1.概述
1.1基本要求和技术指标
63MW晶闸管整流电源是大功率电弧加热设备的主要组成部分，主要为专用大功率电弧加热设备提供电源。该电源由主回路、控制系统构成。
主回路由交流进线部分、晶闸管整流器、直流回路等部分构成。
控制系统由模型计算机、整流器控制器、信号检测装置、触发隔离电路、保护电路等部分构成。
整流电源的主要数据为
额定输入电压：10 kV
额定输出电流：3 kA
输出功率：63MW
分组数量： 4
单组最大功率：16MV A
单组额定输出：3000A，5500V
主要技术指标
恒流特性输出时要求
调压范围：0-空载电压连续可调
恒流偏差：1
电流调节响应时间：20ms～40ms(能人工设定)
调节时间：300mS-3000mS(能人工设定)
电流调节超调量：<20%
调节过程中动态偏差：<5%
回升时间：100mS
晶闸管整流电源其它功能要求
（1）供电特性
电源输出电压能够自动平滑调节;
电源的整体控制能满足加热设备不同工艺要求;
电流给定，起弧电压给定以及各反馈环节工作可靠，性能稳定，相同状态下电参数应准确重复;
（2）运行工况
63MW电源采取负极接地方式。可分为两套独立的电源同时或单独运行。并满足以下运行工况：
（3）机组组合和运行方式
整流机组可以通过串、并联输出满负荷运行，供电参数如下指标：
也能满足电弧加热器的主要工作点
单组运行时构成12相或以上整流，全系统构成24相或更多相整流。
多机组串联运行时，应允许在试验过程中一组或多组退出运行，允许若干组机组交流侧不供电投运，该机组作为其它机组串联运行通道使用。允许在实验过程中，投入新的机组
多机组串并联运行时，电源调节方式应满足以下要求：
a.加热设备启动时采取等α角控制;
b.运行过程中（含启动过程），允许一组机组定α角运行（即恒压运行）其
他机组等α角控制实现恒流特性;
c.电弧电流达到预定值后，系统允许在等α角控制和顺序控制两种方式中选择.
（4）变参数运行
变参数运行应包括以下两种情况：
a.电弧电流呈阶梯状变换，每一阶梯的电流稳态值和运行时间预知，每节阶梯电流变化不小于30A试验时间不小于1秒;
b.根据提供的电流拟合曲线或电流随时间变化的函数，试验中按曲线或函数变换电弧电流运行。变参数运行时，对电弧调节过程的要求，同电源系统指标中关于动态偏差和回升时间的要求;
（5）保护装置。
保护装置应注意：
a.有效抑制各类整流器故障（含桥臂短路、直流端短路、不触发等故障）、整流器交流侧故障等引起的过流现象;
b.交流系统中的冲击过电压、操作过电压、整流器异常动作产生的过电压、母线接地引起的陡波过电压等各类过电压，应有有效措施克服;
c.应充分考虑通过整流器的控制作用，减少各类过流、过压现象对系统的影响;
d.所有的保护动作应报警显示故障并自动记录;
e.所有作用于跳闸的保护动作必需手动复归.
（6）通讯和数据传输
为了及时对试验结果进行分析和处理，电源系统采集到的运行参数能够传输到电弧加热设备的数据处理系统。与通讯相关要求在设计联络阶段确定。
（7）直流母线的绝缘监视
电源采用负极母排接地。直流母排对地绝缘为70kV, 须对直流母排进行绝缘监视。绝缘监视器应配备声光报警。
（8）谐波污染及无功补偿
在63MW电源研制过程中，应结合电源的特点，从主回路方案到控制系统以及设备制造等方面都要采取措施抑制谐波污染。在110kV变电站中预留空间，
待63MW电源建成后，采取措施治理谐波和进行无功补偿。
1.2我公司方案的特点
经过对701所现场情况的调查研究，结合我公司对大型直流电弧加热设备的工程经验，推出主回路为多组整流桥串联方案，控制系统为全数字控制系统加神经元网络前馈补偿方案。我公司提出的方案有如下特点：
（1）并联二极管的整流器
高电压大电流电弧加热电源需要将晶闸管串联使用。串联方式分为晶闸管元件串联和整流桥串联两种方式。采用晶闸管元件串联方式，整流桥每个桥臂需要5只元件串连，可以输出5250伏的额定电压，然后4个这样的整流桥串连，可以提供21000伏的额定输出能力。由于采用晶闸管串连，需要元件的导通特性尽可能一致，而且变压器的短路阻抗比普通的整流变压器要高较多。采用桥串联方式，与元件串联相比，桥串联技术具有均压系数为1，触发方便，线路简单，可靠性高的优点。但要求解决裂解变压器的设计问题。我公司掌握多裂解变压器设计的关键技术，为晶闸管整流桥串联方案奠定了技术基础。晶闸管元件串连技术和桥串联技术已多次用于无功补偿、交流调速和磁悬浮电源等工程实践中。
采用两种技术都可以通过变压器组合实现24相供电，减少对电网的污染。
采用并联二极管的整流器可以提高功率因数。法国的CEGELEC公司已将这种技术应用于直流电弧炉。
（2）全数字控制器
整流器的控制系统采用全数字32位的Simadyn D系统。该系统是全数字、可自由配置的模块化控制系统，通过选用不同的硬件模板，并使用CFC程序编辑软件，即可完成许多复杂的控制功能。近年来常用于大功率直流电机传动、交流电机传动及高功率直流电弧炉的整流器控制。该系统有足够的输入/输出接口，集电流闭环控制和逻辑顺序控制于一身，速度快精度高可靠性高。该系统具有良好的通讯能力，现场信号可以通过PROFIBUS-DP网络从远程I/O站输入/输出。上位模型计算机的参数可以通过工业以太网输入/输出。
（3）前馈防断弧模型
和高功率直流电弧炉相似，直流电弧加热设备也有防止断弧的要求。一般来说，电弧的长度与弧电压有关，电弧的粗细与弧电流有关。通常整流电源为电流
闭环控制，在设定值不变时，弧电流恒定。如果在外因作用下弧长加大，则需要移相角（α角）及时前移，使输出电压提高，维持弧电流不变，保持不断弧。
我公司采用基于数学模型的前馈控制，以提高控制系统的动态特性。前馈模型根据资料, 用神经元网络模型算法把外来扰动因素对移相角进行前馈补偿，提高快速响应能力，防止断弧。数学模型求解采用查表法与神经元网络在线相结合方式，既能保证精度，又能保证在线实时性。
因我公司有炼钢直流电弧炉控制的经验，炼钢电弧炉由于短路频繁发生，对控制系统的动态控制特性有苛刻要求，实践经验可以保证本系统的成功。有用神经元网络建模和前馈控制的经验。研究成果多次获得科技进步奖。
（4）其他应用技术
脉冲光纤传输技术(实现移相脉冲高低压侧隔离)、高压侧脉冲功放技术(在高压侧把光脉冲转成电脉冲需要解决电源问题，具体有磁环隔离法和利用晶闸管电压法)、模拟信号光纤传输技术(解决从高压侧检测电流、电压实际值的问题)、主回路参数计算等实用技术在我公司多项工程项目和科研项目中都有应用的实例。（5）电磁兼容性
EMC技术要求电气设备能够承受外来的电磁干扰，同时还要求电气设备尽可能减少对外的电磁干扰。这样就要求在设计电气装置时要考虑电源方式、接地、屏蔽、印刷电路板的设计、器件的相互位置、浮地系统抗扰性等诸多方面的因素。由于我公司大量的工程实践多次遇到EMC的课题，在解决问题的过程对EMC 不断深入认识，已形成一系列规范化措施，提高了设备的抗电磁干扰的能力。
晶闸管整流器又是一个噪声源，必须有相应的措施使对外界的影响最小。除了在电网侧设置谐波吸收装置之外，主回路的电气结构、机械结构也很重要。2.63MW电源的初步设计方案
2.110kV高压配电系统
来自110KV变电站的10kV电源进线通过电缆引到高压开关室。
采用晶闸管元件串连方式，需要在高压开关室放置容量稍大的2台高压开关柜，每台高压开关柜接一台整流变压器。而采用晶闸管桥串联方式，需要在高压开关室内装有4台容量小的真空开关柜。10kV系统采取单母线接线方式，每段10kV 母线下接入4台整流变压器（4台整流机组）。
内容包括：真空断路器，电流互感器，隔离手车，高压熔断器，电压互感器，避雷器，带电显示器等器件。
还需一套直流蓄电池电源装置为高压配电装置提供分/合闸电源。直流蓄电池电源的容量为90AH 。
2.2裂解整流变压器
裂解变压器是近几年我公司参考国外产品开发的新技术，已在几个变压器厂推广生产，在多个工程中应用并取得很好的效果。这种新技术完全取代进口，成为我公司的关键技术之一,已有工业应用数十例。
变压器容量的计算
（1）采用晶闸管元件串连时，选用两台裂解式变压器，每台变压器有两个副边绕组，每台变压器构成12相整流，两台变压器对供电电网形成24相整流。采用这种方式供电可以使供电谐波基本满足国家标准。
变压器每个二次绕组电压相同，计算依据如下公式 U=)100cos (max min TN T X UV df
MN I I e K b K nU U -+α
可计算得出变压器二次电压为5100伏
变压器二次电流为(1.06*3000)*0.816=2600A
二次单组视在功率：1.732*5100*2600=22.97MV A
这样每台变压器容量为45.93MV A ，因变压器在正常运行时不会长时间运行，实际变压器取为45MV A
