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單相橋式全控整流電路用四個晶閘管,兩只晶閘管接成共陰極,兩只晶閘管接成共陽極,每一只晶閘管是一個橋臂。
demo3_1_2單相橋式全控整流電路(阻性負載)
閘管VT1 和VT4 組成一對橋臂,VT2 和VT3 組成另一對橋臂。在u2 正半周(即a點電位高于b點電位),若4個晶閘管均不導通,id =0,ud =0,VT1 、VT4 串聯(lián)承受電壓u2。在觸發(fā)角α處給VT1 和VT4 加觸發(fā)脈沖,VT1 和VT4 即導通,電流從電源a端經VT1 、R、VT4 流回電源b端。當u2 過零時,流經晶閘管的電流也降到零,VT1 和VT4 關斷。在u2 負半周,仍在觸發(fā)角α處觸發(fā)VT2 和VT3 ,VT2 和VT3 導通,電流從電源b 端流出,經VT3 、R、VT2 流回電源a端。到u2 過零時,電流又降為零,VT2 和VT3 關斷。
由于在交流電源的正負半周都有輸出電流流過負載,故該電路稱為全波電路。在u2一個周期內,整流電路電壓波動2次,脈動次數多于半波整流電路,該電路屬于雙脈波整流電路。
整流電壓平均值為:
仿真結果如下:
demo3_1_2單相橋式全控整流電路(阻感負載)
在u2 正半周期,觸發(fā)角a處給晶閘管VT1 和VT4 加觸發(fā)脈沖使其開通,ud=u2 。負載電感很大,id 不能突變且波形近似為一條水平線。u2 過零變負時,由于電感的作用晶閘管VT1 和VT4 中仍流過電流id ,并不關斷。wt=π+a時刻,觸發(fā)VT2 和VT3 , VT2 和VT3 導通,u2 通過VT2 和VT3 分別向VT1 和VT4 施加反壓使VT1 和VT4 關斷,流過VT1 和VT4 的電流迅速轉移到VT2 和VT3 上,此過程稱為換相,亦稱換流。仿真結果如下:
demo3_1_2單相橋式全控整流電路(接反電動勢)
當負載為蓄電池、直流電動機的電樞(忽略其中的電感)等時,負載可看成一個直流電壓源,對于整流電路,它們就是反電動勢負載。|u2|>E時,才有晶閘管承受正電壓,有導通的可能。晶閘管導通之后,ud =u2 ,id=(ud-E)/R ,直至|u2|=E,id 即降至0使得晶閘管關斷,此后ud =E。與電阻負載時相比,晶閘管提前了電角度δ停止導電,δ稱為停止導電角,當a<δ時,觸發(fā)脈沖到來時,晶閘管承受負電壓,不可能導通。
觸發(fā)脈沖有足夠的寬度,保證當ωt=δ時刻有晶閘管開始承受正電壓時,觸發(fā)脈沖仍然存在。這 樣,相當于觸發(fā)角被推遲為δ。
id波形在一周期內有部分時間為0的情況,稱為電流斷續(xù)。負載為直流電動機時,如果出現(xiàn)電流斷續(xù),則電動機的機械特性將很軟。
仿真波形如下:
為了克服此缺點,一般在主電路中直流輸出側串聯(lián)一個平波電抗器。電感量足夠大使電流連續(xù),晶閘管每次導通180,這時整流電壓ud的波形和負載電流id的波形與電感負載電流連續(xù)時的波形相同,ud的計算公式亦一樣。
為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出:
仿真結果如下:
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