controlled rectifier是什么意思，controlled rectifier的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

可控整流器（Controlled Rectifier） 是一种电力电子装置，用于将交流电（AC）转换为直流电（DC），其核心特点在于能够通过外部信号精确控制输出直流电压或电流的大小。与普通二极管整流器（不可控整流器）不同，可控整流器使用可控功率半导体器件（如晶闸管、IGBT、MOSFET）作为开关元件，通过控制这些器件在交流周期中的导通时刻（即触发角）来调节输出。

核心原理与工作方式

1. 关键器件 - 晶闸管（SCR）：最常用的可控整流器件是晶闸管（Silicon Controlled Rectifier, SCR）。它是一种三端（阳极、阴极、门极）半导体器件。其特性是：当阳极-阴极间加正向电压时，若门极接收到一个足够强度的正向触发脉冲电流，则晶闸管会从关断状态转变为导通状态（即“触发导通”）。一旦导通，门极即失去控制作用，器件会持续导通，直到阳极电流减小到某个阈值以下（称为“维持电流”）或阳极-阴极电压反向（或降至零）才会关断（即“自然换向”或“强迫换向”）。
2. 相位控制（Phase Control）：这是可控整流器最经典的控制方式。通过控制施加到晶闸管门极的触发脉冲相对于交流电源电压过零点的延迟角度（称为触发角 α 或延迟角），来决定晶闸管在交流正半周（或负半周，取决于电路拓扑）的导通时刻。触发角 α 越大，晶闸管导通的时间越晚，在一个周期内导通的时间（导通角 θ）就越小，输出的平均直流电压就越低。通过调节 α，即可实现输出电压从最大值（α=0°，相当于二极管）到最小值（理论最大 α=180°，输出为0）的连续调节。
3. 电路拓扑：根据交流输入相数和输出需求，可控整流器有多种电路形式，常见的有：
   • 单相半波可控整流：最简单的拓扑，仅使用一个晶闸管，但输出脉动大，变压器利用率低。
   • 单相全波可控整流（桥式）：使用两个或四个晶闸管（全控桥）或混合使用晶闸管和二极管（半控桥或混合桥），可获得脉动较小的全波整流输出。
   • 三相半波可控整流：使用三个晶闸管。
   • 三相全波可控整流（桥式）：最常用的工业级拓扑，使用六个晶闸管（全控桥），输出功率大、脉动小、效率高。

主要特点与优势

• 输出电压/电流可调：这是其最核心的优势，通过改变触发角 α 即可平滑调节直流输出，满足不同负载需求。
• 能量双向流动（全控桥）：采用全控型器件（如IGBT）的全控桥电路，在适当控制下可以实现能量的双向流动，即不仅可以将交流整流为直流，还可以将直流逆变为交流回馈电网（此时工作在逆变状态），这是传统二极管和晶闸管半控桥无法实现的。
• 功率因数可控（相对）：虽然相位控制本身会导致输入电流滞后，降低功率因数（尤其在深控时），但采用更先进的控制策略（如PWM控制的全控器件整流器）可以显著改善甚至控制输入功率因数。

典型应用领域

• 直流电机调速：工业领域广泛用于轧钢机、矿井提升机、机车牵引、电梯等需要宽范围、高性能调速的场合。通过调节电枢电压实现恒转矩调速。
• 电化学加工：电解、电镀等工艺需要大容量、可调的直流电源。
• 高压直流输电（HVDC）：现代HVDC系统的换流站核心设备就是大功率可控整流器（逆变器）。
• 励磁系统：同步发电机、同步电动机的直流励磁电源。
• 不间断电源（UPS）与开关电源：作为输入级的整流充电单元。
• 感应加热电源：提供可调的直流电源给逆变器。

引用来源

1. Wikipedia - Thyristor: 提供了晶闸管（SCR）的基本结构、工作原理和特性，是理解可控整流器核心器件的基础。https://en.wikipedia.org/wiki/Thyristor
2. IEEE Xplore - Power Electronics Textbook: (示例代表权威教材) Mohan, Undeland, Robbins. Power Electronics: Converters, Applications, and Design. 3rd ed., Wiley, 2003. 该书第3章详细阐述了单相和三相可控整流器的电路拓扑、工作原理、波形分析、性能计算及控制方法。https://ieeexplore.ieee.org/book/5265973 (指向IEEE电子图书馆相关资源区)
3. Rashid, M. H. Power Electronics Handbook: Butterworth-Heinemann, 2011. 第14章系统介绍了各种整流电路，包括可控整流器的相位控制原理、性能参数和设计考虑。https://www.elsevier.com/books/power-electronics-handbook/rashid/978-0-12-382036-5
4. Bose, B. K. Modern Power Electronics and AC Drives: Prentice Hall, 2002. 本书在讨论直流电机驱动时，深入分析了晶闸管相控整流器作为直流电源的应用、控制策略及特性。https://www.pearson.com/us/higher-education/program/Bose-Modern-Power-Electronics-and-AC-Drives/PGM33225.html

网络扩展资料

"Controlled rectifier"（可控整流器）是一种电力电子器件，用于将交流电（AC）转换为直流电（DC），并通过外部控制信号调节输出。以下是详细解释：

定义与核心功能

• 基本作用：与普通二极管整流器不同，可控整流器可通过控制信号（如触发脉冲）调节导通时间和输出电压，从而实现精准的功率控制。
• 关键元件：通常由晶闸管（SCR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）或门极可关断晶闸管（GTO）等可控半导体器件构成。

工作原理

1. 相位控制：通过调整控制信号的触发相位角（如晶闸管的触发角α），改变导通时间，从而控制输出电压的平均值。
   • 公式示例：单相全波整流输出电压 $V_{dc} = frac{V_m}{pi}(1 + cosα)$（$V_m$为交流峰值电压，α为触发角）。
2. PWM技术：现代可控整流器可能采用脉宽调制（PWM）技术，通过高频开关调节输出。

常见类型

1. 晶闸管整流器（SCR Rectifier）：适用于大功率场景，如工业电机调速。
2. IGBT整流器：高频开关特性使其适合可再生能源系统（如太阳能逆变器）。
3. MOSFET整流器：用于低电压、高频率的小功率设备。

应用领域

• 电机驱动：调节直流电机转速。
• 电源系统：为通信设备、数据中心提供稳定直流电源。
• 可再生能源：在风力和光伏发电中实现AC/DC转换与并网控制。

优缺点

• 优点：输出可控、效率高（通常>90%）、适应复杂负载。
• 缺点：控制电路复杂，可能引入谐波干扰，需额外滤波。

总结来说，可控整流器是电力电子系统的核心组件，结合了整流与调控功能，广泛应用于工业、能源和电子设备领域。

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