考虑到晶闸管元件串连运行，并且不设快速熔断器，参照国外同类设备的取值及我公司的经验，变压器的短路阻抗取为20％，变压器的接线方式Y/△/Y ,△/△/Y 。绝缘水平：阀侧绕组对地耐受70 kV ，故障诊断包括：轻瓦斯，重瓦斯，过温度等开关量信号，用于保护。空载电流：1, 油浸强制风冷。
（2）如果采用晶闸管桥串连的方案，本设计选用4台裂解式变压器构成12相整流，有效减小电网高次谐波，每台整流变压器为五个副边绕组。五个绕组须电磁特性对称。
每台整流变压器的参数为：22.5MV A, 10kV/1000V ,Uk=7%, 空载电流：1, 油浸强制风冷
绝缘水平：阀侧绕组对地耐受70 kV
故障诊断包括：轻瓦斯，重瓦斯，过温度等开关量信号，用于保护。
1-4#变压器的接线方式分别为：
Y/△/,△/△, Y/△,△/△
同样依据上述公式，整流变压器二次绕组的计算：
二次电压计算值为989V
考虑到防断弧电压裕量取1000V
式中系数1.1是考虑到电网电压有10%的压降波动；
0.93是考虑到输出电压为4800V时移相角在20度，防断弧移相角有l5度裕量,每个变压器的留有50VX4=200V的防断弧电压裕量。
副边电流：(1.06*3000)*0.816=2600A
副边单组视在功率：1.732*1000*2600=4.50MV A
副边五组总视在功率： 4.50*5=22.51 MV A
变比：10000/1000=10
原边核算
原边电流：2600A *5/10 = 1300A
原边电压：10000V
原边视在功率：1.732*10000*1300=22.51MVA
变压器取22.5MVA符合要求。
2.3晶闸管整流器
2.3.1 概述
采用晶闸管元件串连方式组成六相整流桥，变压器二次绕组减少，而且不需要象晶闸管桥串连方式那样裂解变压器，拓扑简单。缺点是需要考虑元件串连带来的均压问题及更换元件时的参数匹配问题，由于晶闸管元件串连连接，为保证可靠换相，变压器二次绕组短路阻抗一般应在15％－20％。
采用多组整流桥串联方式，每台整流变压器的每个副边绕组接一个三相全控整流桥，避免了元件串联带来的均压问题和更换元件时参数匹配问题，使均压系数为1。本方案吸取法国塞热莱克公司（CEGELEC MS）直流电弧炉新型整流器的优点，用续流二极管提高深控时的功率因数，兼作串联整流桥的电流通道，使
得若干机组可以方便地进入或退出工作。
调压变压器中有载调压开关的机械结构很复杂。这将带来价格昂贵，故障增多，维护不便，检修困难，运行成本增加等诸多问题。半导体可控元件的出现给直流电加热装置带来了新思路。适当地改变主回路的结构，就可以省去结构复杂的调压变压器。当前国内外许多直流电弧炉已基本不采用调压变压器。
总之，这种新型整流器的优点是：
（1）降低初投资
省去有载调压开关；
功率因数高，只要有普通滤波装置就可以满足谐波和无功补偿的需要，
无须动态无功补偿设备；
二极管易于实现机组进入或退出，控制系统简化；
使用裂解变压器和整流桥串联的技术，使得主回路均压和绝缘简化，
省去强触发的BOD电路；
体积小，相应减少建筑面积。
（2）降低运行维护成本
无须有载调压开关的维护费；
过流过压能力提高，效率提高，减少电耗；
功率因数高，谐波少，减少电费；
省去SVC（动态无功补偿）的运行维护费用；
触发电路简化，可靠性提高。
（3）其他
减少电源闪变，提高用电质量；
减小对上级电网容量的需求；
降低与无功损耗和闪变有关的干扰。
如采用晶闸管元件串连方式，每台整流器需30只晶闸管元件10只二极管构成，整个系统需要4个整流桥，120只晶闸管元件，40只二极管。如采用晶闸管桥串连方式，本设计中同样每台整流器由30只晶闸管元件（5组桥，每桥6只元件）和10只二极管构成，整个系统与晶闸管串方案相同。晶闸管和二极管分别安装在2个槽钢框架上，与地之间的绝缘按70kV设计。晶闸管框架中包括三
个元件串，每串8只晶闸管元件和8套吸收阻容。二极管框架中包括2个元件串，每串5只二极管元件。
晶闸管选用本公司产品。
吸收电路的电容选用德国ELECTRONICON公司产品。
吸收电路电阻采用国产优质产品。
晶闸管框架的外形尺寸为：1520X1920X850（W×H×D）。
二极管框架的外形尺寸为：1200X1770X600（W×H×D）。
2.3.2晶闸管和二极管的选择
晶闸管选用我公司产品KP3300A/4000V管芯直径4英寸的元件。
电流裕量的核算
当电流安全裕量为直流电流的3倍,即
3000A * 3 = 9000A
折算到每个桥臂的晶闸管为：
9000A * 0.367 = 3303A （α≤60゜）
9000A * 0.318 = 2862A （60≤α≤120゜平均值）
所以，满足电流裕量的要求。
在冷却水温<35度, 流量>3升/分时, 晶闸管的结温将不超过95度。
电压裕量的核算
变压器二次侧电压为1100V, 考虑晶闸管承受的最大电压时：
1.414 * (1100V*1.05) *
2.45倍= 4000V
选用4000V以上的晶闸管完全满足电压裕量要求。根据我公司多年实践经验，这种指标足以保证设备安全可靠运行。
二极管选用我公司生产的ZP3500A/4000V的产品, 因作续流二极管,
3500A*1.57 = 5495A
两只二极管并联后完全满足电流裕量要求。
2.3.3 直流回路的设计
直流回路中主要包括：电抗器、分组切换用电动隔离开关、真空开关、镇定电阻、分流器等。
直流电抗器按电流连续原则设计，共用2台平波电抗器，每台为
0.5mH/3000A。用2台电抗器的好处是灵活，无论整流器怎样分组，电抗值都不会过大, 提高动态响应能力。
本设计共用6台单刀单掷电动隔离开关。采用仿日本高岳产品的电动机构。因为Simadyn D控制系统中电子过流保护的响应很快，本系统不设置直流快速开关。
2.4 风冷系统
2.4.3冷却容量的计算
当整流器上的晶闸管导通时二极管不通，按每只晶闸管发热为2.5kW计算，2台机组共有60只晶闸管，其发热量为：2.5 X 60= 150kW。每只吸收电阻的发热为1.2kW, 60只电阻不同时工作，其发热量为20kW。
2.5控制系统
2.5.1控制器
控制器的主要功能是完成核心的控制。当整流器作为电流源时，控制器要完成电流闭环控制。当整流器作为电压源时，控制器要完成电压闭环控制。此外，控制器还要完成脉冲形成、脉冲分配、脉冲功放、α角校正等功能。
控制器选用核心器件由西门子公司生产的Simadyn D控制系统。该装置为全数字型控制器，结构紧凑，节省空间。所有的开环和闭环控制以及通讯功能由两台强大的微处理器实现。这种控制器可以灵活地组态和编程，以控制不同的工艺设备。通过串行接口，标准的PC机也可以对控制器设定参数。模型计算机和人机接口可以在线修改控制器内部的参数，以适应不同的工作状况。
每组脉冲都要通过电光转换器转成光脉冲信号，在主柜的光电转换器中转成电脉冲，加到晶闸管的控制极上。这个光电转换器的工作电源要各自独立，对地绝缘要达到30kV的等级。
整流器的操作连锁采用远程I/O站ET200M 输入/输出现场信号。这些信号包括真空开关、隔离开关、主回路联锁信号、冷却系统的温度信号等。远程站和Simadyn D之间通过Profibus-DP网通讯。Profibus-DP最大传输速率是12Mbps。
远程I/O配置共3个站
ET安装导轨UR 3个
ET电源模板PS 3个
ET接口模板153 3个
ET数字量输入模板，16点9块
ET数字量输出模板，16点9块
ET前汇线端子，20针若干
2.5.2信号检测
整流器的检测信号主要是输出电流和输出电压。电流检测有2种方法。第一种方法是在每台整流变压器的副边进线电缆处安装电流互感器，这里检测的是4个三相桥的电流，经过最大值选择器选出4个三相桥中电流最大者，作为电流反馈信号。第二种方法是利用串联在直流回路的分流器检测电流，经光电隔离后送到控制系统。
电压是在直流回路的取样电阻上检测的。也要光电隔离后送到控制系统。
2.5.3光电隔离装置
主回路交流侧和直流侧对地电位为30kV,而控制系统与地等电位，所以，凡是主回路和控制系统之间的信号（触发脉冲和电压、电流的检测信号）都要光电隔离，用光缆传输。光电隔离装置分为传输脉冲信号和传输模拟量信号两种。我公司已经研制了这两种光电隔离装置，并在工程中应用，传输效果和可靠性都十分令人满意。在高压侧检测到的模拟量，要通过高压检测-变送器的前端装置变成光脉冲序列，通过光缆传输到后端，再变成电气的模拟量信号。这种检测变送器的主要参数为：
供电电压：AC220V ±10%
线形度：±0.05% max
工作温度：-55-125℃
温度漂移：<500ppm/℃
入口信号：0-10V
输出信号：0-10V
中间信号：50Hz-500Hz
光纤传输距离：1000m
2.5.4前馈控制数学模型
为了完成移相角前馈控制，本方案采用一台工业控制计算机作为前馈数学模
