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變頻器中的整流電路主要有不可控整流電路和可控整流電路兩種。 可控整流電路是在整流電路中釆用可控整流器件或電路,如晶閘管、IGBT等,其中晶閘管可控直流電流為主流電路??煽卣麟娐菲湔鬏敵鲭妷捍笮】梢酝ㄟ^改變整流或 開關(guān)器件的導(dǎo)通、關(guān)斷時間來調(diào)節(jié)。 全部由晶閘管構(gòu)成的控制電流,稱為全控整流電路,由晶閘管與晶體二極管混合構(gòu)成 的控制電路,則稱為半可控整流電路。 一、單相全控半波整流電路。 下圖所示為單相全控半波整流電路。 晶閘管輸出的電流(能量)受觸發(fā)脈沖的控制,在正半周觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時間(相位)決定VS導(dǎo)通的時間,圖中觸發(fā)脈沖出現(xiàn)在t1時刻,VS則在t1?t2內(nèi)導(dǎo)通,0?t1時間內(nèi)VS不導(dǎo)通。的時間越長,VS輸出的能量越多,因而可實現(xiàn)可控整流。 單向晶閘管(SCR)是指其觸發(fā)后只允許一個方向的電流流過的半導(dǎo)體器件,相當(dāng)于一個可控的整流二極管。它是由P-N-P-N共4層3個PN結(jié)組成的。下圖所示為單向晶閘管的實物外形及導(dǎo)通和截止特性。 二、單相半控橋式整流電路。 下圖所示為單相半控橋式整流電路。在橋式整流電路的4個二極管中,有兩個整流二極管用晶閘管取代。 單相半控橋式整流電路的工作過程: 在0?t1期間,U2電壓為正半周其極性是上正下負(fù)時,即a點為正、b點為負(fù),由于無觸發(fā)信號到晶閘管VS1的G極,VS1不導(dǎo)通,VD4也不導(dǎo)通。 在t1~t2期間,U2電壓的極性仍是上正下負(fù),t1時刻有一個觸發(fā)脈沖送到晶閘管VS1和VS2的G極,VS1導(dǎo)通,VS2雖有觸發(fā)信號,但因為陽極端為負(fù)電壓,因此VS2不能導(dǎo)通。VS1導(dǎo)通后,VD4也會導(dǎo)通,有電流流過負(fù)載Rl,電流途徑是:a點-VS-Rl-VD4-b 點。 在t2時刻,U2電壓為0v,晶閘管VS1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。 在t2~t3期間,區(qū)電壓變?yōu)樨?fù)半周,其極性變?yōu)樯县?fù)下正,由于無觸發(fā)信號到晶閘管 VS2的G極,VS2、VD3均不能導(dǎo)通。 在t3時刻,S電壓的極性仍為上負(fù)下正,此時第2個觸發(fā)脈沖送到晶閘管VS1、VS2的G極,VS2導(dǎo)通,VS1因處于反向偏置狀態(tài)而無法導(dǎo)通。VS2導(dǎo)通后,VD3也導(dǎo)通,有電流流過負(fù)載Rl,電流途徑是:b點-VS2-RL-VD3-a點。 在t3?t4期間,VS2、VD3始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。 在t4時刻,U2電壓為0,晶閘管VS2由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止。以后電路會重復(fù)0?t4期間的工作過程,結(jié)果會在負(fù)載Rl上得到圖(b)所示的直流電壓Ul。 單相半控橋式整流電路的計算方法。 改變觸發(fā)脈沖的相位,電路整流輸出的脈沖直流電壓Ul大小也會發(fā)生變化,其值如下 三、三相全控橋式整流電路。 下圖所示為三相全控橋式整流電路的結(jié)構(gòu)和輸岀波形。 該整流電路的結(jié)構(gòu)與功能與三相橋式整流電路形似,只是將6只整流二極管換為6只晶閘管, 晶閘管的導(dǎo)通需要觸發(fā)信號,因而可控。 圖(a) 所示的三相全控橋式整流電路每相中的晶閘管在導(dǎo)通周期受到觸發(fā)信號 的作用才能導(dǎo)通,因而每個導(dǎo)通周期的導(dǎo)通時間是可控的,這樣就可以控制整流電路輸出的總能量(電流)。 三相全控橋式整流電路工作原理如上圖 (c)所示,將三相整流電路分解為三個單相的整流電路,整個三相可控整流電路的輸出為三個單相輸出電流合成的效果,釆用這種可控整流方式,可以控制整流輸出的電壓(或能量)。 |
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