1、项目一 晶闸管可控整流电路 1.电阻性负载（1）电路原理图几个名词术语和概念：控制角（触发角）：从规定的时刻起到产生触发脉冲 时刻所对应的电角度。导通角：在交流电源的一个周期内晶闸管导通时间所对应 的电角度。一、单相半波相控整流电路单相可控整流电路单相可控整流电路 移相：改变触发脉冲出现的时刻。移相范围：改变控制角，使输出电压平均值从最大值降到最小值，对应的变化范围。同步：使触发脉冲与电源电压在频率和相位上要协调配合，这种相互协调配合的关系。(2)工作原理及波形图（3 3）电量计算）电量计算输出的直流电压平均值和有效值 2211co s2sin()0.4 522dUUtdtU222112sin
2、sin 2242UUtdtU直流输出电流平均值和有效值21cos0.452ddUUIRR21sin 242UUIRR变压器二次侧电流有效值221sin 242TUIIR晶闸管承受的最大正反向电压为 22U2.2.电感性负载电感性负载 和电阻性负载的区别就在于：电感的存在，延缓了VT的关断，使ud出现负的部分。（1）电路原理图 右图（a）所示（2）工作原理及波形图直流输出电压平均值（3）电量计算2212sin()22co sco s()2UUtdtUd小结：单相半波相控整流电路的优缺点小结：单相半波相控整流电路的优缺点优点：线路简单，成本低。缺点：是输出脉动大；变压器二次侧含有直流成分电流，使变
3、压器铁芯直流磁化。二、单相全控桥式相控整流电路二、单相全控桥式相控整流电路 1.1.电阻性负载电阻性负载（1）电路原理图（2）工作原理及波形图u2正半周时：0时间段：VT1、4虽然承受正向电压，但没有施加触发脉冲，仍然处于正向阻断状态；VT2、3受反压截止，ud=0。时刻，VT1、4的触发脉冲到来，VT1、4导通，电流沿回路1流动。此时ud=u2。直至，时刻（u2过零点），VT1、4受零压而关断。u2负半周时负半周时：VT1、4受反压截止。+：VT2、3虽然承受正向 电压，但没有施加触发脉冲，仍然处于正向阻断状态；，ud=0。+时刻时刻，VT2、3的触发脉冲到 来，VT2、3导通，电流沿回路2
4、流动。此时ud=u2。直至，2时刻（时刻（u2过零点），VT2、3受零压而关断。波形图如右图所示。（3 3）电量计算）电量计算直流输出电压平均值222211cos2sin()(1cos)0.92dUUUtdtU直流输出电流平均值和有效值22221cos1cos0.922ddUUUIRRR222211(sin)d()sin 22UUIttRR流过每个晶闸管的电流平均值和有效值211cos0.4522dTdUIIR222211(sin)()sin 2222TUUItdtRR变压器二次绕组电流有效值221sin 22UIIR晶闸管承受的最大反向电压晶闸管承受的最大反向电压22 U2.电感性负载（1）
5、电路原理图（2 2）工作原理及波形图）工作原理及波形图 由于在电流发生变化的时候电感中会产生感应电动势阻碍电流的变化，使得电流缓慢的发生变化。同时，电感中产生的上负下正的感应电动势使得正在导通的晶闸管在u2=0时不会关断，继续保持导通状态,只有电流为零时才关断；如果电感足够大，电感中储存的能量完全可以维持到下一组脉冲到来。使得负载上的电压、电流波形连续。（3）主要数量关系 直流输出电压平均值直流输出电压平均值212sin()dUUtdt20.9cosU直流输出电流平均值和有效值ddUIR21()ddII dtI晶闸管的电流平均值和有效值12dV TdII211()22V TddII dtI变压
6、器二次绕组电流有效值221()ddII dtI晶闸管承受的最大正、反向电压22U3.反电动势性负载反电动势性负载（1）电路原理图电路原理图如右图（a）所示（2）工作原理及波形图l 当u2E时，晶闸管触发导通。l 控制角应大于停止导电角。当晶闸管VT1、VT4被触发导通后，忽略管子的管压降，负载两端的电压为电源电压u2；当晶闸管VT2、VT3被触发导通后，忽略管子的管压降，负载两端的电压为负的电源电压；l 当u2E时，晶闸管关断。停止导电角停止导电角2arcsin2EU（3）主要数量关系直流输出电压平均值21(2sin)()0.452(coscos)dUEUtE dtUE直流输出电流平均值212
7、(coscos)ddUEIUERR例2.1 单相桥式相控整流电路，U2=220V，=/3。电阻性负载，R=10；电感性负载，R=10，L值极大。根据上述情况，计算直流输出电压Ud、电流Id、变压器二次侧电流有效值I2。解：（解：（1）电阻性负载）电阻性负载21cos1cos30.90.9220148.522dUUV148.514.8510ddUIAR221220123sin 2sin19.7321023UIAR（2）电感性负载20.9cos0.9220 cos993dUUV999.910ddUIAR29.9dIIA 三相可控整流电路三相可控整流电路一、三相半波相控整流电路 1.电阻性负载（1）
8、电路原理图（2）工作原理及波形图的起算点：自然换流点。整流变压器接法为/Y接法，其中的是消除3次谐波电流，Y为得到中线。三相相电压正半周的交点即为的起算点。当=0时，应该在t=30，150，270时分别给VT1、VT2、VT3施加触发脉冲，其负载两端的电压波形为三相相电压正半周的包络线。右图为=30时的波形图。30时，每个晶闸管的导通角为120。当30150时,每个晶闸管的导通角为150-。（3）主要数量关系 30时，整流输出电压平均值5622261362sin()cos1.17cos223dUUtdtUU当300，UdEddUEIR(2)电路工作于逆变状态，下放重物 在/2 ，E、Ud同时反
9、向，EUdddEUIR电动机的能量回馈电网。有源逆变的条件：u外部条件：有直流电动势的存在，并且极性和晶闸管导通 方向一致，其值大于直流侧的平均电压。u内部条件：控制角/2，使Ud0。u充分条件：直流回路有大电感，以保证逆变连续进行。半控桥和接有续流二极管的电路不能实现有源逆变。二、三相桥式相控有源逆变电路二、三相桥式相控有源逆变电路 定义逆变角为，令180在电流连续时，无论整流还是逆变cosddoUUUdo为0时的最大整流电压。cosddoUU 对三相桥式逆变电路22.34cosdUU ddUEIR 0ddEUI交流侧回馈到直流侧的有功功率2dddPRIE I三、逆变失败及最小逆变角的限制 若逆变电路输出平均电压外接直流电源顺向串联，形成较大的短路电流称为逆变失败（或逆变颠覆）。1.逆变失败的原因(1)触发电路工作不可靠；(3)交流电源发生缺相或突然消失；(2)晶闸管发生故障；(4)过小，换相裕量不足。2.最小逆变角的限制 m in (3035)为晶闸管关断时间折算的电角度，=(4 5)。为换相重叠角，=(15 20)。为安全裕量，一般取10。
