單相相控整流電路

第六講：單相相控整流電路

（1）單相半波可控整流電路（2）單相橋式全控整流電路（3）單相橋式半控整流電路（4）單相全波（雙半波）可控整流電路1單相半波可控整流電路

——電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載：電燈、電爐、電解和電鍍等都屬于。特點(diǎn)：消耗電能，不能存儲或釋放電能負(fù)載電壓和電流總是成正比，同相位，波形相同2單相半波可控整流電路u

2為工頻正弦電壓注意：變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，易造成變壓器鐵芯直流磁化。。

注意：晶閘管承受的最大正反向電壓均——電路結(jié)構(gòu)及原理分析3單相半波可控整流電路①控制角

：在一個交流周期里，從晶閘管開始承受正向電壓到被觸發(fā)導(dǎo)通為止，這段時間所對應(yīng)的電角度，又稱觸發(fā)延遲角或觸發(fā)角。同一個電路控制角應(yīng)相同。②導(dǎo)通角θ：晶閘管在一個交流電源周期中導(dǎo)通的電角度稱為導(dǎo)通角。

θ=π–

。導(dǎo)通角與負(fù)載性質(zhì)及控制角有關(guān)?！湫兔~術(shù)語及概念4單相半波可控整流電路③移相：改變控制角的大小，稱為移相。④移相控制：通過改變控制角調(diào)節(jié)輸出電壓的控制方式，稱為移相控制。

——典型名詞術(shù)語及概念5單相半波可控整流電路⑤移相范圍：使輸出整流電壓平均值從最大值降到最小值（零或負(fù)最大值），控制角的變化范圍。

它與電路結(jié)構(gòu)和負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。⑥同步：觸發(fā)脈沖與電源電壓之間頻率和相位協(xié)調(diào)配合關(guān)系稱之為同步。——典型名詞術(shù)語及概念6單相半波可控整流電路⑦換流：在電路中，電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程稱為換流，也稱換相。⑧自然換相點(diǎn)：當(dāng)電路中可控元件全部由不可控元件代替時，各元件的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換點(diǎn)，稱成為自然換相點(diǎn)?！湫兔~術(shù)語及概念7單相半波可控整流電路①輸出直流電壓平均值當(dāng)

=0°時，整流輸出直流電壓平均值最大，用Ud0表示，Ud=Ud0=0.45U2

；當(dāng)

=π時，Ud

=0；輸出直流電壓平均值在0.45U2~0之間連續(xù)可調(diào)；控制角

移相范圍

0~π——基本數(shù)量關(guān)系8單相半波可控整流電路②輸出電流平均值

③晶閘管電流平均值流過晶閘管的電流等于負(fù)載電流，即：④晶閘管電流有效值

——基本數(shù)量關(guān)系9單相半波可控整流電路⑤變壓器二次側(cè)電流有效值I2，輸出電流的有效值I

⑥輸出電壓有效值

——基本數(shù)量關(guān)系10單相半波可控整流電路⑦功率因數(shù)忽略晶閘管的損耗時，整流電路的有功功率為：

電源的視在功率，因此功率因數(shù)為：——基本數(shù)量關(guān)系11單相半波可控整流電路阻感性負(fù)載：當(dāng)負(fù)載中的感抗ωL與電阻R相比不可忽略時即為電感性負(fù)載。電機(jī)的勵磁繞組、經(jīng)大電感濾波的負(fù)載等等都屬于。負(fù)載特點(diǎn):

流過的電流不能發(fā)生突變；感應(yīng)電動勢Ldi／dt。極性是阻止電流的變化；不消耗能量，但儲存電能；電壓和電流有相位差；——阻感負(fù)載12單相半波可控整流電路注意：由于電感的存在，延遲了晶閘管關(guān)斷的時刻，使輸出電壓ud波形出現(xiàn)負(fù)值，因此輸出直流電壓的平均值下降。注意：導(dǎo)通角θ由與負(fù)載阻抗角φ

共同決定。若φ為定值，角越大，導(dǎo)通角θ越小；若為定值，φ越大，導(dǎo)通角θ越大。注意：晶閘管最大正反向電壓：——電路結(jié)構(gòu)及原理分析13單相半波可控整流電路——電路結(jié)構(gòu)及原理分析注意：單相半波可控整流電路如不采取措施是不可能直接帶大電感負(fù)載正常工作的。當(dāng)R為一定值，L越大，導(dǎo)通角θ越大。其平均值Ud越接近零，輸出的直流電流平均值也越小，負(fù)載上得不到所需的功率。

