电力电子技术 第二章单相整流 (2)

电镀等。
• 变压器起变换 电压和隔离的 作用，其一次 侧和二次侧电 压瞬时值分别 用 u1 和 u2 表 示 ， 有效值分别用 U1和U2表示。
Goback
• 原理分析：
➢ 在u2正半周，VT承受正向阳极电压，wt1时刻给VT门极
加触发脉冲。
➢ 在t1刻之前，SCR处于正向阻断状态，电路中无电流， 负载电阻两端电压为零，u2全部施加于VT两端。
习题： 2-1，2
转波形
§2.2 单相桥式全控整流电路
Single Phase Bridge Controlled Rectifier
1. 电阻性负载
• 在u2正半周，ua>ub ，若4只管均未触发导通，则 输 出 id=0 ， ud=0 ， VT1 、 VT4 承 受 正 向 电 压 ， 各 承受u2 的一半。
➢ uR随着id而变化，当 uR=u2时did/dt=0， id到达峰值 u2/Rd（ L中贮能达最大）。
➢ u2由正变负过零，力图使SCR关断，但L的自感电 势总是反抗其电流的减小，使SCR延续导通。L大
则延续时间长。
转波形
Goback
➢在u2过零点处，id尚处于减小的过程中，能量尚在释 放。 u2=0，但SCR仍正偏，因为did/dt<0，下正上负 的自感电势使SCR正偏而继续导通。此自感电势的极 性表明，L往外供出能量，一方面供给电阻消耗，另 一方面供给变压器副边吸收能量，反送给交流电源。
R2
I T
1 (a
2U 2
sin
wt)2
d(wt)
U 2
2 R
2R
1 sin 2a a
2
• 变压器副边电流有效值I2与输出电流有效值相等：
II 2

◆基本数量关系
☞a：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度
称为触发延迟角，也称触发角或控制角。
☞q：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。
☞直流输出电压平均值
p ww p a a U d 2 1a p2 U 2 sit( n d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 . s 4 U 2 5 1 c 2o（s3-1）
☞随着a增大，Ud减小，该电路中VT的a移相范围为180。
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控 制方式，简称相控方式。
第5页，共22页。
3.1.1 单相半波可控整流电路
u
2
b)
0
wt1
p
ug
c) 0
ud
+
d) 0a
id
e)
0
q
u VT
f) 0
2p +
■带阻感负载的工作情况
☞wt2时刻，电感能量释放完毕，id降至零， wt VT关断并立即承受反压。
☞由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，使ud wt 波形出现负的部分，与带电阻负载时相比其平均
值Ud下降。
wt
图3-2 带阻感负载的单相半波 可控整流电路及其波形
第6页，共22页。
3.1.1 单相半波可控整流电路
◆电力电子电路基本分析方法
a)
和VT3组成另一对桥臂。
☞在u2正半周（即a点电位高于b点电位）
√若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,
No VT1、VT4串联承受电压u2。 √在触发角a处给VT1和VT4加触发 脉冲，
ud
ud(i d)
id
VT2和VT3的

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门极触发电路的一般要求：
触发脉冲应有足够的功率，触发脉冲的电压电 流应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的裕量。
触发脉冲的相位应能在规定的范围内移动。
触发脉冲与晶闸管主电路电源必须同步，两者 频率应该相同，而且要有固定的相位关系，使每一 周期都能在同样的相位上触发。
PV间为负阻特性。 “负阻区”
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V点对应：谷点电压 UV 谷点电流 IV
（4）V点以后，基片中载流 子密度足够高，复合机会增 多， Rb1 不再降低，
Ie Ue
“饱和”。“饱和区”
（5）导通以后，若Ue减小到小于UV时，单结晶 体管由导通恢复到截止。
UV是维持单结晶体管导通的最小电压。
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二. 单结晶体管的自振荡电路 i
接uC通按电源2 时：ReC 的指数
uC=0曲，线单逐结渐晶增体加管。截止。
电源E通过R1、R2加于单结晶体管b1、b2上。 同时E Re C 地，对C充电。
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i
当 uC < UP 时，单结晶体管截止。
Ud R
晶闸管和二极管电流有效值：
IT ID 2Id （2-22）
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续流二极管电流有效值：
I DR
Id
（2-23）
变压器二次绕组电流有效值：
I2
Id
（2-24）
习题：11（P36）
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➢ 单相桥式半控整流电路的另一种接法

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2.4 电容滤波的不可控整流电路（不作要求） 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电路 2.4.2 电容滤波的三相不可控整流电路
2.5 整流电路的谐波和功率因数 2.5.1 谐波和无功功率分析基础 2.5.2 带电感性负载时可控整流电路交流侧谐波和功 率因数分析 2.5.3 电容滤波的不可控整流电路交流侧谐波和功 率因数分析 2.5.4 整流输出电压和电流的谐波分析
第二章 第 8 页
2.1.1 单相半波可控整流电路（单相半波）
〔基本数量关系〕
直流输出电压平均值Ud
U d 2 1 2 U 2 sitn (d t)2 2 U 2(1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2o （2s -1）
说明：使用万用表直流档测量Ud即为该数值；
（2） ωt1 ～ π : U2为正， VT1和VT4 由于触发脉冲UG的 作用而导通， VT2和VT3承受 U2 的反向电压， id =U2/R ；
（3） π ～ ωt2(π + ωt1) ：
U2为负，VT2和VT3无触发脉 冲截止，VT2和VT3分担U2/2的 正向电压，VT1和VT4分担U2/2 的反向电压, Ud=0;
u2
重点注意：工作原理（波形分析）、定 b ) 0 t1
2
t
量计算、不同负载的影响。
ug
c)
0
t
ud
2.1.1 单相半波可控整流电路（单相半波） d ) 0
t
Single Phase Half Wave Controlled Rectifier
uVT
1. 带电阻负载的工作情况
t 关断；
第二章 第 13 页
图2-2 带电感性负载的 单相半波电路及其波形