天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案

1、.PAGE 63：.；PAGE 71天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007 學(xué)期：第二學(xué)期課次7課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次4日期課題第2章相控整流電路 性能目的 單相半波相控整流電路教學(xué)目的了解和掌握單相半波相控整流電路的電路構(gòu)造、任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)波形分析和根本電量計(jì)算的方法教學(xué)難點(diǎn)波形分析實(shí)踐環(huán)節(jié)多媒體作業(yè)214教研室主恣意見：贊同該方案，單相相控整流電路是本章內(nèi)容的根底和重點(diǎn)，掌握其分析方法對(duì)后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)非常有協(xié)助 。簽字：劉沂日

2、期：2007.3.26天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案第2章 相控整流電路2.1 整流器的性能目的 2.2 單相相控整流電路2.3 三相相控整流電路2.4 相控整流電路的換相壓降2.5 整流電路的有源逆變?nèi)蝿?wù)電路2.6 晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案第2章 相控整流電路整流電路；交流轉(zhuǎn)換為直流。相控整流電路:電壓可調(diào)。二極管整流電路:電壓固定。 相控整流電路的類型 ： 按照輸入交流電源的相數(shù):單相、三相和多相整流電路； 按電路中組成的電力電子器件控制特性:不可控、半控整流電路； 根據(jù)整流電路的構(gòu)造方式:半波、全波和橋式整流電路等類型。2.1 整流器

3、的性能目的 定義：利用電力電子器件的可控開關(guān)特性把交流電能變?yōu)橹绷麟娔艿恼麟娐窐?gòu)成的系統(tǒng)稱為整流器。整流器電路性能和控制方式必需滿足的要求：1輸出的直流電壓大小可以控制；2輸出直流側(cè)電壓和交流側(cè)電流中的紋波都必需限制在允許范圍內(nèi)；3整流器的效率要高。1、電壓紋波系數(shù)整流器的輸出電壓是脈動(dòng)的，其中除了有主要的直流成分外，還有一定交流諧波成分。定義整流器的輸出電壓的交流紋波有效值與直流平均值之比為電壓紋波系數(shù)。即 ： 2.1.1假設(shè)直流輸出電壓有效值用U表示，那么， 天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案因此有： 2.1.22、電壓脈動(dòng)系數(shù)假設(shè)第n次

4、諧波峰值為Unm, 那么定義與之比為電壓脈動(dòng)系數(shù)， 2.1.33、輸入電流總畸變率THD整流電路輸出為各次諧波電流之和。輸入電流總畸變率THDTotal Harmonic Distortion又稱諧波因數(shù)HFHarmonic Factor，是指除基波電流以外的一切諧波電流有效值與基波電流效值之比，即：2.1.4式中為n次諧波電流有效值。4、輸入功率因數(shù)PF定義交流電源輸入有功功率平均值P與其視在功率S之比為輸入功率因數(shù)PFPower factor, 即： 2.1.5對(duì)于無畸變的正弦波，諧波電流在一個(gè)周期內(nèi)的平均功率為零，只需基波電流構(gòu)成有功功率 上式中是輸入電壓與輸入電流基波分量之間的相位角。

5、那么 稱為基波位移因數(shù)(或基波功率因數(shù))，于是輸入功率因數(shù)為:天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 2.1.6式中稱為基波因數(shù)，且有所以： 2.1.7上式闡明：功率因數(shù)由基波電流相移和電流波形畸變這兩個(gè)要素共同決議。越小，基波功率因數(shù)越大，相應(yīng)的PF也越大。另一方面，輸入電流總畸變率THD越小，功率因數(shù)PF也越大。 2.2 單相相控整流電路 單相相控整流電路可分為單相半波、單相全波和單相橋式相控整流電路，它們所銜接的負(fù)載性質(zhì)不同就會(huì)有不同的特點(diǎn)。2.2.1 單相半波相控整流電路1. 電阻性負(fù)載圖2.2.1 單相半波可控整流 1)任務(wù)原理天津冶金職

6、業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案如圖2.2.1a所示是單相半波相控整流帶電阻性負(fù)載的電路。圖中稱為整流變壓器，其二次側(cè)的輸出電壓為 2.2.1在電源正半周，晶閘管T接受正向電壓，t R的情況下，負(fù)載電壓波形圖中正負(fù)面積相近，即不論天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案為何值，都有。其波形如圖2.2.3所示。圖2.2.3 LR 時(shí)不同時(shí)的電流波形在單相半波相控整流電路中，由于電感的存在，整流輸出電壓的平均值將減小，特別在大電感負(fù)載LR時(shí)，輸出電壓平均值接近于零，負(fù)載上得不到應(yīng)有的電壓。處理的方法是在負(fù)載的兩端并聯(lián)續(xù)流二極管D。圖2.2.4 大電感負(fù)載

7、接續(xù)流管的單相半波整流電路及電流電壓波形如圖2.2.4(a)為大電感負(fù)載接續(xù)流管的單相半波整流電路。針對(duì)圖2.2.4(b)所示的電路，在電源電壓正半周t=時(shí)辰觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，二極管D接受反壓不導(dǎo)通，負(fù)載上電壓波形與不加二極管時(shí)一樣。當(dāng)電源電壓過零變負(fù)時(shí)，二極管受正向電壓而導(dǎo)通，負(fù)載上電感維持的電流經(jīng)二極管繼續(xù)流通，故二極管D稱為續(xù)流二極管。二極管導(dǎo)通時(shí)，晶閘管被加上反向電壓而關(guān)斷，此時(shí)負(fù)載上電壓為零不會(huì)出現(xiàn)負(fù)電壓。由此可見，在電源電壓正半周，負(fù)載電流由晶閘管導(dǎo)通提供；電源電壓負(fù)天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案半周時(shí)，續(xù)流二極管D維持負(fù)載電流；因此負(fù)載電流是一個(gè)延續(xù)且平穩(wěn)的直流電流。大