型的计算。计算机和Simadyn D控制系统之间采用工业以太网通讯。该工控机还安装WINCC软件，用以完成人机接口和画面显示功能，并实现数据处理。
大功率电弧加热设备的控制，其目的是根据试验的气体流速、压力和温度的要求，控制大功率电源的电流，并满足动态特性和稳态精度要求。
控制方案由两部分组成：前馈控制和反馈控制。反馈控制是由Simadyn D控制系统完成。来自人机接口的电流给定值和实际电流值经过电流调节器比例积分调节后（可加入微分反馈调节），形成α角控制，保证实际电流跟随给定值。前馈控制是建立反映整流设备晶闸管导通角与电流、气体特性（流速等）之间的关系的数学模型。求解数学模型采用查表法与神经元网络在线计算相结合方式，计算出α角的补偿值，加到整流器的α角控制中。反馈控制和前馈控制相结合，既保证了稳态精度又提高了系统的动态特性，使外部扰动和模型本身误差的影响减至最小。
1．数学模型
电弧加热设备用于将电能转变为热能，加热实验仓内的气流温度，以满足试验测试要求。电极两端电弧弧压V c(I a, m△)与弧流I a、实验仓内质量流速m△呈非线性关系：
V c=K v m△e(L/D)f p g
I a=K I h a m△b(L/D)c exp(d.p)
m△=pAK m h k
式中：a,b,c,d,e,f,g, K I, K v, K m为常数，
p为舱内气体压力，
h 为总焓，
L为电弧长度，
D为电弧直径，
A为喷嘴的截面积。
此外，电源输出电压Va是整流设备晶闸管导通角α的函数，而且，不同频率下弧压也会有波动△V c。
考虑上述因素后，即可得出弧流变化的函数关系：
d I a/dt=f(I a, α, m△, △V c )。
其中，α是输入，I a是状态变量，m
和△V c是扰动变量。
△
2．前馈控制的实现方案
前馈控制就是通过求解上述模型，得到稳态时不同I a和m
时的α值，作为
△
前馈控制的补偿设定值。
稳态时，上述模型变为f(I a, α, m△, 0)=0，是一非线性方程。此方程可用数值分析的迭代法进行求解，但是算法的收敛时间可能很长，不能满足前馈控制的在线实现的实时要求。
因此本系统采用离线查表法和在线神经元网络相结合的方案。首先，离线求解上述方程，并建立（I a，m
）到α角的映射表；然后，用得到的数据建立神
△
经元网络模型，用于在线计算，以节省计算时间，保证前馈控制的实时性。本神经元网络模型使用经典的前向多层感知器网络结构，采用误差反向传播网络算法（即BP算法）修正网络权值。其基本原理是，在正向传播过程中，输入模式从输入层经隐含层逐层处理，并传向输出层，每一层神经元的状态只影响下一层神经元的状态。如果在输入层得到了期望的输出，则结束训练，否则，转入反向传播过程，将误差信号沿原来的连接通路返回，通过BP算法不断修改各层网络权值，使得期望输出与实际输出误差达到所要求的精度。通过这种循环算法，最终得到弧流、弧压、气流流速、温度和压力等变化因素对α角的影响关系，从而达到前馈控制的目的。本模型所采用的神经元网络输入层包括弧流、弧压、气流流速、温度和压力等影响因素，隐含层包括多个节点数，输出层为α角。。
上述方案在工业PC上实现，神经元网络软件采用美国Neural Solution公司的平台软件，应用软件采用微软的VC++，计算结果（α角的补偿值）通过工业以太网传给整流器的闭环控制设备。
2.5.5 α角顺序控制
当加热设备工作在恒流方式升压时，必须保证两组整流器在工作接续时稳定连续，无电压冲击，保证不断弧。这里需要适时使能第二组脉冲，并将第一组的β限移到适当的位置，以保证高功率因数和无冲击接续。
2.5.6人机接口的画面
人机接口配置一台工控机操作站。图形软件采用SIEMENS公司的WINCC
软件，具有实时监控、历史趋势图和报表、故障信息、良好的人机界面、丰富的图形库、过程控制等功能。
主要功能：
工艺参数的预设及修改。
故障报警信息的显示和打印。
电气参数的动态显示。
电气设备的一般操作及显示等。
工控机配置及性能指标：
CPU P4 1.7GHz 内存256MB 显存64MB
硬盘40GB
软盘 1.44M 3.5″
光驱16速DVD
网络接口CP5611
CRT 菲利浦19英寸纯平
操作系统Windows NT中文版
图形软件WINCC
3 设备制造和调试
3.1设备制造
设备制造的原则是尊重甲方的意见，立足于国内有良好业绩的骨干制造厂，部分器件可从国外进口。我公司制造其中主要非标设备。
变压器和电抗器由我公司设计，委托合作伙伴的变压器厂制造；整流器中的晶闸管和二极管由我公司制造，电容器可由德国进口；控制系统柜由我公司设计制造，控制核心硬件采用西门子公司组件。
3.2调试
调试工作分为出厂调试和现场调试。
我公司制造的设备在出厂调试时，甲方可派员参加并进行出厂验收。由其他厂制造的设备，我公司参加调试并验收，甲方可派员参加。
现场调试应由甲方组织，我公司负责总体技术工作和联调工作。我公司制造
的设备，由我公司技术人员调试。如整流器主回路、控制系统、模型计算机和画面等。我公司对外购产品负责验收和指导调试。我公司对56MW晶闸管整流电源的各项技术指标负全责。
现场调试应分为校线、冷态调试、热态调试、、联机调试、试运转、正式运转几个阶段。我公司的技术人员从50年代起至今，负责和实施了多次国内外大型工程项目的全面调试工作，拥有一大批理论扎实，实践丰富的技术人员，完全可以胜任此次调试工作。
调试时希望能有直流电抗器和镇定电阻，待调试后看效果再定。
3.3考核验收
3.3.1整流器的可靠性考核
整流器的可靠性考核应依据设备的运行率来决定。系统正常运行的时间应不小于总运行时间的99%，则设备符工程验收标准。
3.3.2性能指标考核
性能指标的考核应以乙方提出的技术任务书为依据，双方协商拟订测试方案，在设备工作期间实测的数据作为考核的依据。
3.3.3无事故率考核
系统正常运行后，进行无事故率考核，考核时间为168小时(七天)，故障率小于1%，即56.4分钟。
4.设备运输
整流器所包含的各种设备，由各制造厂负责包装托运，运费和保险费由我公司支付。交货时间应根据甲方的要求。
5. 质量保证体系
5.1质量标准
我方所提供的成套设备及部件均符合国家颁布的相关标准。
我公司已经于2000年8月9日通过ISO9001质量认证，同时获得：国际标准认证证书和北京9000标准质量体系认证中心颁发的质量体系认证证书。
我们公司所承揽的工程项目和销售的产品完全按照ISO-9001的要求。
我们的质量方针是:
以顾客为中心以质量为生命以技术为先导以创新求发展
我们的质量目标是:
以先进的技术、优良的产品和周到的服务，不断满足顾客的需求
因我公司和合作单位都是ISO9000质量管理的认证单位，有完整的质量控制体系。在组织产品制造、产品检测、产品配套服务等方面，已同国际接轨，走上规范化、制度化的道路。我公司的多种产品多次出口，质量均达到国际标准。5．2组织措施
对我公司所承揽的工程项目，我们将对本项目的技术负责，对工程的进度和质量负责，对所提供设备的完整性、可靠性、可维护性负责。从项目跟踪、商务谈判、基本设计、详细设计、标准图纸、设备成套、综合实验、出厂检验、包装发货、安装调试到验收我们有一整套严格且闭环制约
的工程管理的程序和方法，其分工如下：
●项目跟踪和商务谈判公司级领导挂帅市场部
●基本设计和详细设计项目负责人
●标准图纸设计室
●设备成套电装车间
●综合实验调试室
●出厂检验质检办
●包装发货市场部
●安装调试项目负责人及技术人员
6.安全和培训
6.1安全
安全工作的内容分为设备安全和人身安全。
因为56MW电源属于高压设备，绝缘是重要的问题。所以在设计之初就要把安全绝缘放在首位。决不允许绝缘不够而引起事故。此外还要考虑夏季湿热天气对绝缘性能的影响。此外，还要有完善的绝缘检测手段，预防事故发生。
其次，不当操作也是造成设备损坏甚至人身事故的主要根源。为此，就需要设计好完善的连锁互锁的操作程序。杜绝错误操作的可能性。
另外，良好的防干扰措施，可靠的防雷接地，都可防止设备事故的发生。
对于防止人身事故，要制定完善的规章制度，在现场设置明显的标识，防止误入或误操作。尤其在调试期间更要加强安全教育，更要加强安全员的监督作用。
6.2培训
为了使设备安全可靠地运转，杜绝设备和人身事故，人员培训是必不可少的环节。我方将向甲方有关技术人员提供三个阶段的培训，即：设计和编程阶段的培训，出厂调试阶段的培训，现场调试阶段的培训。通过这些培训，确保甲方技术人员能全面的、深入的掌握乙方所提供设备的基本原理和调试方法，具备使用、维护、操作及故障处理的能力，并同时具备根据工艺和设备的要求，对有关应用软件进行修改、开发和完善的能力。
培训可分成教室培训和甲方技术人员参加系统设计、软件编程和调试三阶段
6.2.1教室培训
教室培训主要包括如下内容:
整流器的主回路和控制原理
主回路的原理
SimadynD装置的硬件和软件框图
顺序控制的思想及实现
前馈数学模型的原理