14單相半波可控整流電路注意：晶閘管最大正反向電壓：——帶續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路15單相半波可控整流電路——帶續(xù)流二極管的單相半波可控整流電路16單相半波可控整流電路①輸出直流電壓平均值當(dāng)

=0°時，輸出最大Ud=Ud0=0.45U2；當(dāng)

=π時，U

d=0；輸出在0.45U2~0之間連續(xù)可調(diào)；控制角移相范圍0~π?！獢?shù)量關(guān)系17單相半波可控整流電路②輸出電流平均值

③晶閘管電流平均值

④晶閘管電流有效值——數(shù)量關(guān)系18單相半波可控整流電路⑤續(xù)流二極管電流平均值

⑥續(xù)流二極管電流有效值——數(shù)量關(guān)系19單相半波可控整流電路①結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動控制簡單，易于實(shí)現(xiàn)；

②輸出電壓脈動大，利用效率低、有直流磁化；③應(yīng)用于對直流品質(zhì)要求不高、容量低場合——特性總結(jié)20單相橋式全控整流電路1、電路結(jié)構(gòu)及工作原理（1）晶閘管承受的最大正向電壓為（2）承受的最大反向電壓為——電阻性負(fù)載u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4單相全控橋式帶電阻負(fù)載時的電路及波形注意：（3）脈動比單項半波電路

?。?）直流磁化現(xiàn)象

無21單相橋式全控整流電路2、主要的數(shù)量關(guān)系①輸出直流電壓平均值

=0°時，Ud=Ud0=0.9U2；

=π時，Ud=0；輸出在0.9U2~0之間連續(xù)可調(diào)；控制角移相范圍0~π。②輸出電流平均值22單相橋式全控整流電路③晶閘管電流平均值

④變壓器二次側(cè)電流有效值I2，輸出電流的有效值I23單相橋式全控整流電路⑤功率因數(shù)忽略晶閘管的損耗時，整流電路的有功功率為：

電源的視在功率，因此功率因數(shù)為：

24單相橋式全控整流電路假設(shè)，負(fù)載電流i

d連續(xù)、平直近似為一水平線，大小為Id

整流電路平穩(wěn)工作（1）晶閘管承受的最大正反向電壓均為——阻感性負(fù)載2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4注意：（2）不能帶大電感負(fù)載（3）直流磁化

無（4）晶閘管導(dǎo)通角θ與a無關(guān)，均為180。25單相橋式全控整流電路直流平均電壓Ud

=0°時，U

d=Ud0=0.9U2

；

=π/2時，Ud=0；輸出在0.9U

2~0之間連續(xù)可調(diào)；控制角移相范圍0~π／2。直流平均電流Id——阻感性負(fù)載26單相橋式全控整流電路晶閘管電流平均值：

晶閘管電流有效值

27單相橋式全控整流電路當(dāng)電感較小時輸出電壓的平均值Ud

28單相橋式全控整流電路當(dāng)負(fù)載為蓄電池、直流電動機(jī)的電樞（忽略其中的電感），負(fù)載本身具有一定的直流電勢，對于整流來說，它們就是反電動勢性質(zhì)負(fù)載?！措妱觿葚?fù)載在|u2|>E時，才有晶閘管承受正電壓，有導(dǎo)通的可能。導(dǎo)通之后，

ud=u2，，

直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關(guān)斷，此后ud=E。29單相橋式全控整流電路——反電動勢負(fù)載b)注意：與電阻負(fù)載時相比，晶閘管提前了電角度δ停止導(dǎo)電，δ稱為停止導(dǎo)電角，或最小起始導(dǎo)電角。當(dāng)α<d時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。30單相橋式半控整流電路——電阻性負(fù)載31單相橋式半控整流電路假設(shè)負(fù)載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)。

——阻感性負(fù)載Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR注意：若沒有續(xù)流二極管的情況：1輸出電壓不出現(xiàn)負(fù)值2容易失控32單相橋式半控整流電路沒有續(xù)流管的情況分析——阻感性負(fù)載33單相橋式半控整流電路沒有續(xù)流管的失控分析——阻感性負(fù)載34單相橋式半控整流電路——阻感性負(fù)載單相橋式半控整流電路的另一種接法35單相橋式半控整流電路2主要的數(shù)量關(guān)系①輸出電壓平均值

=0時，U

d=U

d0=0.9U

2；

=π時，U

d=0；輸出0.9U2~0之間連續(xù)可調(diào)；控制角移相范圍0~π。②輸出電流平均值Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR36單相橋式半控整流電路③晶閘管（二極管）電流平均值、有效值

④續(xù)流二極管的電流平均值、有效值

⑤變壓器二次側(cè)電流有效值Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR37單相全波（雙半波）可控整流電路a)wtwab)udi