8、電感負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形是一條平行于橫軸的直線，其值為。波形圖如圖2.2.4(b)所示。電感性負(fù)載大電感參數(shù)計(jì)算假設(shè)設(shè)和分別為晶閘管和續(xù)流二極管在一個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通角，那么容易得出晶閘管的電壓平均值為： 2.2.13流過續(xù)流二極管的電流平均值為： 2.2.14流過晶閘管和續(xù)流管的電流有效值分別為： 2.2.15 2.2.16晶閘管與續(xù)流管接受的最大電壓均為：3、單相半波可控整流電路特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：線路簡(jiǎn)單，調(diào)整方便；缺陷：1輸出電壓脈動(dòng)大，負(fù)載電流脈動(dòng)大電阻性負(fù)載時(shí)。2整流變壓器次級(jí)繞組中存在直流電流分量， 使鐵芯磁化，變壓器容量不能充分利用。假設(shè)不用變壓器，那么交流回路有直流電流，使電網(wǎng)波形畸變引

9、起額外損耗。運(yùn)用：?jiǎn)蜗喟氩煽卣麟娐分贿m于小容量、波形要求不高的場(chǎng)所。天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次8課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次4日期課題單相半波相控整流電路安裝調(diào)試維修教學(xué)目的掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和維修方法掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及感性負(fù)載時(shí)的任務(wù)了解續(xù)流二極管的作用課型面授多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)掌握單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的調(diào)試步驟和維修方法掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及感性負(fù)載時(shí)的任務(wù)教學(xué)難點(diǎn)掌握單相半波可控整流電路在電阻負(fù)載及感性負(fù)載時(shí)的

10、任務(wù)實(shí)踐環(huán)節(jié)多媒體及實(shí)際課作業(yè)實(shí)際報(bào)告教研室主恣意見：贊同該方案，實(shí)際課加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手才干的培育，以利于教學(xué)的深化。簽字：劉沂日期：2007.3.29天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次9課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次5日期課題第2章相控整流電路 單相橋式相控整流電路教學(xué)目的了解和掌握單相相控整流電路的電路構(gòu)造、任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)波形分析和根本電量計(jì)算的方法教學(xué)難點(diǎn)波形分析實(shí)踐環(huán)節(jié)多媒體作業(yè)258教研室主恣意見：贊同該方案

11、，留意教學(xué)進(jìn)度及與教學(xué)大綱的內(nèi)容一致。簽字：劉沂日期：2007.4.2天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2.2.2 單相橋式相控整流電路 1、阻性負(fù)載的移相范圍是0180任務(wù)原理分析：?jiǎn)蜗嗳貥蚴秸麟娐穾щ娮栊载?fù)載的電路如圖2.2.5組成整流橋。負(fù)載電阻是純電阻。 圖2.2.5 單相全控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載的電路與任務(wù)波形當(dāng)交流電壓進(jìn)入正半周時(shí)，a端電位高于b端電位，兩個(gè)晶閘管、同時(shí)接受正向電壓，假設(shè)此時(shí)門極無觸發(fā)信號(hào)，那么兩個(gè)晶閘管仍處于正相阻斷狀態(tài)，其等效電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載電阻，電源電壓將全部加在和上，負(fù)載上電壓。在時(shí)辰，給和同時(shí)加觸發(fā)脈沖，那么兩個(gè)晶閘管立刻觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓

12、將經(jīng)過和加在負(fù)載電阻上，在的正半周期，同時(shí)承天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案受正向電壓，在時(shí)，同時(shí)給和加觸發(fā)脈沖使其導(dǎo)通，電流經(jīng)、二次側(cè)構(gòu)成回路。在負(fù)載兩端獲得與正半周一樣波形的整流電壓和電流，在這期間和均接受反向電壓而處于阻斷形狀。當(dāng)由負(fù)半周電壓過零變正時(shí)，、因電流過零而關(guān)斷。在此期間、因接受反壓而截止。、又降為零。一個(gè)周期過后，、在時(shí)辰又被觸發(fā)導(dǎo)通。如此循環(huán)下去。很明顯，上述兩組觸發(fā)脈沖在相位上相差180，這就構(gòu)成了圖2.2.5b-f所示單相全控橋式整流電路輸出電壓。電流和晶閘管上接受電壓的波形圖。由以上電路任務(wù)原理可知，在交流電源的正、負(fù)半周里，、和、兩組晶閘管輪番觸發(fā)導(dǎo)通，將

13、交流電源變成脈動(dòng)的直流電。改動(dòng)觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)辰，即改動(dòng)的大小，、的波形和平均值隨之改動(dòng)。阻性負(fù)載參數(shù)計(jì)算：1整流輸出電壓的平均值為 2.2.17即為最小值時(shí)，=180，為最大值時(shí)=0，所以單相全控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)，的移相范圍是0180。2整流輸出電壓的有效值為 2.2.183輸出電流的平均值和有效值分別為 2.2.19 2-204流過每個(gè)晶閘管的平均電流為輸出電流平均值的一半，即 2-215流過每個(gè)晶閘管的電流有效值為 2-226晶閘管接受的最大反向電壓為U2。 7 在一個(gè)周期內(nèi)，電源經(jīng)過變壓器兩次向負(fù)載提供能量，因此負(fù)載電流有效值與變壓器次級(jí)電流有效值I2一樣。那么電路的功率因數(shù)

