可控檢波器與有源逆變器本章主要內(nèi)容檢波器的結(jié)構(gòu)方式、工作原理，剖析檢波器的工作波形，檢波器各參數(shù)的物理關(guān)系和設(shè)計(jì)方式;檢波器工作在逆變狀態(tài)時(shí)的工作原理、工作波形。變壓器漏抗對(duì)檢波器的影響、整流器帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的機(jī)械特點(diǎn)、觸發(fā)電路等內(nèi)容。2.1可控檢波器的交流側(cè)接有工頻交流電源，輸出的直流電流平均值U可以從正的最大值到負(fù)的最大值連續(xù)可控，但可控檢波器的直流電壓i為正值，處于檢波運(yùn)行狀態(tài)，能量從交流側(cè)輸向直流側(cè)，此時(shí)電路叫做檢波器。在第四靈限變負(fù)，處于逆變運(yùn)行狀態(tài)，能量是從直流側(cè)輸向交流側(cè)，此時(shí)電路也稱逆變工頻可控檢波器2.2三相半波可控檢波器2.2.1內(nèi)阻性負(fù)載在實(shí)際應(yīng)用中，個(gè)別負(fù)載基本上是阻值性的電流與電壓的比值怎么算，如內(nèi)阻加熱爐、電解和鍍鎳等。內(nèi)阻性負(fù)載的特征是電流與電壓成反比，波形相同但是同相位，電壓可以突變。首先假定以下幾點(diǎn)：(1)開關(guān)器件是理想的，即開關(guān)器件(二極管)導(dǎo)通時(shí)，通態(tài)壓降為零，關(guān)斷時(shí)內(nèi)阻為無窮大；(2)變壓器是理想的，即變壓器漏抗為零，定子的內(nèi)阻為零、勵(lì)磁電變壓器T起變換電流和隔離的作用，在電源電流正半波，二極管承受正向電流，在ωt=α處觸發(fā)二極管，二極管開始導(dǎo)通；負(fù)載上的電流等于變壓器輸出電流u。
在ωt=π時(shí)刻，電源電流過零，二極管電壓大于維持電壓而關(guān)斷，負(fù)載電壓為零。在電源電流負(fù)半波，uAK＜0，二極管承受反向電流而處于關(guān)斷狀態(tài)，負(fù)載電壓為零，負(fù)載上沒有輸出電流，直至電源電流u的下一周期，直流輸出電流u通過改變觸發(fā)角α的大小，直流輸出電流u的波形發(fā)生變化，負(fù)載上的輸出電流平均值發(fā)生變化，即便α=180時(shí)，U為極性不變但瞬時(shí)值變化的脈動(dòng)直流，故稱“半波”整流。觸發(fā)角α稱作觸發(fā)延后角或控制角，是指二極管從承受正向電流開始到導(dǎo)通時(shí)止之間的電角度。導(dǎo)通角θ，是指二極管在一周期內(nèi)處于通態(tài)的電角度。出現(xiàn)的時(shí)刻，即改變控制角α的大小。的聯(lián)通范圍，它決定了輸出電流的變化范圍。三相半波可控檢波器阻值性負(fù)載時(shí)的自激范圍是0～180。三相半波可控檢波器中，負(fù)載、晶閘管和變壓器二次側(cè)流過相同的電壓，故其有效值相等，檢波器功率質(zhì)數(shù)是變壓器二次側(cè)有功功率與視在功率的比值二極管承受的最大正反向電流Um由圖2-2(f)可以看出二極管承受的最大正反向電流Um是相電流峰值。〖例2-1〗如圖所示三相半波可控檢波器，內(nèi)阻性負(fù)載，電源電流U為220V，要求的直流輸出電流為50V，直流輸出平均電壓為取2倍安全裕量，二極管的額定電壓為：（5）變流器承受的最高電流：考慮(2~3)倍安全裕量，二極管的額定電流為依據(jù)估算結(jié)果可以選定滿足要求的二極管。
56T(AV)32.2.2電感性負(fù)載工作原理電感性負(fù)載一般是馬達(dá)的電樞線圈和負(fù)載串聯(lián)檢波器等。當(dāng)流過電感的電壓變化時(shí)，電感兩端形成感應(yīng)電勢(shì)，感應(yīng)電勢(shì)對(duì)負(fù)載電壓的變化有制止作用，促使負(fù)載電壓不能突變。當(dāng)電壓減小時(shí)，電感吸收能量?jī)?chǔ)能，電感的感應(yīng)電勢(shì)制止電壓減小；當(dāng)電壓降低時(shí)，電感釋放出能量，感應(yīng)電勢(shì)制止電壓的減少，輸出電流、電流有相位差。在ωt=0到α期間，二極管陽極和陰極之間的電流uAK小于零，但二極管門極沒有觸發(fā)訊號(hào)，二極管處于正向關(guān)斷狀態(tài)，輸出電流、電流都等于零。