人机接口和画面
PC机硬件
工业局域网络的有关知识
图形软件使用和编程方法
教室培训资料一般采用随机资料或由乙方编写的资料。
6.2.2甲方技术人员参加设计和编程
我公司将为甲方技术人员参加我公司的设计和编程提供便利条件，我公司将安排具有较高理论和技术水平及丰富经验的技术人员，同甲方进行合作编程。在我公司整体计划和进度安排下，由我公司负责甲方技术人员可独立完成部分设计和软件编程工作。
甲方参加人数：双方另行商定
时间：完成教室培训后
6.2.3出厂调试阶段培训
出厂调试的目的是使甲方技术人员能够掌握电气设备的调试方法，进一步加深理解和掌握电气设备的原理，应具备使用、维护和操作技能。本阶段的培训步骤如下：
调试内容、步骤和方法及注意事项的讲解
示范调试及调试过程的讲解
在我公司技术人员的指导和监护下，甲方技术人员独立完成部分设备的调试出厂调试将主要安排在我公司的生产车间中进行。
6.2.4现场调试阶段的培训
现场调试以我公司为主，甲方派技术人员参加。我公司承担有对甲方技术人员现场培训的责任。通过现场调试培训，要保证甲方技术人员能全面系统掌握电气系统的工作原理和功能实现方法，各设备的操作、使用和维护的方法，以及具备对系统和应用软件进行修改、开发和完善的能力。
现场调试期间，由乙方技术总负责，并在乙方技术人员指导和监督下，尽可能多的给甲方技术人员提供独立调试的机会和便利条件。
7.技术服务承诺
(1) 免费让用户主要技术人员参加设计、调试;
(2) 免费在现场为用户维修人员进行技术培训;
(3) 免费为用户提供我们承担设备的全部软件和技术资料的软盘;
(4) 全套自动化硬件和传动控制板提供进口原装件，二类机电类全部由国内合资
厂提供;
(5) 保证由我们提供设备造成故障引起的停车时间小于1%;
(6) 一年内免费维修，对设备终身维修;
(7)设备调试期间，我方认真组织技术队伍与用户、设计院、施工单位密;切配合，
按用户计划完成我方设备调试，如期一次性成功试运行;
(8)全面履行合同技术协议要求，全面达到工艺技术指标;
(9)我们将提供保驾护航直至用户有关技术人员全面掌握我方提供设备的工作原
理、调试方法并具备使用、维护、操作及故障处理的能力。
单相桥式整流电路由于其优点突出、实用性强，在生活及实践中得到了广泛的应用，它也是中职教材《电子技术基础与技能》的重点内容。本人从事电子专业教学十多年，对该内容的教学想谈谈自己的见解。 一、教材的处理和创新：在“理实一体”和“任务驱动”模式的指导下，将本节内容设置成一个任务：桥式整流电路的搭建与测试，需两课时完成。以手机充电器为载体将该任务分解成识一识、连一连、做一做、测一测四个子任务，以“任务驱动、行动导向”来完成本课任务。 二、教学目标： 1.知识目标：掌握单相桥式整流电路的组成、特点和应用；理解单相桥式整流电路的工作原理。 2.能力目标：会识读桥式整流电路原理图；会根据电路图搭建电路；会用合适的仪器进行测试。 3.情感目标：增强学生专业学习的自信心和求知欲，获得成功的喜悦；培养学生团队协作精神以及严谨、细致、规范的职业素养。 三、教学重点、难点：桥式整流电路的连接规则，搭建并测试桥式整流电路；如何理解桥式整流电路的工作原理。 四、教学策略：主要采用任务驱动、直观演示、体验探究、小跨步教学和对比讨论等教学方法。 五、教学过程： 1.创设情境，引出任务。播放一段视频：一位男士正在家里用手机通话，突然手机没电了，他一脸无奈，但很快他拿出手机充电器插上电源又继续开始通话。看完视频，我结合手机充电器实物（投影展示电路板图片），问：这里面的元器件大家认识吗？我请一位学生说出图中各种元器件的名称，并将该电路的组成器件与之前学过的半波整流电路作一个比较，然后得出该电路有别于半波整流电路，顺理成章地导入新课。 2.任务引导，探索新知。为了降低难度，便于任务的实施，我将任务进行了分解。 （1）识一识。首先，用ppt展示桥式整流电路的电路图，要求学生观察并以大组（六人一大组）为单位讨论四个整流二极管是如何与电源变压器和负载相连的。从“个数”和“极性”两个方面做了引导，四个二极管在与变压器的两个抽头和负载两端相连时，每一头上接了几个二极管？与电源变压器每一抽头相连时，二极管的极性有何特点？与电阻相连时又有何特点？学生们通过观察、讨论得出“两两相连、源反阻同”的连接规则。 （2）连一连。按照实验模板上元器件的位置排布，要求学生以大组为单位讨论后得出连接图，每组派一位代表上台通过实物投影展示并讲解给其他同学听，以达到共同学习、共同进步的目的。 （3）做一做。要求学生按照上面的连接图在实验模板上搭建一个桥式整流电路，这次以两人一小组为单位进行实践操作。电路搭建好之后，我让各组交叉评判改正后接上交流电源，教师检查无误后才通电。这样做是为了让学生养成胆大心细、严谨有序的职业素养，体现安全第一的岗位原则。 （4）测一测。先利用仿真软件演示一下电路与仪器仪表的连接以及示波器上显示的输入输出波形，然后让学生按照学案上的测量要求去进行测试并做好记录。测试完毕后，让学生以大组为单位，交流他们的测试结果，并对比半波整流电路的输出波形，讨论桥式整流电路有哪些优点。 通过实验，学生知道了桥式整流属于全波整流，引导学生产生质疑：为什么桥式整流能把交流电转化成全波脉动直流电？我们能不能用所学的知识来解释这种现象？借助于ppt动画演示，由学生在教师的引导下分析归纳桥式整流电路的工作原理。 3.拓展应用，延伸知识。桥式整流电路由于其电源利用率高、输出电压大、波形脉动小等优点，得到了广泛的应用，可让学生结合生活实际，举例介绍桥式整流电路的几个应用。
晶闸管TSC的触发电路 1. 介绍晶闸管投切电容器的原理和快速过零触发要求 晶闸管投切电容器组的关键技术是必须做到电流无冲击。晶闸管投切电容器组的机理如图一所示，信息请登陆:输配电设备网 当电路的谐振次数n为2、3时，其值很大。 式(2)的第三项给出当触发角偏离最佳点时的振荡电流的幅值;式(2)中的第二项给出当偏离最佳予充电值时振荡电流的幅值。若使电容器电流ic=C*du/dt=0，则du/dt=0，即晶闸管必须在电源电压的正或负峰值触发导通投切电容器组，电容器预充电到峰值电压。 触发电路的功能是：电流无冲击触发;快速投切，20ms的动作。这个20ms不是得到投切命令到产生动作的时间，而是从停止到再投入动作的时间为20ms。快速反应时，在平衡补偿电路，不能出现不平衡动作，即有的相有电流，有的没有。
1. 两类晶闸管的触发电路的特点和存在的问题 从同步信号的采集上，有两类晶闸管触发电路。一类为从电网电压取得同步信号，一类为从晶闸管两端取得同步信号。 从电网电压取得同步信号的电路框图如图二：信息来源:https://www.doczj.com/doc/3d3219839.html, 电路中包括同步变压器、同步信号处理电路和功率驱动电路、脉冲变压器隔离电路等。当得到触发命令后，在投切点产生触发脉冲列，经过脉冲变压器的隔离,推动晶闸管。同步信号处理电路有滤波处理功能，可以是CMOS等的电子电路组成，也可以是单片机、GAL电路等。电路中包括相序错判断功能。信息来自:输配电设备网 从电网电压取得同步信号的优点为在主回路没有送电时，给触发命令，可以测量晶闸管的触发脉冲幅度和相位，在主回路得电后，给触发命令，可以放心, TSC为正确的投入工作。对于TSC电路中的两只晶闸管+一只二极管的“2+1”电路、两只晶闸管+两只二极管的“2+2”电路、三只晶闸管+三只二极管的“3+3”电路,电容器有二极管预充电, 电容器上一直存在直流电压,晶闸管的交直流电压不变,电网电压取得同步信号触发适合。缺点为电路复杂，对于400V小容量的TSC电路造价高。如果TSC全部采用晶闸管不用二极管，由于晶闸管两端的电压随着电容器放电电压的减少逐渐小，意味着触发点在变动，上述电路不能跟随变化触发点，所以不适应了。信 图二: 电网电压取得同步信号的触发电路 从晶闸管两端取得过零信号比较困难,过零触发要求电压高时截止，电压最低低时导通触发。几乎找不出什么元件是这种特性.如稳压管,电压低截止，电压高维持电压不变.不满足要求。 目前，从晶闸管两端取得过零信号的典型触发电路是MOC3083,它的框图如图三：信 图三：MOC3083电路图 MOC3083芯片内部有过零触发判断电路，它是为220V电网电压设计的，芯片的双向可控硅耐压800V，在4、6两端电压低于12V时如果有输入触发电流，内部的双向可控硅就导通。 用在380V电网的TSC电路上要串联几只3083。在2控3的TSC电路应用如图四：
6脉冲、12脉冲可控硅整流器原理与区别 2007-2-8 10:36:00文/厂商稿出处：https://www.doczj.com/doc/3d3219839.html, 摘要：本文从理论推导、实测数据分析、谐波分析和改善对策、性能对比四个方面详细阐述6脉冲和12脉冲整流器的原理和区别。对大功率UPS的整流技术有一个深入全面的剖析。 一、理论推导 1、6脉冲整流器原理： 6脉冲指以6个可控硅（晶闸管）组成的全桥整流，由于有6个开关脉冲对6个可控硅分别控制，所以叫6脉冲整流。 当忽略三相桥式可控硅整流电路换相过程和电流脉动，假定交流侧电抗为零，直流电感为无穷大，延迟触发角a为零，则交流侧电流傅里叶级数展开为：