14、可以按下式計(jì)算 2-23經(jīng)過上述數(shù)量關(guān)系的分析，電阻負(fù)載時(shí)，對(duì)單相全控橋式整流電路與半波整流電路可作如下比較：的移相范圍相等，均為0180；輸出電壓平均值Ud是半波整流電路的倍；在一樣的負(fù)載功率下，流過晶閘管的平均電流減小一半；功率因數(shù)提高了倍。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 2.2.204流過每個(gè)晶閘管的平均電流為輸出電流平均值的一半，即 2.2.215流過每個(gè)晶閘管的電流有效值為(2.2.22 6晶閘管接受的最大反向電壓為。 7在一個(gè)周期內(nèi)，電源經(jīng)過變壓器兩次向負(fù)載提供能量，因此負(fù)載電流有效值與變壓器次級(jí)電流有效值I2一樣。那么電路的功率因數(shù)可以按下式計(jì)算 2.2.23經(jīng)過上述

15、數(shù)量關(guān)系的分析，電阻負(fù)載時(shí)，對(duì)單相全控橋式整流電路與半波整流電路可作如下比較：的移相范圍相等，均為0180；輸出電壓平均值是半波整流電路的倍；在一樣的負(fù)載功率下，流過晶閘管的平均電流減小一半；、功率因數(shù)提高了倍。例2-2單相橋式全控整流電路給電阻性負(fù)載供電，要求整流輸出電壓能在0-100V內(nèi)延續(xù)可調(diào)，負(fù)載最大電流為20A。由220V交流電網(wǎng)直接供電時(shí)，計(jì)算晶閘管的控制角和電流有效值、電源容量S及時(shí)電源的功率因數(shù)PF。采用降壓變壓器供電，并思索最小控制角時(shí)，求變壓器變壓比K及時(shí)電源的功率因數(shù)PF。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案解： 當(dāng)=100V時(shí)，由可得：當(dāng)時(shí)，=180。所以控制角在

16、89.4-180內(nèi)變化。負(fù)載電流有效值其中 當(dāng)=89.4時(shí)，流過晶閘管的電流有效值為電源容量當(dāng)時(shí)，=134.2此時(shí)電源的功率因數(shù)為當(dāng)采用降壓變壓器，時(shí)，所以變壓器副邊電壓為變比 當(dāng)時(shí)，=116此時(shí)電源的功率因數(shù)為：由此可見，在計(jì)算晶閘管、變壓器電流時(shí)應(yīng)計(jì)算最大值。整流變壓器的作用不僅能使整流電路與交流電網(wǎng)隔離，還可以經(jīng)過合理選擇，提高電源功率天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案因數(shù)、降低晶閘管所接受電壓的最大值和減小電源容量，防止相控整流電路中高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。2大電感負(fù)載任務(wù)原理分析：電路控制角的移相范圍為0/2圖2.2.6 單相全控橋式整流電路帶電感性負(fù)載電路與波形圖當(dāng)負(fù)載有電感

17、與電阻組成時(shí)被稱為阻感性負(fù)載。例如各種電機(jī)的勵(lì)磁繞組，整流輸出端接有平波電抗器的負(fù)載等。在電源電壓正半周期間，、接受正向電壓，假設(shè)在時(shí)辰觸發(fā)、導(dǎo)通，電流經(jīng)、負(fù)載、和二次回路，但由于大電感的存在，過零變負(fù)時(shí)，電感上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使、繼續(xù)導(dǎo)通，直到、被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，、接受反壓而關(guān)斷。輸出電壓的波形出現(xiàn)了負(fù)值部分。在電源電壓負(fù)半周期，晶閘管、受正向電壓，在時(shí)辰觸發(fā)、導(dǎo)通，、受反壓而關(guān)斷，負(fù)載電流從、中換流至、中。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案在時(shí)電壓過 零，、因電感中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并不斷，直到下個(gè)周期、導(dǎo)通時(shí)，、加上反壓才關(guān)斷。值得留意的是，只需當(dāng)時(shí)，負(fù)載電流才延續(xù)，當(dāng)時(shí)，負(fù)載電流不延續(xù)，而且

18、輸出電壓的平均值均接近于零，因此這種電路控制角的移相范圍是 。電路控制角的移相范圍為0/2。1在電流延續(xù)的情況下整流輸出電壓的平均值為(090) 2.2.242整流輸出電壓有效值為 2.2.253晶閘管接受的最大正反向電壓為。4在一個(gè)周期內(nèi)每組晶閘管各導(dǎo)通180，兩組輪番導(dǎo)通，變壓器次級(jí)中的電流是正負(fù)對(duì)稱的方波，電流的平均值Id和有效值I相等，其波形系數(shù)為。5在電流延續(xù)的情況下整流輸出電壓的平均值為 2.2.26 2.2.27在大電感負(fù)載情況下，接近/2時(shí)，輸出電壓的平均值接近于零，負(fù)載上的電壓太小。且理想的大電感負(fù)載是不存在的，故實(shí)踐電流波形不能夠是一條直線，而且在之前，電流就出現(xiàn)斷續(xù)。電感

19、量越小，電流開場(chǎng)斷續(xù)的值就越小。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案單相全控橋式整流電路大電感負(fù)載如圖2-7所示，知電感足夠大，電阻，假設(shè)要求在0200V內(nèi)延續(xù)可調(diào)，且min=30，請(qǐng)就不接蓄流二極管和接蓄流二極管兩種情況，選擇晶閘管的型號(hào)。解： 輸出的最大電流為：不接續(xù)流二極管時(shí)，所以晶閘管的額定電流，選20A額定電壓為選1000V。所以選擇型號(hào)為KP-10接續(xù)流二極管時(shí)，得。所以晶閘管的額定電流，選20A額定電壓為，選1000V所以選擇型號(hào)為KP-103反電勢(shì)負(fù)載任務(wù)原理反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載：對(duì)于可控整流電路來說，被充電的蓄電池、電容器、正在運(yùn)轉(zhuǎn)的直流電動(dòng)機(jī)的電樞電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E等

