單相至三相整流電路的轉(zhuǎn)變

衣明源 陳通

摘要：單相整流電流在發(fā)展的初期，有很多缺點，如輸出電壓的可以調(diào)動的范圍比較小，帶動負載的能力也比較的弱，但是這些缺點在單相整流電流發(fā)展的過程中已經(jīng)被逐漸的解決，目前，單相整流電路的發(fā)展已經(jīng)比較完善，應(yīng)用的領(lǐng)域也比較廣泛，但是它仍然有自己的不足的地方，這些不足仍然需要改進。這時三相整流電路出現(xiàn)，三相整流電路的出現(xiàn)很好的解決了單相整流電路的不足，本文研究了單相至三相整流電路的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵字：單相整流電路，三相整流電路

引言：在電子電路中出現(xiàn)最早的就是整流電路，整流電路可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，目前，在工業(yè)的電子設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的一種整流電路就是三相整流電路，在日常生活中，電燈，電動機用的都是交流電，在電子電路和通信設(shè)備中用的都是直流電，從供電電網(wǎng)直接得到的是交流電，所以要使用整流電路將得到的交流電變成直流電，剛發(fā)展那會整流的形式有半波，全波，橋式，發(fā)展到后來整流的形式有三相半波，三相橋式。三相的優(yōu)點很明顯，比如發(fā)電廠發(fā)的電是三相的，主要是三相可以平衡電網(wǎng)，如果電廠發(fā)電是單相的，單相負荷會特別大，會造成電網(wǎng)不平衡。

1單相整流電路

1.1單相半波整流電路

半波整流電路是一種常見的電路，它利用了二極管的單向?qū)ㄐ?，交流電變成直流電要?jīng)過四個過程，分別是變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓，整流是利用二極管的單向?qū)ㄐ詫⒔涣麟娮兂芍绷麟?，半波整流就是由于丟掉了交流電的一半波形，所以輸出電壓也剩下大約一半，單相整流電路的電路比較簡單，使用的器件的數(shù)量和種類比較少，整流的電壓脈動比較大，變壓器利用率比較低。

1.2單相全波整流電路

單相全波整流電路使用器件的數(shù)量和種類比較多，比半波整流多一倍，但是全波整流器件能承受的反向電壓比半波整流的高。單相全波整流電路的脈動比半波整流脈動小一半，單相全波整流電路的變壓器利用率比半波整流的利用率高。

1.3單相橋式整流電路

單相橋式整流是利用二極管的單向?qū)ㄐ詫⒔涣麟娮兂芍绷麟姡菍蜗虬氩ㄕ鞯囊环N改進，半波整流的時候，在輸入的交流電是標準的正弦波時，輸出只要正弦的正半部分，橋式整流在整流的時候使用了四個二極管，兩兩進行對接，當輸入的是正弦波的正半部分時，兩只二極管導通，當輸入正弦波的負半部分的時候，另外兩只二極管導通，因為兩只管的接通是反向的，所以輸出的還是正弦波的正半部分，單相橋式整流電路使用的器件數(shù)量又是單相全波整流電路的二倍。橋式整流電路的整流電壓脈動和全波整流電路的整流電壓脈動相同，橋式整流電路的變壓器利用率比全波整流電路的利用率高。橋式整流電路中的每個器件所能承受的反向電壓為電源電壓的峰值。

2三相整流電流

2.1三相半波可控整流電流

如下圖所示。該電路的主電路是半控橋整流電路，即整流二極管和晶閘管混合的電路，控制電路是由同步信號采樣電路，移相觸發(fā)脈沖形成和觸發(fā)脈沖功放電路組成。變壓器的二次側(cè)接成星形，一次側(cè)接成三角形，三個晶閘管分別接入a，b，c三相電源，其陰極連接在一起，使用了共陰極法。

2.2三相橋式全控整流電路

三相橋式全控整流電路是從三相半波可控整流電路發(fā)展起來的，實質(zhì)上是一組共陰極與一組共陽極（三個晶閘管陰極分別接至整流變壓器星形接法的副邊三相繞組，陽極連在一起接至副邊星形的中點）的三相半波可控整流電路的串聯(lián)。

2.2.1三相橋式全控整流電路對觸發(fā)電路的要求如下：

1、共陰接法與共陽接法三相半波可控整流電路串聯(lián)而成，并且取消了公共中線。

2、三相全控橋整流電路在任何時刻都必須有兩個晶閘管同時導通，且其中一個是在共陰組，另一個必須在共陽組。

3、當它們能同時被觸通時，才能構(gòu)成負載電流導通回路。也就是說必須對共陰組與共陽組應(yīng)該導通的一對晶閘管同時送出觸發(fā)脈沖。

2.2.2電感性負載

在圖中的電路中串聯(lián)一個電感，來阻礙電流的變化，當 導通角小于六十度的時候，電流保持連續(xù)，當導通角大于六十度的時候，由于電感的存在，u2 在變?yōu)樨撝档臅r后，晶閘管不會產(chǎn)生關(guān)斷，而會繼續(xù)導通，與負載構(gòu)成回路，電感會將自身儲存的能量釋放出來，電阻會消耗電感所釋放出來的能量，電路移相是由一定范圍的，一旦超出了該范圍，電壓便不可控制，晶閘管可以承受最大的正電壓，也可承受最大的反電壓。

2.2.3電阻性負載

如圖所示，電路是由三個共陰極和三個共陽極的晶閘管組成，為了方便分析，用二極管來代替晶閘管，即導通角等于零，對于三個共陰極的晶閘管來說，那個陽級的電位最高，那個就導通，對于三個共陽極的晶閘管來說，那個陰極的電位最低，那個就導通，在任何時候，共陰極的晶閘管和共陽極的晶閘管只能各自導通一個。當導通角等于六十度時，輸出電壓的正負面積相等，判斷電流是否連續(xù)的依據(jù)是電壓等于零，電流也等于零，當導通角小于六十度的時候，電流保持連續(xù)，當導通角大于六十度的時候，電流間斷。

結(jié)論：三相整流相對于單相整流電路來說，三相整流電路的輸出電壓波動范圍更小，單相整流電路，即便是橋式整流，也會有一個電壓從0到峰值的這樣的一個變化過程。而三相整流的話，電壓不會落到0V的，所以比單相整流所產(chǎn)生的電壓波動范圍更小，也就意味著可以使用更小的濾波電容達到更好地濾波效果。單相至三相整流電路的轉(zhuǎn)變過程中，單相全波整流電路使用器件的數(shù)量和種類比較多，比半波整流多一倍，但是全波整流器件能承受的反向電壓比半波整流的高。單相全波整流電路的脈動比半波整流脈動小一半，單相全波整流電路的變壓器利用率比半波整流的利用率高，相橋式整流電路使用的器件數(shù)量又是單相全波整流電路的二倍。橋式整流電路的變壓器利用率比全波整流電路的利用率高，三相相比單相更加先進，單相至三相整流電路的轉(zhuǎn)變直接促進了電子工業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

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