不可控整流电路知识介绍书「三相不可控整流电路原理」

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变频器中的整流电路主要有不可控整流电路和可控整流电路两种。

不可控整流电路是以整流二极管或桥式整流堆作为整流器件，将交流电压变成单向脉动直流电压。常见的整流电路有半波整流、全波整流和桥式整流等。

一、单相半波整流电路。

下图为单相半波整流电路的电路结构示意图及波形图。

在电源变压器次级输出的交流电压u2为正半周期内，整流二极管正向偏置导通。电流经过整流二极管流向负载，在Rl上得到一个极性为上正下负的电压。

在U2为负半周期时，整流二极管反向偏置，电流基本上等于零。所以在负载电阻器Rl两端得到的电压也为0。相应过程及结果可由上图(c)所示波形具体表现出来。

单相半波整流电路的计算方法：

由于整流二极管的单向导电作用，使变压器次级交流电压变换成负载两端的单向脉动电压，从而实现了整流。由于这种电路只在交流电压的半个周期内才有电流流过负载，故称半波整流。

在半波整流电路中，负载上得到的脉动电压是含有直流成分的。这个直流电压S等于半波电压在一个周期内的平均值，它等于变压器次级电压有效值u2的45%,即Uo=0.45U2。

二、单相全波整流电路。

全波整流电路是在半波整流电路的基础上加以改进而得到的。它是利用具有中心抽头的变压器与两个整流二极管配合，使VD1和VD2在交流电的正半周和负半周内轮流导通, 而且二者流过Rl的电流保持同一方向，从而使正、负半周在负载上均有输出电压。

从上图所示波形可见，负载上得到的电流、电压的脉动频率为电源频率的两倍，其直流成分也是半波整流时直流成分的两倍U0=0.9U2

但是，在全波整流电路中，加在整流二极管上的反向峰值电压却增加了一倍。这是因为在正半周时VD1导通，VD2截止，此时变压器次级两个绕组的电压全部加到二极管VD2 的两端。这就是说，全波整流电路对整流二极管的要求提高了。

三、单相桥式整流电路。

下图所示为单相桥式整流电路工作原理图。

单相桥式整流电路整流过程中，四个整流二极管两两轮流导通，正负半周内都有电流流过Rl.例如，当地为正半周时，整流二极管VD1和VD3因加正向电压而导通，VD2和VD4因加反向电压而截止。电流V从变压器正端出发流经整流二极管VD1、负载电阻器Rl、整流二极管VD3,最后流入变压器负端，并在负载Rl上产生电压降u0。

反之，当u2为负半周时，整流二极管VD2、VD4因加正向电压导通，而整流二极管VD1和VD3因加反向电压而截止，电流流经VD2、Rl、VD4, 并同样在Rl上产生电压降u0.由于i1和i2流过Rl的电流方向是一致的，所以Rl上的电压u0为两者的和，因而其输出直流电压同样为U0=0.9 U2，而整流二极管反向峰值电压是全波整流电路的一半。

四、三相桥式整流电路。

下图所示为三相桥式整流电路的结构示意图。

三相桥式整流电路的工作过程可以分解成三个单相整流电路的整流过程，分别如下图（a）、（b）、（c）所示。每一相整流和输出与单相桥式整流电路的工作状态相 同，三个单相整流合成为三相整流效果，如图（d）所示。