20、本身是一個(gè)直流電壓的負(fù)載。電角時(shí)，整流電流波形出現(xiàn)斷流。其波形如下圖，圖中的為停頓導(dǎo)電角。也就是說與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提早了電角度停頓導(dǎo)電。 (2.2.28)天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案時(shí)，假設(shè)觸發(fā)脈沖到來，晶閘管因接受負(fù)電壓不能夠?qū)?。為了使晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)脈沖有足夠的寬度，保證當(dāng)時(shí)辰晶閘管開場(chǎng)接受電壓時(shí)，觸發(fā)脈沖依然存在。這樣就要求觸發(fā)角。1整流器輸出端直流電壓平均值 2.2.292整流電流平均值 2.2.30 3停頓導(dǎo)電角 2.2.31在上述條件下，整流電壓的波形和負(fù)載電流的波形與電感負(fù)載電流時(shí)的波形一樣，的計(jì)算公式也一樣。針對(duì)電動(dòng)機(jī)在低速輕載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流延續(xù)的臨

21、界情況，可計(jì)算出需求的電感量L由下式?jīng)Q議： 2.2.32式中，L為主電路總電感量，其單位為H。天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次10課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次5日期課題單相橋式相控整流電路安裝調(diào)試與維修教學(xué)目的1、掌握單相橋式相控整流電路在電阻負(fù)載及感性負(fù)載時(shí)的任務(wù)情況2、了解單相橋式相控整流電路安裝與調(diào)試的方法及缺點(diǎn)維修3、了解續(xù)流二極管的作用課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)掌握單相橋式相控整流電路在電阻負(fù)載及感性負(fù)載時(shí)的任務(wù)情況了解單相橋式相控整流電路安裝與調(diào)試的方法及

22、缺點(diǎn)維修教學(xué)難點(diǎn)了解單相橋式相控整流電路安裝與調(diào)試的方法及缺點(diǎn)維修實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)際課作業(yè)實(shí)際報(bào)告教研室主恣意見：贊同該方案，實(shí)際課中逐漸讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題加以分析和處理。簽字：劉沂日期：2007.4.5課后感想天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次11課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次6日期課題第2章相控整流電路 三相半波相控整流電路教學(xué)目的了解和掌握三相半波相控整流電路的電路構(gòu)造、任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)波形分析和根本電量計(jì)算

23、的方法教學(xué)難點(diǎn)波形分析實(shí)踐環(huán)節(jié)多媒體作業(yè)2912教研室主恣意見：贊同該方案，留意教學(xué)進(jìn)度及與教學(xué)大綱的內(nèi)容一致。簽字：劉沂日期：2007.4.9天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2.3 三相相控整流電路 三相整流電路分為三相半波、三相橋式整流電路兩大類，實(shí)踐中由于三相相控橋式整流電路具有輸出電壓脈動(dòng)小、脈動(dòng)頻率高、網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)高以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)，因此它在中、大功率領(lǐng)域中獲得了廣泛的運(yùn)用。但是三相半波相控整流電路是根底，其分析方法對(duì)研討其他整流電路包括雙反星形相控整流和時(shí)而脈波相控整流電路非常有用，其他電路可看成是它的串聯(lián)或并聯(lián)。下面著重討論幾種常用電路的任務(wù)原理。2.3.1 三相半

24、波相控整流電路 1、電阻性負(fù)載任務(wù)原理分析帶電阻性負(fù)載的三相半波相控整流電路如圖2.3.1a所示。圖中將三個(gè)晶閘管的陰極連在一同接到負(fù)載端，這種接法稱為共陰接法假設(shè)將三個(gè)晶閘管的陽極連在一同接到負(fù)載端，這種接法稱為共陽接法，三個(gè)陽極分別接到變壓器二次側(cè)，變壓器為/Y接法。共陰接法時(shí)觸發(fā)電路有公共點(diǎn)，接線比較方便，運(yùn)用更為廣泛。圖2.3.1 電阻性負(fù)載的三相半波相控整流電路及波形(=0)(1在期間，相電壓比、相都高，假設(shè)在時(shí)辰觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上得到相電壓。(2在期間，相電壓最高，假設(shè)在時(shí)辰觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載上得到B相電壓， 關(guān)斷 。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 (3)在時(shí)期間，C相

25、電壓最高，假設(shè)在刻觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載上得到相電壓，并關(guān)斷。 如此循環(huán)下去，輸出的整流電壓是一個(gè)脈動(dòng)的直流電壓，它是三相交流相電壓正半周的包絡(luò)線，在三系昂電源的一個(gè)周期內(nèi)有三次脈動(dòng)。輸出電流id、晶閘管兩端電壓的波形如圖2.3.1b所示。逐漸增大控制角，整流輸出電壓將逐漸減小。當(dāng)=30時(shí)，、波形臨界延續(xù)。繼續(xù)增大，當(dāng)30時(shí)，輸出電壓和電流波形將不再繼續(xù)。圖2-10b所實(shí)是=60式的輸出電壓波形。繼續(xù)增大控制角，整流輸出電壓繼續(xù)減小，當(dāng)=150時(shí)，整流輸出電壓為零。圖2.3.2 三相半波相控整流=18、60時(shí)的波形圖結(jié)論：在30時(shí)，輸出電壓和電流波形將不再延續(xù)；在電源交流電路中不存在電感情況下，晶閘管

