1　引言(yan)

整流（Rectifier）尤其是(shi)單相橋式可控整流電路是(shi)技術中為重要(yao)，也是(shi)(shi)應用(yong)得為廣(guang)泛的電路，不僅應用(yong)于一般(ban)工(gong)業，也廣(guang)泛應用(yong)于交通(tong)運輸、電力(li)(li)系(xi)統、通(tong)信系(xi)統、能源系(xi)統等其他(ta)領(ling)域。因此(ci)對單相橋式可控整流電路的相關參數和不同性質負載的工(gong)作情(qing)況進行對比分析與(yu)研究具有很(hen)強(qiang)的現實(shi)意義(yi)，不僅是(shi)(shi)電力(li)(li)電路理論學習的重要一環，而且對工程實踐的實際應用具有預測和指導作用。

2　單相橋式(shi)半(ban)控整流電路(lu)

圖1中VT1和VT2為觸(chu)發(fa)脈沖相(xiang)位互差180?的晶閘管，VD1和VD2為整流，由這四個器(qi)件組(zu)成單相橋(qiao)式半控整流電(dian)路。R和L為負載，若假(jia)定電感L足夠大(da)，即ωL≥R，由于電感中不能突變，可以(yi)認(ren)為負載(zai)電流在(zai)整(zheng)個穩態工(gong)作(zuo)過程(cheng)中保持(chi)恒值。由(you)于橋式結構(gou)的特點，只(zhi)要(yao)晶閘(zha)管導通，負載(zai)總是加上正向，而負載電流總是單方向流動，因此橋式半控整流電路只能工作在靠前象限，因為ωL≥R，所以不論控制角α為何值，負載電流id的變化很小。





圖1 單相橋式半控整流電路原理

在u2正半周，觸發角α處給晶閘管VT1施加觸發脈沖，u2經VT1和VD4向負載供電。u2過零變負時，因電感作用電流不再流經二次繞組，而是由VT1和VD2續流。此階段若忽略器件的通態壓降則負載壓降ud不會出現負的情況。在u2負半周觸發角α時刻，VT2與VD3觸發導通，同時向VT1施加反向電壓并使之關斷，u2經VT2和VD3向負載供電。u2過零變正時，VD4導通，VD3關斷。VT1和VD4續流，負載壓降ud又變為零。

根據上述分析，可求出輸出負載電壓平均值為：


（1）

α角的移相范圍為180°。輸出電流的平均值為:


（2）

流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：


（3）

流過晶閘管的電流有效值：


（4）

單相橋式半控整流電路的模型如圖2所示。





圖2 單相橋式半控整流電路的仿真模型

（1）帶純電阻(zu)性負(fu)載情況

相應的參數設置：① 交流電壓源參數U=100V，f=50Hz；② 晶閘管參數Rn=0.001Ω，Lon=0H，Vf=0.8V，Rs=10Ω，Cs=250e-6F；③ 負載參數R=10Ω，L=0H，C=inf；④ 脈沖發生器觸發信號1、2的振幅為5V，周期為0.02s（即頻率為50Hz），脈沖寬度為2。

設置觸發信號1的初相位為0s（即0?），觸發信號2的初相位為0.01s（即180?），此時的仿真結果如圖3（a）所示；設置觸發信號1的初相位為0.0025s（即45?），觸發信號2的初相位為0.0125s（即225?），此時的仿真結果如圖3（b）所示。