整流滤波电路在供热系统中的广泛应用与实践

姜新生

（新疆油田供热公司 生产运行科，新疆 克拉玛依834000）

整流滤波电路是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流滤波电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。在克拉玛依油田供热公司的实际工作中，广泛的应用在电动机的调速中，例如在供热公司的所有的炉排调速系统中，在输煤的系统中，在鼓风、引风机的变频电路中和在自动补水的变频电路中都有实际的应用，（如昆仑等车间的FRENIC5000P11低噪声高性能多功能变，FRENIC5000G11低噪声高性能多功能变频器,FRENIC-VP低噪声高性能多功能变频器……如在前进等车间的仪表SVP2002系列，在东南等车间的SWP-805-020-12-HL-P的数字显示的仪表在S系列的变送器SBCC-1111-4/000仪表中）。在我们的供热系统的生产实践中，它起到了不可取代的作用。

1 整流电路

在我们的供热系统中广泛应用的电源电路中的整流电路主要有：半波整流电路、全波整流电路和桥式整流三种，这三种整流电路输出的单向脉动性直流电特性有所不同，半波整流电路输出的电压只有半周，所以这种单向脉动性直流电主要成分仍然是50Hz的；因为输入交流市电的频率是50Hz，半波整流电路去掉了交流电的半周，没有改变单向脉动性直流电中交流成分的频率；全波和桥式整流电路相同，用到了输入交流电压的正、负半周，使频率扩大一倍为100Hz，所以这种单向脉动性直流电的交流成分主要成分是100Hz的，这是因为整流电路将输入交流电压的一个半周转换了极性，使输出的直流脉动性电压的频率比输入交流电压提高了一倍，这一频率的提高有利于滤波电路的滤波。

在电源电路的三种整流电路中，只有全波整流电路要求电源变压器的次级线圈设有中心抽头，其他两种电路对电源变压器没有抽头要求。

图1

半波整流电路中只用一只二极管，全波整流电路中要用两只二极管，而桥式整流电路中则要用四只二极管。根据上述两个特点，可以方便地分辨出三种整流电路的类型。

图2 全波整流电路

在半波整流电路中，当整流二极管截止时，交流电压峰值全部加到二极管两端。对于全波整流电路而言也是这样，当一只二极管导通时，另一只二极管截止，承受全部交流峰值电压。所以对这两种整流电路，要求电路的整流二极管其承受反向峰值电压的能力较高；而在我供热公司的实际应用中桥式整流电路使用率是最高的。因为这种电路，是两只二极管导通，另两只二极管截止，串联起来承受反向峰值电压，在每只二极管两端只有反向峰值电压一半，故这一电路中，整流二极管承受反向峰值电压的能力要求较低，不易因电压波动而击穿整流二极。所以故障率低，使用平稳。

图3 单相桥式整流电路

等经过整流后的电压依然有交流电的成分，要想达到平稳的直流电还需要对整流后的电路进行滤波。滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作。滤波电路作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，滤波器通常接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。以达到各使用设备安全平稳的工作。

2 滤波电路

滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。常用的结构如图4所示。

图4

常用的滤波电路元件（电阻、电容、电感）组成，则称为无源滤波电路。无源滤波的主要形式有电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)。无源滤波电路的结构简单，易于设计。

滤波电容，并联在整流电源电路输出端，用以降低交流脉动波纹系数、滤波电容不仅使电源直流输出平稳，降低了交变脉动波纹对电子电路的影响，同时还可吸收电子电路工作过程中产生的电流波动和经由交流电源串入的干扰，使得电子电路的工作性能更加稳定。滤波电容在电路中的符号一般用“C”表示。在50赫兹市电的整流电路中，为了获得好的滤波效果，选择的滤波电容的电容量都比较大，最常用的为数百至数千微法的电解电容。

滤波电感，当流过电感的电流变化时，电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。滤波电感在电路中的符号一般用“L”表示。当通过电感线圈的电流增大时，电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反，阻止电流的增加，同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中；当通过电感线圈的电流减小时，自感电动势与电流方向相同，阻止电流的减小，同时释放出存储的能量，以补偿电流的减小。

由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L，当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量存储起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用，最终得到平稳的电压。

3 常见故障分析与处理

但在我们实际的工作中，由于我们的供热作业环境的多样性，有一些地方的电器电路因环境而导致的故障也不少。如电路板因环境因素腐蚀电路板而出现电路短路和断路故障不时发生以及整流二极管击穿；变压器次级线圈因负荷过重而短路。

电源无输出：当电源在有负载情况下，测量不出各输出端的直流电压时即认为电源无输出。这时应先打开电源检查保险丝，通过保险丝熔断情况来分析故障范围。当电源在有负载情况下，测量不出各输出端的直流电压时即认为电源无输出。这时应先打开电源检查保险丝，通过保险丝熔断情况来分析故障范围。保险丝熔断并发黑，说明有严重短路现象，应重点检查整流滤波电路交流滤波电容因交流浪涌电压击穿而短路，交流主回路桥式整流电路中某个二极管击穿。所以可选择耐压更高的二极管进行更换.：保险丝熔断但不发黑说明不是短路引起保险丝熔断，一般是负载的负荷太重，电流较大的原因所致，这时可以断开负载，先检查整流滤波电源，如正常，再去修理负载的负荷太重的缘由。

电源有输出：但电压低，一般是负载电路的故障，可以使用段开法来找出故障点。

掌握整流滤波电路的分析和维修，对于供热系统有着举足轻重的重要作用，可以在供热运行中有效的预防设备故障发生，故障的发生率，使得故障及时有效的排出，以保证供热设备安全平稳的运行。

［1］三相桥式全控整流电路谐波和功率因数分析[J].能源技术与管理，2011（1）.

［2］电工学：下册[M].水利电力出版社，1978，6.

［3］职业技能丛书：维修电工[M].2002，1.