26、之間的電流轉(zhuǎn)移是在瞬間完成的；天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案負(fù)載上的電壓波形是相電壓的一部分；晶閘管處于截止形狀時(shí)所接受的電壓是線電壓而不是相電壓。整流輸出電壓的脈動(dòng)頻率為 HZ(脈波數(shù)m=3)。參數(shù)計(jì)算假設(shè)A相電源輸入相電壓 ，B、C相相應(yīng)滯后那么： 當(dāng)=0時(shí)整流輸出電壓平均值最大。增大，減小，當(dāng)=150時(shí)，=0。所以帶電阻性負(fù)載的三相半波相控整流電路的移相范圍為0150當(dāng)30時(shí)，負(fù)載電流延續(xù)各相晶閘管每周期輪番導(dǎo)電120，導(dǎo)通角 =120。輸出電壓平均值為: 2.3.1式中為整流變壓器二次側(cè)相電壓有效值。 當(dāng)30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，輸出電壓平均值為: 2.3.2(4) 晶閘管接受

27、的最大反向電壓為電源線電壓峰值，即 ，最大正向電壓為電源相電壓，即。5負(fù)載電流的平均值: 2.3.3流過每個(gè)晶閘管的平均電流: 天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案流過每個(gè)晶閘管的電流有效值為: 2.3.4 2.3.5例2-4 調(diào)壓范圍為215V的直流電源，采用三相半波控整流電路帶電阻負(fù)載，輸出電流不小于130A。求：1整流變壓器二次側(cè)相電壓有效值；2試計(jì)算9V時(shí)的角；3選擇晶閘管的型號(hào)；4計(jì)算變壓器二次側(cè)的容量；解：1由于是電阻性負(fù)載，且，此時(shí)可視為=0，而 那么 2當(dāng)=30時(shí)，因此時(shí)，一定有30，于是那么 =57.73當(dāng)=57.7時(shí)，有天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案那么

28、故 晶閘管的額定電流為：晶閘管的額定電壓為： 思索欲量，選擇KP100-1型號(hào)的晶閘管。4由于 2、大電感負(fù)載電路特點(diǎn)(1)在30時(shí)，的波形與電阻性負(fù)載時(shí)一樣。(2)30時(shí)波形出現(xiàn)部分負(fù)壓。(3)雖然30，由于大電感負(fù)載的作用，依然使各相晶閘管導(dǎo)通120，保證了電流的延續(xù)。參數(shù)計(jì)算:1整流輸出電壓平均值為: (2.3.6)當(dāng)=0時(shí)最大，當(dāng)=90時(shí)，=0。因此，大電感負(fù)載時(shí)，三相半整流電路的移相范圍為090。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 圖2.3.3 大電感負(fù)載的三相半波整流電路及波形=602流過每個(gè)晶閘管的平均電流與有效電流分別為: (2.3.7) (2.3.8)大電感負(fù)載時(shí)，晶

29、閘管能夠接受的最大正反相電壓都是，這與電阻性負(fù)載時(shí)只接受的正向電壓是不同的。大電感負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)參數(shù)計(jì)算1的波形與純電阻性負(fù)載時(shí)一樣，的計(jì)算公式也一樣。 (2.3.9)天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2負(fù)載電流 ,。3一周期內(nèi)晶閘管的導(dǎo)通角4續(xù)流二極管在一周期內(nèi)導(dǎo)通三次，其導(dǎo)通角=3(30)。5流過晶閘管的平均電流和有效電流分別為 (2.3.10) (2.3.11)6流過續(xù)流管的平均電流和有效電流分別為 (2.3.12) (2.3.13)共陽極的三相半波相控整流電路任務(wù)原理三相半撥相控整流電路，除了上面引見的共陰極接法外，還有還有一種是把三只晶閘管的陽極銜接在一同，而三個(gè)陰極分別

30、接到三相交流電、電源，如圖2.3.4a所示，這種接法稱為共陽極法。由于三只晶閘管、的陽極銜接在一同，所以等電位，可把三只晶閘管的陽極固定在同一塊大散熱板上，散熱效果好，安裝也方便。但是，共陽極接法的三相觸發(fā)電路輸出脈沖變壓器二次繞組就不能有公共線，這給調(diào)試和運(yùn)用帶來不便。天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次12課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次6日期課題三相半波相控整流電路安裝調(diào)試維修教學(xué)目的了解和掌握單相相控整流電路的電路構(gòu)造、任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn)

31、實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)波形分析和根本電量計(jì)算的方法教學(xué)難點(diǎn)波形分析實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)際課作業(yè)實(shí)際報(bào)告教研室主恣意見：贊同該方案，留意教學(xué)進(jìn)度及與教學(xué)大綱的內(nèi)容一致。簽字：劉沂日期：2007.4.2天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次13課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次7日期課題第2章相控整流電路 三相橋式相控整流電路教學(xué)目的了解和掌握三相橋式相控整流電路的電路構(gòu)造、任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)波形分析和根本電量計(jì)算的方法教學(xué)難點(diǎn)波形分析實(shí)踐環(huán)