(1-1) 由公式（1-1）可得以下结论： 电流中含6K?1（k为正整数）次谐波，即5、7、11、13...等各次谐波，各次谐波的有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 图1.1 计算机仿真的6脉冲A相的输入电压、电流波形2、12脉冲整流器原理： 12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端、增加移
相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。 下图所示I和II两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。 12脉冲整流器示意图（由2个6脉冲并联组成） 桥1的网侧电流傅立叶级数展开为： (1-2) 桥II网侧线电压比桥I超前30?，因网侧线电流比桥I超前30? (1-3) 故合成的网侧线电流
(1-4) 可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有12k?1（k为正整数）次谐波，即11、13、23、25等各次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。 图1.2 计算机仿真的12脉冲UPS A相的输入电压、电流波形二、实测数据分析。 以上计算为理想状态，忽略了很多因数，如换相过程、直流侧电流脉动、触发延迟角，交流侧电抗等。因此实测值与计算值有一定出入。
宁波广播电视大学 机械设计制造及其自动化专业 《机电接口技术》 课程设计 题目晶闸管触发驱动电路设计 姓名张晋远学号1533101200119 指导教师李亚峰 学校宁波广播电视大学 日期2017 年 4 月20 摘要 晶闸管是一种开关元件，能在高电压、大电流条件下工作，为了控制晶闸管的导通，必须在控制级至阴极之间加上适当的触发信号（电压及电流），完成此任务的就是触发电路。本课题针对晶闸管的触发电路进行设计，其电路的主要组成部分由触发电路，交流电路，同步电路等电路环节组成。有阻容移相桥触发电路、正弦波同步触发电路、单结晶体触发电路、集成
UAA4002、KJ006触发电路。包括电路的工作原理和电路工作过程以及针对相关参数的计算。 关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；KJ006； abstract Thyristor is a kind of switch components, can work under high voltage, high current conditions, in order to control thyristor conduction, must be between control level to the cathode with appropriate trigger signal (voltage and current), complete the task is to trigger circuit. This topic in view of the thyristor trigger circuit design, the main part of the circuit by the trigger circuit, communication circuit, synchronous circuit and other circuit link. There is a blocking phase bridge trigger circuit, the sine wave synchronous trigger circuit, the single crystal trigger circuit, the integrated UAA4002, the KJ006 trigger circuit. This includes the working principle of the circuit and the circuit working procedure and the calculation of the relevant parameters. Keywords: thyristor; Trigger circuit; Pulse; KJ006; 目录 第一章绪论 1.1设计背景与意义…………………………………… 1.2 晶闸管的现实应用……………………………………
电力电子技术课程设计报告题目：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计
目录 第1章绪论 (3) 1.1 电力电子技术的发展 (3) 1.2 电力电子技术的应用 (3) 1.3 电力电子技术课程中的整流电路 (4) 第2章系统方案及主电路设计 (5) 2.1 方案的选择 (5) 2.2 系统流程框图 (6) 2.3 主电路的设计 (7) 2.4 整流电路参数计算 (9) 2.5 晶闸管元件的选择 (10) 第3章驱动电路设计 (12) 3.1 触发电路简介 (12) 3.2 触发电路设计要求 (12) 3.3 集成触发电路TCA785 (13) 3.3.1 TCA785芯片介绍 (13) 3.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 (17) 第4章保护电路设计 (18) 4.1 过电压保护 (18) 4.2 过电流保护 (19) 4.3 电流上升率di/dt的抑制 (19) 4.4 电压上升率du/dt的抑制 (20) 第5章系统仿真 (21) 5.1 MATLAB主电路仿真 (21) 5.1.1 系统建模与参数设置 (21) 5.1.2 系统仿真结果及分析 (22) 5.2 proteus 触发电路仿真 (26) 设计体会 (28) 参考文献 (29) 附录A 实物图 (30) 附录B 元器件清单 (31)
第1章绪论 1.1 电力电子技术的发展 晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明时期。晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组。并且，其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制式，简称相控方式。晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。在80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为表的复合型器件异军突起。它是MOSFET和BJT的复合，综合了两者的优点。与此相对，MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT）复合了MOSFET和GTO。 1.2 电力电子技术的应用 电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。 在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、
摘要 为了控制晶闸管的导通，必须在控制级至阴极之间加上适当的触发信号（电压及电
流），完成此任务的就是触发电路。 本课题针对晶闸管的触发电路进行设计，其电路的主要组成部分由触发电路，交流电路，同步电路等电路环节组成。有阻容移相桥触发电路、正弦波同步触发电路、单结晶体触发电路、集成UAA4002、KJ004触发电路。包括电路的工作原理和电路工作过程以及针对相关参数的计算。 关键词：晶闸管；触发电路；脉冲；KJ004
目录 第1章绪论 (1) 第2章课程设计的方案 (1) 2.1 概述 (1) 2.2 系统组成整体结构 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章电路设计 (4) 3.1 UAA4002集成芯片构成的触发器 (4) 3.2 阻容移相桥触发电路 (5) 3.3正弦波同步触发电路 (6) 3.4单结晶体管触发电路 (8) 3.5集成KJ004触发电路 (9) 第4章课程设计总结 (12) 参考文献 (14)
