整流電路(rectifyingcircuit)把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。
它在直流電動機的調(diào)速、發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。
20世紀(jì)70年代以后,主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負(fù)載之間,用于濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。
變壓器的作用是實現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。
一、按組成器件
可分為不可控電路、半控電路、全控電路三種。
整流二極管:
1)不可控整流電路完全由不可控二極管組成,電路結(jié)構(gòu)一定之后其直流整流電壓和交流電源電壓值的比是固定不變的。
2)半控整流電路由可控元件和二極管混合組成,在這種電路中,負(fù)載電源極性不能改變,但平均值可以調(diào)節(jié)。
3)在全控整流電路中,所有的整流元件都是可控的(SCR、GTR、GTO等),其輸出直流電壓的平均值及極性可以通過控制元件的導(dǎo)通狀況而得到調(diào)節(jié),在這種電路中,功率既可以由電源向負(fù)載傳送,也可以由負(fù)載反饋給電源,即所謂的有源逆變。
二、按電路結(jié)構(gòu)
可分為零式電路和橋式電路。
1)零式電路指帶零點或中性點的電路,又稱半波電路。它的特點所有整流元件的陰極(或陽極)都接到一個公共接點,向直流負(fù)載供電,負(fù)載的另一根線接到交流電源的零點。
2)橋式電路實際上是由兩個半波電路串聯(lián)而成,故又稱全波電路。
三相橋式全控電路
三、按電網(wǎng)交流輸入相數(shù)
分為單相電路、三相電路和多相電路
1)對于小功率整流器常采用單相供電;單相整流電路分為半波整流,全波整流,橋式整流及倍壓整流電路等。
2)三相整流電路是交流測由三相電源供電,負(fù)載容量較大,或要求直流電壓脈動較小,容易濾波。三相可控整流電路有三相半波可控整流電路,三相半控橋式整流電路,三相全控橋式整流電路。因為三相整流裝置三相是平衡的,輸出的直流電壓和電流脈動小,對電網(wǎng)影響小,且控制滯后時間短,采用三相全控橋式整流電路時,輸出電壓交變分量的最低頻率是電網(wǎng)頻率的6倍,交流分量與直流分量之比也較小,因此濾波器的電感量比同容量的單相或三相半波電路小得多。另外,晶閘管的額定電壓值也較低。因此,這種電路適用于大功率變流裝置。
3)多相整流電路,隨著整流電路的功率進(jìn)一步增大(如軋鋼電動機,功率達(dá)數(shù)兆瓦),為了減輕對電網(wǎng)的干擾,特別是減輕整流電路高次諧波對電網(wǎng)的影響,可采用十二相、十八相、二十四相,乃至三十六相的多相整流電路。采用多相整流電路能改善功率因數(shù),提高脈動頻率,使變壓器初級電流的波形更接近正弦波,從而顯著減少諧波的影響。理論上,隨著相數(shù)的增加,可進(jìn)一步削弱諧波的影響。多相整流常用在大功率整流領(lǐng)域,最常用的有雙反星中性點帶平衡電抗器接法和三相橋式接法。
四、按電流方向
方向是單向或雙向,又分為單拍電路和雙拍電路。其中所有半波整流電路都是單拍電路,所有全波整流電路都是雙拍電路。
五、按控制方式
可分為相控式電路和斬波式電路(斬波器)
1)通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式,簡稱相控方式。
2)斬波器就是利用晶閘管和自關(guān)斷器件來實現(xiàn)通斷控制,將直流電源電壓斷續(xù)加到負(fù)載上,通過通、斷的時間變化來改變負(fù)載電壓平均值,亦稱直流-直流變換器。它具有效率高、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于直流牽引的變速拖動中,如城市電車、地鐵、蓄點池車等。斬波器一般分降壓斬波器,升壓斬波器和復(fù)合斬波器三種。
六、按引出方式
分中點引出整流電路,橋式整流電路,帶平衡電抗器整流電路,環(huán)形整流電路,十二相整流電路
1)中點引出整流電路分:單脈波(單相半波),兩脈波(單相全波),三脈波(三相半波),六脈波(六相半波)
2)橋式整流電路分:兩脈波(單相)橋式,六脈波(三相)橋式
3)帶平衡電抗器整流電路分:一次星形聯(lián)結(jié)的六脈波帶平衡電抗器電路(即雙反星帶平衡電抗器電路),一次角形聯(lián)結(jié)的六脈波帶平衡電抗器電路
4)十二相整流電路分:二次星、三角聯(lián)結(jié),橋式并聯(lián)(帶6f平衡電抗器)單機組十二脈波整流電路;二次星、三角聯(lián)結(jié),橋式串聯(lián)十二脈波整流電路;橋式并聯(lián)等值十二脈波整流電路;雙反星形帶平衡電抗器等值十二脈波整流電路。
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