32、節(jié)多媒體作業(yè)213教研室主恣意見：贊同該方案，留意教學(xué)進(jìn)度及與教學(xué)大綱的內(nèi)容一致。簽字：劉沂日期：2007.4.16天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2.3.2 三相橋式相控整流電路 1、電阻性負(fù)載任務(wù)原理共陰極組的自然換流點(diǎn)(=0)在、時(shí)辰，分別觸發(fā)、晶閘管。共陽極組的自然換流點(diǎn)(=0)在、時(shí)辰，分別觸發(fā)、晶閘管。晶閘管的導(dǎo)照射序?yàn)椋?。圖2.3.5 三相橋式相控整流電路帶電阻負(fù)載=0 時(shí)的情況l每個(gè)時(shí)辰均需2個(gè)不同組的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成向負(fù)載供電的回路，其中且不能為同一相的晶閘管；2對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：6個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖按的順序相位依次差60分別觸發(fā)天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授

33、課 教 案晶閘管；共陰極組、的觸發(fā)脈沖依次相差120，共陽極組、的觸發(fā)脈沖也依次差120,同一相的上下兩個(gè)橋臂，即 、與，與 ，與脈沖相差180；3全控橋觸發(fā)脈沖類型：寬脈沖觸發(fā)：使脈沖寬度大于60(普通取80100);雙脈沖觸發(fā)：用兩個(gè)窄脈沖替代寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60，脈寬普通為2030。 4帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路角的移相范圍是 120。 3、三相橋式全控整流電路不同時(shí)任務(wù)原理: =30時(shí)任務(wù)波形： 圖2.3.6 三相橋式相控整流電路 帶電阻負(fù)載=30 時(shí)的情況=60時(shí)任務(wù)波形：天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 圖2.3.7 三相橋式相控整流電路 帶電阻負(fù)載=6

34、0 時(shí)的情況=90時(shí)任務(wù)波形：圖2.3.8 三相橋式相控整流電路 帶電阻負(fù)載=90 時(shí)的情況天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案4、三相橋式全控整流電路參數(shù)計(jì)算1當(dāng)60時(shí)，負(fù)載電流延續(xù)，負(fù)載上接受的是線電壓設(shè)其表達(dá)式為，在內(nèi)積分上 、下限為和。因此當(dāng)控制角為時(shí)，整流輸出電壓的平均值為: 2.3.142當(dāng)60時(shí)，負(fù)載電流不延續(xù)，整流輸出電壓的平均值為:2.3.15晶閘管接受的最大正、反向峰值電壓為: 5、大電感負(fù)載這里引見帶大電感負(fù)載的三相全控橋式整流電路。如圖2-13a所示是帶大電感負(fù)載的三相全控橋式整流電路。電路移向范圍為0901=0時(shí)任務(wù)波形圖2.3.9a所示是三相全控橋式整流電路帶

35、電感負(fù)載的電路。為了節(jié)省篇幅這里只討論大電感負(fù)載的情況。和三相全控橋式整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)一樣，把共陰極組的晶閘管依次編號(hào)為、把共陽極的晶閘管依次編號(hào)、。圖2.3.9be所式為帶大電感負(fù)載的三相全控橋式整流電路在時(shí)的電流電壓波形。由三相半波電路的分析可知，共陰極組的自然換流點(diǎn)在、時(shí)辰，分別觸發(fā)、晶閘管，同理可知共陽極組的自然換流點(diǎn)在、時(shí)辰，分別觸發(fā)、晶閘管。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 圖2.3.8 帶大電感負(fù)載的三相全控橋式整流電路及=0時(shí)的電流電壓波形 晶閘管的導(dǎo)照射序?yàn)?。為了分析方便，把交流電源的一個(gè)周期由六個(gè)自然換流點(diǎn)劃分為六段，并假設(shè)在t=0時(shí)電路已在任務(wù)，即、同時(shí)導(dǎo)通

36、，電流波形曾經(jīng)構(gòu)成。在期間，U相電壓為最大值，在時(shí)辰觸發(fā)，那么導(dǎo)通，因接受反壓而關(guān)斷。此時(shí)變成和同時(shí)導(dǎo)通，電流從U相流出，經(jīng)、負(fù)載、流回V相，負(fù)載上得到U、V線電壓。在期間，W相電壓變?yōu)樽钚∝?fù)值，U相電壓仍堅(jiān)持最大正值，在時(shí)辰觸發(fā)，那么導(dǎo)通，關(guān)斷。此時(shí)和同時(shí)導(dǎo)通，負(fù)載上得到U，W線電壓。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案在期間，V相電壓變?yōu)樽畲笳?，W相堅(jiān)持最負(fù)，時(shí)辰觸發(fā)、導(dǎo)通，關(guān)斷。此時(shí)和同時(shí)導(dǎo)通，負(fù)載得到V、W線電壓。依此類推，在期間和導(dǎo)通，負(fù)載上得到，在期間和導(dǎo)通，負(fù)載上得到。在期間，和導(dǎo)通，負(fù)載上得到。到期間，反復(fù)從開場(chǎng)的這一過程。在一個(gè)周期內(nèi)負(fù)載上得到如圖2-13d所示的整流

37、輸出電壓波形，它是線電壓波形正半部分的包絡(luò)線，其基波頻率為300Hz，脈動(dòng)較小。 當(dāng)大于0時(shí)，輸出電壓波形發(fā)生變化，如圖2-14(b)所示分別為=30、90時(shí)的電流電壓波形。由圖中可見，當(dāng)在60以內(nèi)時(shí)，波形均為正值；當(dāng)在60到90之間時(shí)，由于電桿的作用，波形出現(xiàn)負(fù)值，但正面積大于負(fù)面積，電壓平均值Ud仍為正值；當(dāng)?shù)扔?0時(shí)，政府面積根本相等，即Ud近似為零。2=30、 90時(shí)任務(wù)波形圖2.3.9 帶大電感負(fù)載的三相全控橋式整流電路在=30、90時(shí)的電流電壓波形天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案6、大電感負(fù)載參數(shù)計(jì)算 在090范圍內(nèi)負(fù)載電流延續(xù)，負(fù)載上接受的是線電壓，設(shè)其表達(dá)式為，而線電