绪论晶闸管是晶体闸流管的简称，又称为可控硅整流器，以前被简称为可控硅。在电力二极管开始得到应用后不久，1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管，到1957年美国通用电气公司开发出世界上第一只晶闸管产品，并在1958年达到商业化。由于其开通时刻可以控制，而且各方面性能均明显胜过以前的汞弧整流器，因而立即受到普遍欢迎，从此开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代，其标志就是以晶闸管为代表的电力半导体器件的广泛应用，有人称之为继晶体管发明和应用之后的又一次电子技术革命。自20世纪80年代以来，晶闸管的地位开始被各种性能更好的全控型器件取代，但是由于其所能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。 20世纪80年代以来，信息电子技术与电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型、采用集成电路制造工艺的电力电子器件，从而将电力电子技术又带入一个崭新时代。门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管就是全控型电力电子器件的典型代表。晶闸管的种类较多，有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、直流开关晶闸管（即门级可关断晶闸管）、寄生晶闸管（即功率场效应管IGBT）、无控制极晶闸管等。 晶闸管在电力电子技术上有很广泛的应用，整流电路（交流变直流）、逆变电路（直流变交流）、交频电路（交流变交流）、斩波电路（直流变直流），此外，还可用作无触点开关。 又晶闸管是半控型器件，因此在控制极和阴极间的触发信号是必不可少的。而触发电路的作用是产生符合要求的门级触发脉冲，保证在需要是晶闸管立即由阻断状态变为导通状态。广义上讲，触发电路包括对其触发时刻进行控制的相位控制环节、放大和输出环节。而触发电路的形成又有许多种形式。 本课程设计研究的是基于螺旋式晶闸管KP50的触发电路。 课程设计的方案 概述要使晶闸管开始导通，必须施加触发脉冲，在晶闸管触发电路中必须有触 发电路，触发电路性能的好坏直接影响晶闸管电路工作的可靠性，也影响系统的控制精度，正确设计触发电路是晶闸管电路应用的重要环节。
上次课内容 1、集成功放及应用。（了解） 2、变压器耦合功放的分析。（理解） 3、功放管的散热。（了解） 4、功率放大器一章习题课。 本次课内容（2学时）（可视学时情况选择讲授或不讲） 第七章 直流电源 §7-1 可控硅及其伏安特性 7-1-1 可控硅的结构和符号 图1 可控硅的结构 全称是硅可控整流元件,又名晶闸管。外形有平面型、螺栓型,还有小型塑封型等几种。图1（a）是常见的螺栓型外形，有三个电极：阳极a、阴极k 和控制极g。图1（b）是可控硅的符号。图1（c）是内部结构示意图。 图1（c）:可控硅由、、、四层 半导体组成。从引出的是阳极a、从引出的 是阴极k、从引出的是控制极g；内部有三个结，分别用、和表示。 7-1-2 可控硅的工作原理 1P 122N P N 1P 2N 2P PN 1J 2J 3J 图2 可控硅工作特点的实验 演示电路如图2（a），阳极a 接电源正极、阴极k 接电源负极；开关S 断开，H 不亮，可控硅不导通。S 闭合，即控制极g 加正向电压，如图2（b），灯H 亮，可控硅导通。可控硅导通后，将S 断开，灯仍亮，如 图2（c），表明可 控硅仍导通，说明 可控硅一旦导通 后，控制极就失去 了控制作用。要关 断可控硅，可去掉正向电压或减小正向电流到可控硅难以维持导通,则可控硅关断。
如可控硅加反向电压，则无论是否加控制极电压，可控硅均不会导通。若控制极加反向电压，则无论可控硅阳极与阴极之间加正向还是反向电压，可控硅均不会导通。 可控硅的工作特点： 1、可控硅导通必须具备两个条件：一是可控硅阳极与阴极间必须接正向电压，二是控制极与阴极之间也要接正向电压； 2、可控硅一旦导通后，控制极即失去控制作用； 3、导通后的可控硅要关断，必须减小其阳极电流使其小于可控硅的维持电流。 H I 图3 可控硅工作原理分析 图3为可控硅的内部结构示意图: 可控硅可以看成由一只NPN 型三极管 与一只PNP 型三极管组成。如仅在阳 极a 和阴极k 之间加上正向电压，由 于三极管发射结无正偏电压而无 法导通。若a、k 间加上正向电压，并 在管的基极g 加上正向电压，使产生基极电流，此电流经管放 大以后，在集电极上产生2T 1T 1 T G I 1T 1T G I 1β的电流，又因为的集电极电流就是的基极电流，所以经过再次放大，在管的集电极电流就达到1T 2T 2T 2T G I 21ββ，而此电流又重新反馈到管作为的基极电流又一次被放大，如此反复下去，与两管之间因为有如此强烈的正反馈，使两只三极管迅速饱和导通，即可控硅阳极a 与阴极k 之间完全导通。以后由于基极上自动维持的正反馈电流，所以即使去掉基极g 上的正向电压，和仍能继续保持饱和导通状态。可控硅导通时，、饱和导通总压降约1V 左右，如果阳、阴极之间正向电压太低，使流过阳极的电流难以维持导通，、就截止，从而可控硅关断。 1T 1T 1T 1T 2T 1T 1T 1T 2T 1T 2T 1T 2T 可控硅控制极的电压、电流比较低（电压只有几伏，电流只有几十至几百毫安），但被控制的器件可以承担很大的电压和通过很大的电流（电压可达几千伏，电流可大到几百安以上）。可控硅是一种可控的单向导电开关，常用于以弱电控制强电的各类电路中。 7-1-3可控硅的主要参数 1、额定正向平均电流 在规定的环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之
授课教案 (2008 年全国骨干教师培训） 课题：桥式单相全波整流电路 单位：天津市塘沽第一职业中专 授课人：张利 时间： 2008-12-1
桥式单相全波整流电路 知识目标： 识记 V L、V2、I V、 I L的关系 能复述桥式全波整流电路的工作原理 掌握桥式整流电路的连接方法并会进行电路故障分析 能力目标： 体验科学探究过程 提高知识迁移能力 能应用桥式全波整流电路解决简单问题 情感目标： 通过引导学生设计新的整流电路，让学生体验学习过程的快乐，保持学习电子线路 课程的热情 重点：发展科学探究能力，桥式全波整流电路的组成及工作原理的理解 难点：桥式全波整流电路的原理的理解和故障分析教 学方法：讲授法启发法质疑法教学用具：计算机 投影仪 教学课时： 2 课时 教学过程： 一、复习回顾 通过大屏幕显示单相半波整流电路和变压器中心抽头单相全波整流电路及波形，提问：单相半波整流电路和变压器中心抽头单相全波整流电路各有何优、缺点？（让学 生通过观测电路图及波形来回答） 1.单相半波整流电路 ( 大屏幕显示 ) (a)电路 有什么优点和缺点？（老师提问，通过学生回答后课件屏幕显示： （优点：电路简单，变压器无抽头。缺点：电源利用率低，输出电压脉动大。）
2.单相全波整流电路 有什么优点和缺点？ （老师提问，通过学生回答后课件屏幕显示： 优点：整流效率高， 输出电压波动小。 缺点：变压器必须有中心抽头， 二极管承受的反向电压高。： （课件屏幕显示） 二、引入新课： 前面我们学习了单相半波整流电路和变压器中心抽头单相全波整流电路，它们各自有其优缺点，在实际应用中比较少用，那么我们能否把二者结合起来设计一种新型的电 路，既可以实现全波整流有可以降低二极管所能承受的反向电压同时还可以将电路结构 简单化充分体现二者的优点呢？这就是我们本节课要学习的另一种整流电路——桥式 单相全波整流电路 三、讲授新课 １．分析其电路组成：（板书） （大屏幕显示桥式单相全波整流电路。） I V V 4V 1 V1v2 I L V 2 V 3 I V V L ２．工作原理分析：（板书）
精心整理 TSC 的触发电路 1.介绍晶闸管投切电容器的原理和快速过零触发要求 晶闸管投切电容器组的关键技术是必须做到电流无冲击。晶闸管投切电容器组的机理如图一所示，信息请登陆:输配电设备网 当电路的谐振次数n 为2、3时，其值很大。 式(2)的第三项给出当触发角偏离最佳点时的振荡电流的幅值;式(2)中的第二项给出当偏离最佳予充电值时振荡电流的幅值。若使电容器电流ic=C*du/dt=0，则du/dt=0，即晶闸管必须在电源电压的正或负峰值触发导通投切电容器组，电容器预充电到峰值电压。 1. 当得到TSC 电管+高。如果 MOC3083芯片内部有过零触发判断电路，它是为220V 电网电压设计的，芯片的双向可控硅耐压800V ，在4、6两端电压低于12V 时如果有输入触发电流，内部的双向可控硅就导通。 用在380V 电网的TSC 电路上要串联几只3083。在2控3的TSC 电路应用如图四： 图四2控3的TSC 电路 用2对晶闸管开关控制3相电路，电路简单了，控制机理复杂了。这种触发电路随机给触发命令要出现下面的许多麻烦问题。 快速动作时,有触发命令，一对晶闸管导通另一对晶闸管不通电压反而升高了，限于篇幅和重点,本文不分析为什么电压反而高了,只是从测量的2控3电路中看到了确实存在电压升高的现象和危险,这种现象如同倍压整流电路直流电压升高了一样。图五测量不正常工作的两对晶闸管的电压波形。此试验晶闸管存在高压击穿的可能，所以用调压器将电网电压调低。晶闸管导通时两端电压
