controlled rectifier是什麼意思，controlled rectifier的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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可控整流器（Controlled Rectifier） 是一種電力電子裝置，用于将交流電（AC）轉換為直流電（DC），其核心特點在于能夠通過外部信號精确控制輸出直流電壓或電流的大小。與普通二極管整流器（不可控整流器）不同，可控整流器使用可控功率半導體器件（如晶閘管、IGBT、MOSFET）作為開關元件，通過控制這些器件在交流周期中的導通時刻（即觸發角）來調節輸出。

核心原理與工作方式

1. 關鍵器件 - 晶閘管（SCR）：最常用的可控整流器件是晶閘管（Silicon Controlled Rectifier, SCR）。它是一種三端（陽極、陰極、門極）半導體器件。其特性是：當陽極-陰極間加正向電壓時，若門極接收到一個足夠強度的正向觸發脈沖電流，則晶閘管會從關斷狀态轉變為導通狀态（即“觸發導通”）。一旦導通，門極即失去控制作用，器件會持續導通，直到陽極電流減小到某個阈值以下（稱為“維持電流”）或陽極-陰極電壓反向（或降至零）才會關斷（即“自然換向”或“強迫換向”）。
2. 相位控制（Phase Control）：這是可控整流器最經典的控制方式。通過控制施加到晶閘管門極的觸發脈沖相對于交流電源電壓過零點的延遲角度（稱為觸發角 α 或延遲角），來決定晶閘管在交流正半周（或負半周，取決于電路拓撲）的導通時刻。觸發角 α 越大，晶閘管導通的時間越晚，在一個周期内導通的時間（導通角 θ）就越小，輸出的平均直流電壓就越低。通過調節 α，即可實現輸出電壓從最大值（α=0°，相當于二極管）到最小值（理論最大 α=180°，輸出為0）的連續調節。
3. 電路拓撲：根據交流輸入相數和輸出需求，可控整流器有多種電路形式，常見的有：
   • 單相半波可控整流：最簡單的拓撲，僅使用一個晶閘管，但輸出脈動大，變壓器利用率低。
   • 單相全波可控整流（橋式）：使用兩個或四個晶閘管（全控橋）或混合使用晶閘管和二極管（半控橋或混合橋），可獲得脈動較小的全波整流輸出。
   • 三相半波可控整流：使用三個晶閘管。
   • 三相全波可控整流（橋式）：最常用的工業級拓撲，使用六個晶閘管（全控橋），輸出功率大、脈動小、效率高。

主要特點與優勢

• 輸出電壓/電流可調：這是其最核心的優勢，通過改變觸發角 α 即可平滑調節直流輸出，滿足不同負載需求。
• 能量雙向流動（全控橋）：采用全控型器件（如IGBT）的全控橋電路，在適當控制下可以實現能量的雙向流動，即不僅可以将交流整流為直流，還可以将直流逆變為交流回饋電網（此時工作在逆變狀态），這是傳統二極管和晶閘管半控橋無法實現的。
• 功率因數可控（相對）：雖然相位控制本身會導緻輸入電流滞後，降低功率因數（尤其在深控時），但采用更先進的控制策略（如PWM控制的全控器件整流器）可以顯著改善甚至控制輸入功率因數。

典型應用領域

• 直流電機調速：工業領域廣泛用于軋鋼機、礦井提升機、機車牽引、電梯等需要寬範圍、高性能調速的場合。通過調節電樞電壓實現恒轉矩調速。
• 電化學加工：電解、電鍍等工藝需要大容量、可調的直流電源。
• 高壓直流輸電（HVDC）：現代HVDC系統的換流站核心設備就是大功率可控整流器（逆變器）。
• 勵磁系統：同步發電機、同步電動機的直流勵磁電源。
• 不間斷電源（UPS）與開關電源：作為輸入級的整流充電單元。
• 感應加熱電源：提供可調的直流電源給逆變器。

引用來源

1. Wikipedia - Thyristor: 提供了晶閘管（SCR）的基本結構、工作原理和特性，是理解可控整流器核心器件的基礎。https://en.wikipedia.org/wiki/Thyristor
2. IEEE Xplore - Power Electronics Textbook: (示例代表權威教材) Mohan, Undeland, Robbins. Power Electronics: Converters, Applications, and Design. 3rd ed., Wiley, 2003. 該書第3章詳細闡述了單相和三相可控整流器的電路拓撲、工作原理、波形分析、性能計算及控制方法。https://ieeexplore.ieee.org/book/5265973 (指向IEEE電子圖書館相關資源區)
3. Rashid, M. H. Power Electronics Handbook: Butterworth-Heinemann, 2011. 第14章系統介紹了各種整流電路，包括可控整流器的相位控制原理、性能參數和設計考慮。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. 本書在讨論直流電機驅動時，深入分析了晶閘管相控整流器作為直流電源的應用、控制策略及特性。https://www.pearson.com/us/higher-education/program/Bose-Modern-Power-Electronics-and-AC-Drives/PGM33225.html

網絡擴展資料

"Controlled rectifier"（可控整流器）是一種電力電子器件，用于将交流電（AC）轉換為直流電（DC），并通過外部控制信號調節輸出。以下是詳細解釋：

定義與核心功能

• 基本作用：與普通二極管整流器不同，可控整流器可通過控制信號（如觸發脈沖）調節導通時間和輸出電壓，從而實現精準的功率控制。
• 關鍵元件：通常由晶閘管（SCR）、絕緣栅雙極晶體管（IGBT）或門極可關斷晶閘管（GTO）等可控半導體器件構成。

工作原理

1. 相位控制：通過調整控制信號的觸發相位角（如晶閘管的觸發角α），改變導通時間，從而控制輸出電壓的平均值。
   • 公式示例：單相全波整流輸出電壓 $V_{dc} = frac{V_m}{pi}(1 + cosα)$（$V_m$為交流峰值電壓，α為觸發角）。
2. PWM技術：現代可控整流器可能采用脈寬調制（PWM）技術，通過高頻開關調節輸出。

常見類型

1. 晶閘管整流器（SCR Rectifier）：適用于大功率場景，如工業電機調速。
2. IGBT整流器：高頻開關特性使其適合可再生能源系統（如太陽能逆變器）。
3. MOSFET整流器：用于低電壓、高頻率的小功率設備。

應用領域

• 電機驅動：調節直流電機轉速。
• 電源系統：為通信設備、數據中心提供穩定直流電源。
• 可再生能源：在風力和光伏發電中實現AC/DC轉換與并網控制。

優缺點

• 優點：輸出可控、效率高（通常>90%）、適應複雜負載。
• 缺點：控制電路複雜，可能引入諧波幹擾，需額外濾波。

總結來說，可控整流器是電力電子系統的核心組件，結合了整流與調控功能，廣泛應用于工業、能源和電子設備領域。

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