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3.1 概述

3.1.1 整流电路的分类

整流电路形式繁多,各具特点,整流电路可从不同角度进行分类。

按整流器件可分为全控整流、半控整流和不可控整流三种。在全控整流电路中,整流器件由可控器件组成(如SCR、GTR、GTO晶闸管、IGBT等),其输出直流电压的平均值及极性可以通过控制器件的导通而得到调节,在电路中,功率可以由电源向负载传送,也可由负载反馈给电源;半控整流电路中,整流器件则由不控器件(整流二极管)和可控器件(如SCR)混合组成,在电路中,负载电压极性不能改变,但输出直流电压的平均值可以调节;不可控整流电路中,整流器件由不可控器件整流二极管组成,其输出直流电压的平均值和输入交流电压的有效值之比是固定不变的。

按整流输出波形和输入波形的关系可分为半波整流和全波整流。半波整流电路中,整流器件的阴极(或阳极)全部连接在一起,并接到负载的一端,负载的另一端与电源相连,在半波整流电路中,每条交流电源线中的电流是单一方向的,负载上得到的只是电源电压波形的一半;全波整流电路可以看成是两组半波整流电路串联,整流器件一组接成共阴极,另一组接成共阳极,分别接到负载的两端,在全波整流电路中,每条交流电源线中的电流是交变的。

按电路结构可分为桥式电路和零式电路;按输入交流相数分为单相、三相和多相电路;按变压器二次侧电流的方向分为单向和双向。

按控制方式可分为相控整流和PWM(脉冲宽度调制)整流两种。相控整流采用晶闸管作为主要的功率开关器件(通过控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小),相控电路容量大、控制简单、技术成熟。PWM整流技术是近年来发展的一种新型AC-DC变换技术,整流器件采用全控器件,使用现代的控制技术,在工程领域因其优良的性能得到了越来越多的应用。

3.1.2 相控整流电路一般结构

相控整流电路按交流电源电压的相数分类可分为单相、三相和多相相控整流电路。相控整流电路是一种应用广泛的整流电路,相控整流电路由交流电源(工频电网或整流变压器)、整流电路、负载及触发控制电路构成,如图3-1所示。

图3-1 相控整流电路的结构框图

整流电路包括电力电子变换电路、滤波器和保护电路等,电力电子变换电路从交流电源吸收电能,并将输入的交流电压转换成脉动的直流电压。

滤波器的作用是为了使输出的电能连续,经滤波器处理后向负载提供电压稳定(电容滤波)或电流稳定(电感滤波)的直流电能,保护电路的作用是在异常情况下保护主电路及其功率器件。

负载包括各种工业设备,在研究和分析整流电路的工作原理时,负载可以等效为电阻性负载、电感性负载、电容性负载和反电动势负载等。

1)电阻性负载:如电阻加热炉、电解和电镀等属于电阻性负载,特点是电流和电压的波形形状相同。

2)电感性负载:电动机的励磁绕组、经大电感滤波的负载都属于电感性负载,特点是当电抗值比与之串联的电阻值大得很多时,负载电流波形连续且较平直。

3)电容性负载:整流电路输出端接大电容滤波后,负载呈现电容性的特点,电流波形呈尖峰状。

4)反电动势负载:整流装置输出端给蓄电池充电或直流电动机作电源时,属于反电动势负载,特点是只有当电源电压大于反电动势时,整流器件才导通,电流波形脉动较大。 3qzTs48sHM1HvZ0ZQsoPtUB5e8JNLqAEOe7xL6sdP92+aaOKyqL5XlmY1Nzs8Slh

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