为零，不导通，晶闸管有电容器的直流电压和电网的交流电压。测量C相停止时峰峰值电压为540V,其有效值=,图中C相升高的电压峰值为810V,升高电压约为电网电压有效值的倍数:。推算，400V 电压下工作，晶闸管有可能承受的电压，400V电网的TSC电路多数是采用模块式的晶闸管，模块的耐压不高，常规为1800V，升高的管压降很容易击穿晶闸管元件。信息请登陆:输配电设备网图五不正常的两对晶闸管的电压波形信息来自:输配电设备网*在晶闸管电压波形过零点，串联的MOC3083由于分压不均匀，使得3083有的导通有的停止。电网电压升高时，原先导通的依然导通，不同的要承受更高的电压，3083有可能击穿。信息请登陆:输配电设备网 *在初次投切时有一定的冲击。下面是国外着名产品的首次投切的电流波形。 图六:国外公司产品的第一次触发冲击波形 记录C相晶闸管两端电压，A相电流。电流投切冲击很大，使得电网电压都产生了变形。信息来自: * * * * 3. 努力， 源: 切停止后，电容器上有电网峰值电压，晶闸管在电网电压和电容器直流电压的合成下，存在着过零电压，在过零点触发晶闸管是理想状态，应该没有冲击电流。 新触发电路达到了快速20ms动作，两路晶闸管都动作，无电流冲击，晶闸管在停止时的承受电压低，最大为3倍的有效值电压。 用双踪示波器测试波形.一只表笔测量晶闸管两端的电压和另一只测量晶闸管的电流波形，这样，可以看出晶闸管是否在过零点投入，又可以看出投入时的电流冲击。由于使用两个开关控制三相电路，用双踪示波器分别测量两路的电压电流，就可以完整的观察到触发器运行的效果。A探头为电压，B探头为电流。 图十二为：连续投切的A相晶闸管电压和C相电流的动作波形。 横轴为时间200ms/格，纵轴电压500V/格，电流20A/格。可控硅工作时两端的电压零，线路中有电流，停止时可控硅两端有电压，电流为零。在连续动作中，电流没有冲击。
目录 1 绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1) 1.3 课题设计要求 (1) 1.4 课题主要内容 (2) 2 主电路设计 (3) 2.1 总体设计思路 (3) 2.2 系统结构框图 (3) 2.3 系统工作原理 (4) 2.4 对触发脉冲的要求 (5) 3 主电路元件选择 (6) 3.1 晶闸管的选型 (6) 4 整流变压器额定参数计算 (8) 4.1 二次相电压U2 (9) 4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (13) 5 触发电路的设计 (15) 6 保护电路的设计 (18) 6.1 过电压的产生及过电压保护 (18) 6.2 过电流保护 (19) 7 缓冲电路的设计 (20) 8 总结 (23)
1 绪论 1.1 课题背景 当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用,直流调速系统是 自动控制系统的主要形式。 由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统(简称KZ—D系统)和旋转变流机组及其它静止变流装置相比，不仅在经济性和可靠性上有很大 提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。 可控硅虽然有许多优点，但是它承受过电压和过电流的能力较差，很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。为了使器件能够可靠地长期运 行，必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施。为此，在 变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护；在直流负载侧并联 电阻和电容构成直流侧过电压保护；在可控硅两端并联电阻和电容构成可 控硅关断过电压保护；并把快速熔断器直接与可控硅串联，对可控硅起过 流保护作用。 随着电力电子器件的大力发展，该方面的用途越来越广泛。由于电力电子装置的电能变换效率高，完成相同的工作任务可以比传统方法节约电 能10%～40%，因此它是一项节能技术，整流技术就是其中很重要的一个环 节。 1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，采用同步信号为锯齿波的触发电路，本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、 移相控制、脉冲形成和输出。此外，还有双窄脉冲形成环节。同时考虑了 保护电路和缓冲电路，通过参数计算对晶闸管进行了选型。 1.3 课题设计要求 1、输入交流电源： 2、三相140V f=50Hz 3、直流输出电压：50~150V 5、直流输出电流额定值50A 6、直流输出电流连续的最小值为5A
双向可控硅及其触发电路 双向可控硅是一种功率半导体器件，也称双向晶闸管，在单片机控制系统中，可作为功率驱动器件，由于双向可控硅没有反向耐压问题，控制电路简单，因此特别适合做交流无触点开关使用。双向可控硅接通的一般都是一些功率较大的用电器，且连接在强电网络中，其触发电路的抗干扰问题很重要，通常都是通过光电耦合器将单片机控制系统中的触发信号加载到可控硅的控制极。为减小驱动功率和可控硅触发时产生的干扰，交流电路双向可控硅的触发常采用过零触发电路。（过零触发是指在电压为零或零附近的瞬间接通，由于采用过零触发，因此需要正弦交流电过零检测电路） 双向可控硅分为三象限、四象限可控硅，四象限可控硅其导通条件如下图： 总的来说导通的条件就是：G极与T1之间存在一个足够的电压时并能够提供足够的导通电流就可以使可控硅导通，这个电压可以是正、负，和T1、T2之间的电流方向也没有关系。因为双向可控硅可以双向导通，所以没有正极负极，但是有T1、T2之分 再看看BT134-600E的简介：（飞利浦公司的，双向四象限可控硅，最大电流4A）
推荐电路： 为了提高效率，使触发脉冲与交流电压同步，要求每隔半个交流电的周期输出一个触发脉冲，且触发脉冲电压应大于4V ，脉冲宽度应大于20us.图中BT 为变压器，TPL521 - 2 为光电耦合器，起隔离作用。当正弦交流电压接近零时，光电耦合器的两个发光二极管截止，三极管T1基极的偏置电阻电位使之导通，产生负脉冲信号，T1的输出端接到单片机80C51 的外部中断0 的输入引脚，以引起中断。在中断服务子程序中使用定时器累计移相时间，然后发出双向可控硅的同步触发信号。过零检测电路A、B 两点电压输出波形如图2 所示。
可控硅整流器的原理、结构及用途 发布日期：2012-06-08 浏览次数：459 核心提示：可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控 制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械 可控硅整流器，是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础，以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。 晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器(Silicon Controll ed Rectifier——SCR)，以前被简称为可控硅。由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。 自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。 可控硅整流器的工作原理 可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic 2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G 的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。 可控硅整流器的结构 ◆从外形上来看，可控硅整流器也主要有螺栓型和平板型两种封装结构。