38、壓超前于相電壓30，在內(nèi)積分上、下限為 和。因此當(dāng)控制角為時(shí)：1整流輸出電壓的平均值為: 0902負(fù)載電流平均值為 (2.3.16)三相全控橋式整流電路中，晶閘管換流只在本組內(nèi)進(jìn)展，每隔120換流一次，即在電流延續(xù)的情況下，每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角=120。因此3流過晶閘管的電流平均值和有效值 (2.3.17) (2.3.18)4 流進(jìn)變壓器次級(jí)的電流有效值為 (2.3.19)5晶閘管接受的最大電壓為天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年：20062007學(xué)期：第二學(xué)期課次14課時(shí)2班級(jí)電氣05-1、2電氣05-3、4電子05-1、2周次7日期課題三相橋式相控整流電路安裝調(diào)

39、試維修教學(xué)目的了解和掌握三相橋式相控整流電路的電路構(gòu)造、任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)波形分析和根本電量計(jì)算的方法教學(xué)難點(diǎn)波形分析實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)際課作業(yè)實(shí)際報(bào)告教研室主恣意見：贊同該方案，留意教學(xué)進(jìn)度及與教學(xué)大綱的內(nèi)容一致。簽字：劉沂日期：2007.4.19天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年2007 學(xué)期課次15課時(shí)2班級(jí)電子05-1、2電氣05-1、2電氣05-3、4周次8日期課題第2章相控整流電路 整流電路的換相壓降與有源逆變教學(xué)目的了解和掌握整流電路的有源逆變的任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和

40、參數(shù)計(jì)算課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)整流電路的有源逆變的任務(wù)原理、波形、電氣性能、分析方法和參數(shù)計(jì)算教學(xué)難點(diǎn)不同負(fù)載對(duì)電路的影響和整流器交流側(cè)電抗對(duì)整流電路的影響實(shí)踐環(huán)節(jié)多媒體作業(yè)2-1820教研室主恣意見：贊同該教學(xué)方案。簽字：劉沂日期：2007.4.23天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2.4 相控整流電路的換相壓降 圖2.4.1 思索變壓器的漏抗后相控整流電路的等效電路及輸出電壓電流的波形 1、換相重疊角實(shí)踐任務(wù)中，整流變壓器存在漏抗，晶閘管之間的換流不能瞬時(shí)完成，會(huì)出現(xiàn)參與換流的兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的景象，同時(shí)導(dǎo)通的時(shí)間對(duì)應(yīng)的電角度稱為換相重疊角。2、任務(wù)

41、過程當(dāng)時(shí)辰觸發(fā)時(shí)，相電流不能瞬時(shí)上升到值，相電流不能瞬時(shí)下降到零，電流換相需求時(shí)間，換流重疊角所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為 =/。在重疊角期間，、同時(shí)導(dǎo)通，產(chǎn)生一個(gè)虛擬電流 ， 天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案由圖可知: ( 2.5.1 )而整流輸出電壓為: ( 2.5.2 )圖中的陰影面積大小為： ( 2.5.3 )3、參數(shù)計(jì)算1換相壓降U 在圖2.5.1(a)所示的三相半波可控整流電路中，整流輸出電壓為3相波形組合即一周期內(nèi)換相3次，每個(gè)周期內(nèi)有3個(gè)陰影面積，這些陰影面積之和3S除以周期2，即為換相重疊角期間輸出平均電壓的減少量，稱為換相壓降。 (2.5.4)上式中是變壓器每相漏感折合到二次那

42、么的漏電抗。換相壓降正比于負(fù)載電流，它相當(dāng)于整流電源添加了一項(xiàng)等效電阻，但這個(gè)等效內(nèi)阻并不耗費(fèi)有功功率。2)換相重疊角計(jì)算過程: (2.5.4)上式闡明，當(dāng)或增大時(shí)，將增大；當(dāng)增大時(shí)，減小。必需指出，假設(shè)在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，將不會(huì)出現(xiàn)換流重疊的景象，由于換流過程被續(xù)流二極管的存在所改動(dòng)。在圖2.5.1(b)中為便于計(jì)算，將坐標(biāo)原移到、相的自然換流點(diǎn)，天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案設(shè) 由式(5.5.1)可得 將上式兩邊同乘以得 (2.5.5)從電路任務(wù)原理可知，當(dāng)電感中電流從變到時(shí)，正好對(duì)應(yīng)t從變到+，將此條件代入式(5.5.5)得 即 (2.5.6)那么換相重疊角為 (2.5

43、.7)表2.4.1 各種整流電路換相壓降和換相重疊角的計(jì)算2.5 整流電路的有源逆變?nèi)蝿?wù)形狀 1、無源逆變電路：將直流電能變?yōu)榻涣髂茌敵鲋霖?fù)載。 2、有源逆變電路：將直流電能變?yōu)榻涣麟娔茌敵鼋o交流電網(wǎng)。 3、有源逆變器：完成有源逆變的安裝稱為有源逆變器。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2.5.1 有源逆變的任務(wù)原理圖2.5.1單相全波整流電路的整流任務(wù)形狀 圖2.5.2單相全波整流電路的逆變?nèi)蝿?wù)形狀 1、有源逆變的條件：1一定要有直流電動(dòng)勢(shì)源，其極性必需與晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)稍大于變流器直流側(cè)的平均電壓。2變流器必需任務(wù)在的區(qū)域內(nèi)，使0。2、全波整流電路任務(wù)在整流形狀 當(dāng)移相

