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最详尽对比分析:三相整流电路和单相整流电路知识详解

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2018-09-11 19:00

  电灯、电动机要用交流电,而电子电路和通信设备都需要直流供电。交流电可以从供电电网直接得到,而得到直流供电最经济简便的方法是将电网供给的交流电变换为直流电。

  将交流电变换为直流电的过程叫做整流,进行整流的设备叫做整流器,整流器是利用半导体二极管的单向导电性来将交流变换为直流的。

  常用的整流形式有半波、全波、桥式与三相半波和三相桥式等几种。单相的整流电路,很多人都比较熟悉,但三相就不一定就熟悉。

  第二图,是单相整流桥堆,注意看看,脚数不一样,脚的定义也不一样。中间两脚是交流输入端,两侧是直流正负输出端。

  下图是单相半波整流电路,图中T为电源变压器,它把交流电压U1变为适当数值的电压U2。VD为晶体整流二极管,R为负载电阻。假设在交流电正半周时,变压器副绕组的上端电压为正,下端电压为负,使二极管承受正向电压而导通,电流经二极管VD流过负载R。

  到了交流电的负半周,二极管D承受反向电压而截止,负载上可以认为没有电流,因此,尽管变压器副边电压U2是交变的,由于二极管VD的单向导电性,流过负载的电流和负载两端的电压都是单方向的。

  图中,下面是半波整流电路的波形图。这种电路因加在负载上的电压只有电源电压的半个波,故称为半波整流电路。

  单相半波整流电路具有电路简单的优点,但是它的直流输出电压低,脉动程度大,整流效率也很低,只适用于对直流电压平滑程度要求不高的小功率整流场合

  下图右图是单相全波整流电路及波形图,中T是副绕组带中心抽头的电源变压器。在交流电正半周内,若电压U2a为正,则U2b为负,变压器副绕组加于二极管VD1两端的电压为正向,VD1导通,加于VD2两端的电压为反向,VD2截止。这时电流自a点经VD1通过负载Rfx而返向o点。

  由此可见,当电源电压交变周时,两只二极管交替地各自导通半周,从而使负载得到单方向的全波脉动电流和全波脉动电压。

  单相全波整流电路与半波整流相比,具有输出电压高、电流大、脉动度小等优点。但变压器必须带中心抽头,变压器利用率仍然不高,二极管所承受的反向电压也大。

  单相整流电路的输出功率一般不超过几千瓦,如果要求输出功率较大,就需要用到三相整流电路。

  单相桥式整流电路如图所示。电路中4只二极管接成电桥形式,所以称为桥式整流电路。在输入交流电压正半周,即A端正,B端负时,二极管VD2、VD4正向导通,VD3、VDl反向截止,流过负载R的电流方向为由上至下。在交流电压负半周,A端为负、B端为正时,二极管VD3、VD1正向导通,VD2、VD4反向截止,流过负载Rfx的电流方向仍为由上至下。这样,在交流输入电压U2的正负半周,都有同一方向上正下负的电流流过Rfx,在负载上得到全波脉动直流电压,

  与单相全波整流电路相比,单相桥式整流电路的优点是变压器无需中心抽头,变压器利用率较高,而且整流二极管的反向电压降低一半,因此它获得了广泛应用

  在实际当中都是使用三相桥式整流电路,三相桥式整流电路由于具有输出功率大,输出电压脉动小、变压器利用率高等优点,在电气设备中被广泛采用。三相桥式整流电路用的变压器初级接成三角形,次级接成星形。

  次级的相电压按正弦规律变化,互相间相位相差120°。由于二极管在正向电压偏置下导通,而且连接在一起的几个二极管中,导通前PN结上承受正向电压较大的二极管总是优先导通。也就是说,在某一时间内,只有正极电压最高或负极电压最低的管子才导通。依据这一原则,VD1与VD4、VD1与VD6、VD3与VD6、VD3与VD2、VD5与VD2、VDS与VD4相继串联导通,在负载上获得脉动直流电压Ub。其波形在同一个周期内出现6个波头,电压波形较平滑,脉动较小,如图所示

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