单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中，单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路、 教学重点和难点 单相半波整流电路的工作原理分析，输出电压极性和波形分析及负载直流电压电流的计算。 （一）：师生互动环节（教师展示手机充电器对锂电池充电过程） 师：同学们我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪里得来的呢？ 生：是手机充电器供给的（学生异口同声的回答） 师：是的。充电器直接引入的是市电220V，50H Z的交流电能，而手机锂电池需要存储的是低压直流电能，那么请同学们思考下充电器是如何给锂电池充电的呢？ 生：先降压后变换（少数学生能回答） 换成脉动的低压直流电能--------单相半波整流电路（板书） （一）：单相半波整流电路的结构与工作原理（板书）（约43分钟） 教师提示：“单相”一词是指输入整流电路的交流电是单相交流电。而“半波”一词同学们可在下面讲授的半波整流原理中自己总结，到时老师请同学们回答。（任务驱动法教学可集中学生的听课注意力） 1：电路结构组成（板书） 2：工作原理（板书） 教师引导：输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端，在分析整流原理时应将交流电压分成正、负半周两种情况来考虑。另外为了分析方便，变压器T应假设为无损耗的理想元件，整流二极管V应为理想二极管，负载为纯电阻性负载。 教师提问：①：上面分析了半波整流电路的工作原理，由此可以回答什么是半波整流。 （请学生回答） ②：若在上面图中把整流二极管V极性对调后整理电路的原理又怎样分析
单相半控桥式晶闸管整流 电路的设计 Prepared on 22 November 2020
课程设计题目单相半控桥式晶闸管整流电路的设计 （带续流二极管）（阻感负载）学院自动化 专业自动化 班级100...班 姓名 指导教师许湘莲 2012年12月29日
一课程设计的性质和目的 性质：是电气信息专业的必修实践性环节。 目的： 1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力； 2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论； 3、初步掌握电力电子电路的设计方法。 二课程设计的内容: 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（阻感负载）？ 设计条件： 1、电源电压：交流100V/50Hz 2、输出功率：500W 3、移相范围0o~180o 三课程设计基本要求 1、两人一个题目，按学号组合； 2、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路； 3、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真； 4、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料； 5、通过答辩。
摘要 电力电子技术课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。本次课程设计要完成单相桥式半控整流电路的设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间连续可调，由于是半控电路，因此会用到晶闸管与电力二极管。此外，还要用MATLAB对设计的电路进行建模并仿真，得到电压与电流波形，对结果进行分析。 关键词：半控整流晶闸管
第一篇： 可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 1：电路原理：电路图如下 可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。
2：元器件选择 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。 第二篇： 本例介绍的温度控制器，具有SB260取材方便、性能可靠等特点，可用于种子催芽、食用菌培养、幼畜饲养及禽蛋卵化等方面的温度控制，也可用于控制电热毯、小功率电暖器等家用电器。 1．电路图温度控制器电路如图7.116所示。 2．工作原理220V交流电压经Cl降压、VD，和VD。整流、C2滤波及VS稳压后，一路作为IC(TL431型三端稳压集成电路)的输入直流电压；另一路经RT、R3和RP分压后，为IC提供控制电压。在被测温度低于RP的设定温度时，NTC502型负温度系数热敏电阻器Rr的电阻值较大，IC的控制电压高于其开启电压，IC导通，使LED点亮，VS受触发而导通，电热器EH通电开始加热。随着温度的不断上升，Rr的电阻值逐渐减小，同时IC的控制电压也随之下降。当被测温度高于设定温度时，IC截止，使LED熄灭，VS关断，EH断电而停止加热。随后温度又
变频器主电路中的可控整流电路 可控硅，又称为晶闸管。可控硅的意思：可控的硅整流器，与常规整流二极管相比，其整流输出电压是受控的，常与移相或过零触发电路配合，应用于交、直流调压电路。可控硅是在晶体管基础上发展起来的一种集成式半导体器件。单向可控硅的等效原理及测量电路见下图2-13： A K G P N P N K G G K G A 可控硅器件等效及测量电路 可控硅为具有三个PN 结的四层结构，由最外层的P 层、N 层引出两个电极——阳极A 和阴极K ，由中间的P 层引出控制极G 。电路符号好像为一只二极管，但好多一个引出电极——控制极或触发极G 。SCR 或MCR 为英文缩写名称。 从控制原理上可等效为一只PNP 三极管与一只NPN 三极管的连接电路，两管的基极电流和集电极电流互为通路，VT2的Ic 恰为VT1的Ib ，反之，VT1的Ic 也恰为VT2的Ib ，两管的Ic 、Ib 互为作用，具有强烈的正反反馈作用。一旦从G 、K 回路输入NPN 管子的基极电流，由于正反馈作用，两管将迅即进入饱合导通状态。可控硅导通之后，它的导通状态完全依靠管子本身的正反馈作用来维持，即使控制电流（电压）消失，可控硅仍处于导通状态。控制信号U GK 的作用仅仅是触发可控硅使其导通，导通之后，控制信号便失去控制作用了。控制信号在这里只起到一个“触发”作用，一旦可控硅的导通电流形成，则形成自维持导通条件。 单向可控硅的导通需要两个条件：1、A 、K 之间加正向电压；2、G 、K 之间输入一个正向触发电流信号，无论是直流或脉冲信号。若欲使可控硅关断，也有两个关断条件：1、使正向导通电流值小于其工作维持电流值；2、使A 、K 之间电压反向。 可见，可控硅器件若用于直流电路，一旦为触发信号开通，并保持一定幅度的流通电流的话，则可控硅会一直保持开通状态。除非将电源开断一次，才能使其关断。若用于交流电路，则在其承受正向电压期间，若接受一个触发信号，则一直保持导通，直到电压过零点到来，因无流通电流而自行关断。在承受反向电压期间，即使送入触发信号，可控硅也因A 、K 间电压反向，而处于截止状态。 可控硅器件因工艺上的离散性，其触发电压、触发电流值与导通压降，很难有统一的标
《电力电子技术》课程设计任务书 一、设计课题目 单相双半波晶闸管整流电路设计（纯电阻负载） 二、设计要求 1、单相双半波晶闸管整流电路的设计要求为： 负载为阻性负载. 2、技术要求: (1) 电网供电电压：交流100V/50Hz； (2) 输出功率：500W； (3) 移相范围：0°—180°； 在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思维方式以及创造能力要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。 在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。 课题设计的主要内容是供电方案的选定，主电路的设计，电路元件的选择，保护电路的选择，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。 前述 电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。 随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。在电能的生产和传输上，目前是以交流电为主。电力网供给用户的是交流电，而在许多场合，例如电解、蓄电池的充电、直流电动机