT2 和VT3 上,此过程称为换相,亦称换流。仿真结果如下:
demo3_1_2单相桥式全控整流电路(接反电动势)
当负载为蓄电池、直流电动机的电枢(忽略其中的电感)等时,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。|u2|>E时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能。晶闸管导通之后,ud =u2 ,id=(ud-E)/R ,直至|u2|=E,id 即降至0使得晶闸管关断,此后ud =E。与电阻负载时相比,晶闸管提前了电角度δ停止导电,δ称为停止导电角,当a<δ时,触发脉冲到来时,晶闸管承受负电压,不可能导通。
触发脉冲有足够的宽度,保证当ωt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时,触发脉冲仍然存在。这 样,相当于触发角被推迟为δ。
id波形在一周期内有部分时间为0的情况,称为电流断续。负载为直流电动机时,如果出现电流断续,则电动机的机械特性将很软。
仿真波形如下:
为了克服此缺点,一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。电感量足够大使电流连续,晶闸管每次导通180,这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同,ud的计算公式亦一样。
为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出:
仿真结果如下:
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