在ωt=α?xí)r，門極有觸發(fā)訊號(hào)，二極管被觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載電流u過零，因?yàn)橛须姼须妱?shì)的存在，二極管的電流uAK仍小于零，二極管會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通，電感的儲(chǔ)能全部釋放完后，二極管在u反壓作用下而截至。直至下一個(gè)周期的正半周。的波形可以看出，因?yàn)殡姼胸?fù)載的存在，電源電流由正到負(fù)過零點(diǎn)也不會(huì)關(guān)斷，輸出電流出現(xiàn)了負(fù)波形，輸出電流和電壓的平均值降低；當(dāng)大電感負(fù)載時(shí)輸出電流正負(fù)面積趨向相等，輸出電流平均值趨向零，則id也很小。所以，實(shí)際的大感電路中電流與電壓的比值怎么算，經(jīng)常在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流晶閘管。2.2.3電感性負(fù)載加續(xù)流晶閘管＞0，二極管電流uAKωt=α處觸發(fā)二極管導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電流和電壓，續(xù)流晶閘管VDR承受反向電流而處于斷＜0，通過續(xù)流晶閘管VDRDR承受正向電流導(dǎo)通續(xù)流，負(fù)載兩端的電流僅為續(xù)流晶閘管的管壓降。
假如電感足夠大，續(xù)流晶閘管仍然導(dǎo)通到下一周期二極管導(dǎo)通，由以上剖析可以看出，電感性負(fù)載加續(xù)流晶閘管后，輸出電流波形與內(nèi)阻性負(fù)載波形相同，續(xù)流晶閘管可以起到增強(qiáng)輸出電流的作用。在大電感負(fù)載時(shí)負(fù)載電壓波形連續(xù)且近似一條直線，流過二極管的電壓波形和流過續(xù)流二極管的電壓波形是圓形波。對(duì)于電感性負(fù)載加續(xù)流晶閘管的三相半波可控檢波器混頻范圍與三相半波可控檢波器阻值性負(fù)載相同為0～180，且有α+θ=180。三相半波可控檢波器圖和工作波形(電感性負(fù)載加續(xù)流晶閘管)二極管的電壓平均值IdT與二極管的電壓有效值I二極管的電壓平均值IdT二極管的電壓有效值I續(xù)流晶閘管的電壓平均值IdDR與續(xù)流晶閘管的電壓有效值IDR二極管和續(xù)流晶閘管承受的最大正反向電流變流器和續(xù)流晶閘管承受的最大正反向電流均為電源電流的峰值。三相半波可控檢波器的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，調(diào)整便捷，容易實(shí)現(xiàn)。但檢波電流脈動(dòng)大，每周期脈動(dòng)一次。變壓器二次側(cè)流過單方向的電壓，存在直流磁化、利用率低的問題，為使變壓器不飽和，必須減小鐵心截面，這樣就造成設(shè)備容量減小。2.3三相橋式全控檢波器2.3.1內(nèi)阻性負(fù)載承受正向電流。假定四個(gè)二極管的漏內(nèi)阻相等，則在0～α區(qū)間因?yàn)樗膫€(gè)二極管都不導(dǎo)通，AK1，4=1/2b流通，此時(shí)負(fù)載上輸出電流u。
電源電流反向施加到二極管VT上，處于關(guān)斷狀態(tài)，到ωt=π時(shí)，因電源電流過零，二極管VT承受正向電流，在π～π+α區(qū)間，uAK2，3=1/2，器件導(dǎo)通，電壓沿bVTa流通，電源電流沿正半周期的方向施加到負(fù)載內(nèi)阻上，負(fù)載上有輸出電流u。此時(shí)電源電流反向施加到二極管VT上，使其處于關(guān)斷狀態(tài)。到ωt=2π，電源電流再度過零，VT三相橋式檢波器阻值性負(fù)載時(shí)的混頻范圍是0～180。α=0時(shí)，輸出電流最高；α=180時(shí)，輸出電流最小。二極管承受最大反向電流Um是相電流峰值，二極管承受最大正向電流是。負(fù)載上正負(fù)兩個(gè)半波內(nèi)均有相同方向的電壓流過，因而使直流輸出電流、電流的脈動(dòng)程度較前述三相半波得到了改善。變壓器二次定子在正、負(fù)半周內(nèi)均有大小相等、方向相反的電壓流過，因而改善了變壓器的工作狀態(tài)并提升了變壓器的有效借助率。二極管的電壓平均值IdT與二極管電壓有效值I