矿井提升机电控系统讲座(3)

特点：

? 承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 ? 承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。 ? 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。

? 要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下 。 三、单相桥式全控整流电路

1、电阻性负载 电路及波形如图8所示。

13TTiVVidT2aa)u1u2udRb24TTVVuudd(id)idb)0????tuVT1,4c)0?ti2d)0?t图8 单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形

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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。

2、阻感负载 图9 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形

idVT1Tu1i2u2audbVT2VT4VT3LRu2OudOidiVTO1,4a)?t?tIdIdIdIdId?t?t?t?t?tiVTO2,3Oi2uVTO1,4Ob)假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线。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。至ωt =π+? 时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。VT2和VT3导通后，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，此过程称换相，亦称换流。

22图9 单相全控桥带阻感负载时的电路及波形

Ud?特点：

???1???2U2sin?td(?t)??U2cos??0.9U2cos?

? 晶闸管移相范围为90?。

? 晶闸管承受的最大正反向电压均为峰值。 ? 晶闸管导通角θ与α无关，均为180?，平均值和有效值分别为：

IdT11?Id 和 IT?Id?0.707Id 22? 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α角决定，有效

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I2 = Id 。

3、反电动势-电阻、电感负载：如图10所示。

idudERO?idIdO??udE?t?tb)

a)图10 单相桥式全控整流电路接反电动势-电阻、电感负载时的电路及波形 |u2| > E 时，晶闸管承受正电压，才有导通的可能。导通之后直至 | 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。在 α 角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。

??arcsin从波形上可见：

E2U2

? 电流续断--id 波形在一周期内有部分时间为 0 的情况； ? 电流连续--id 波形在一周期内不出现为 0 的情况； ? 当α﹤δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不能导通。

为使晶闸管可靠导通，触发脉冲需足够的宽度，保证当 ωt = δ 时，晶闸管承受正电压，触发脉冲仍然存在，相当于触发角被推迟为δ，即 a =δ 。

? 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 。 ? 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，用来减少电流 的脉动和延长晶闸管导通的时间。只要电感量足够大，就可以满足导通角θ=180°，输出电流连续平直，从而改善整流装置及电动机的工作条件。在这种条件下，整流电压ud和负载电流id波形与电感性负载电流连续时相同，ud的计算公式亦一样。波形如图11所示。

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ud????=?E?0idO?t?t

图11 单相桥式全控整流电路带反电动势负载串平波电抗器，电流连续的临界情况 四、三相半波可控整流电路

? 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、易滤波时用。

? 基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路、双反星形可控整流电路、 十二脉波可控整流电路等，均可在此基础上进行分析。

1、电阻性负载

三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及α=0?时的波形如图12所示。

Ta)abcudu2??=0uab)ubucRidVT1VT2VT3O?t1uG?t2?t3?tc)OudOiVT1?td)?te)f)OuVT1?t?tuabuacO

图12 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及α=0?时的波形

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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，其阴极连接在一起为共阴极接法 。 自然换相点：

假设将电路中的晶闸管换作二极管，用VD表示，成为三相半波不可控整流电路。 一周期中

? 在ωt1~ωt2期间，VD1导通，ud=ua ? 在ωt2~ωt3期间，VD2导通，ud=ub ? 在ωt3~ωt4期间，VD3导通，ud=uc α=0?时的工作原理分析：

变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量。 晶闸管的电压波形，由3段组成：

? 第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为uT1=0

? 第2段，在VT1关断后，VT2导通期间， uT1=ua-ub=uab，为一段线电压。 ? 第3段，在VT3导通期间，uT1=ua-uc=uac为另一段线电压。

二极管换相时刻定义为自然换相点，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α的起点，即α=0?。

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