44、控制角在0范圍內(nèi)變化時(shí)，單相全波整流電路直流側(cè)輸出電壓 0，如圖2.5.1所示，電動(dòng)機(jī)M作電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。整流器輸出功率，電機(jī)吸收功率，電流值為： (2.5.1)式中E為電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，為電機(jī)繞組電阻。由于阻值很小,其兩端電壓也很小，因此，E，此時(shí)電流從電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)E的正端注入，直流電機(jī)吸收功率。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案假設(shè)在電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中使控制角減小，那么增大，瞬時(shí)值也隨之增大，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增大，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高。隨著轉(zhuǎn)速升高，E增大，隨之減小，最后恢復(fù)到原來的數(shù)值，此時(shí)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)在較高轉(zhuǎn)速形狀。反之，假設(shè)使角增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小。所以，改動(dòng)晶閘管的控制角，可以很方便地對(duì)電

45、動(dòng)機(jī)進(jìn)展無級(jí)調(diào)速。3、全波整流電路任務(wù)在逆變形狀 整流電路的控制角必需在范圍內(nèi)變化。此時(shí)，電流為： (2.5.2)由于晶閘管單導(dǎo)游電性，方向依然堅(jiān)持不變。假設(shè)|E|，那么0。電動(dòng)勢(shì)的極性改動(dòng)了，而電流的方向未變，因此，功率的傳送關(guān)系便發(fā)生了變化，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)形狀，發(fā)出直流功率，整流電路將直流功率逆變?yōu)?0Hz的交流電返送到電網(wǎng)，這就是有源逆變?nèi)蝿?wù)形狀。逆變時(shí)，電流的大小取決于E與，而E由電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q議，可以調(diào)節(jié)控制角改動(dòng)其大小。為了防止過電流，同樣應(yīng)滿足E Ud的條件。在逆變?nèi)蝿?wù)形狀下，雖然控制角在間變化，晶閘管的陽極電位大部分處于交流電壓的負(fù)半周期，但由于有外接直流電動(dòng)勢(shì)E的存在，使晶閘

46、管仍能接受正向電壓導(dǎo)通。2.5.2 三相半波有源逆變電路 1、任務(wù)原理 圖2.5.3a為三相半波整流器帶電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)的電路,并假設(shè)負(fù)載電流延續(xù)。當(dāng)在范圍內(nèi)變化時(shí)，變流器輸出電壓的瞬時(shí)值在整個(gè)周期內(nèi)雖然有正有負(fù)或者全部為負(fù)，但負(fù)的面積總是大于正的面積，故輸出電壓的平均值為負(fù)天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案值。電機(jī)E的極性具備有源逆變的條件。圖2.5.3 三相半波有源逆變電路及其波形 當(dāng)在范圍內(nèi)變化且EUd時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有源逆變。2、參數(shù)計(jì)算變流器逆變時(shí)，直流測(cè)電壓計(jì)算公式與整流時(shí)一樣。當(dāng)電流延續(xù)時(shí)，有： (2.5.3)式中為相電壓的有效值。由于逆變時(shí)90，故cos計(jì)算不大方便，于是引入逆

47、變角，令=，那么2.6.3改寫成： (5.5.4)逆變角為的觸發(fā)脈沖位置從=的時(shí)辰左移角來確定。2.5.3 三相橋式有源逆變電路 1、任務(wù)原理 三相全控橋式整流電路用作有源逆變時(shí)，就成了三相橋式逆變電路。三相橋式逆變電路的任務(wù)與三相橋式整流電路一樣，要求每隔60依次觸發(fā)晶閘管，電流延續(xù)時(shí)，每個(gè)管子導(dǎo)通120，觸發(fā)脈沖必需是雙窄脈沖或者是寬脈沖。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案直流側(cè)電壓計(jì)算公式為： 2.5.5 或 2.5.6 式中：為逆變電路輸入相電壓， 為逆變電路輸入線電壓。2.5.4有源逆變最小逆變角的限制 1、逆變失敗假設(shè)逆變角小于換流重疊角，即時(shí)，從圖2.5.4所示的波形中可

48、清楚看到，換流還未終了，電路的任務(wù)形狀到達(dá)與交點(diǎn)P，從P點(diǎn)之后，將高于，晶閘管接受反壓而重新關(guān)斷，而應(yīng)該關(guān)斷的卻接受正壓而繼續(xù)導(dǎo)通，從而呵斥逆變失敗。因此，為了防止逆變失敗，不僅逆變角不能等于零，而且不能太小，必需限制在某一允許的最小角度內(nèi)。圖2.5.4 交流側(cè)電抗對(duì)逆變換相過程的影響 2、最小逆變角的選取1換相重疊角隨電路方式、任務(wù)電流的大小不同而不同，普通選取為電角度。2晶閘管關(guān)斷時(shí)間所對(duì)應(yīng)的電角度。普通大的可達(dá)200300s，天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案折算電角度為 。3平安裕量角。思索到脈沖調(diào)整時(shí)不對(duì)稱、電網(wǎng)動(dòng)搖等要素影響，還必需有一個(gè)平安裕量角，普通選取為 。 綜上所述

49、，最小逆變角 為： (2.5.7)設(shè)計(jì)有源逆變電路時(shí)，必需保證大于，因此，常在觸發(fā)電路中附加一維護(hù)環(huán)節(jié)，保證控制脈沖不進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年 20062007 學(xué)期:第二學(xué)期課次16課時(shí)2班級(jí)電子05-1、2電氣05-1、2電氣05-3、4周次8日期課題第2章相控整流電路 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 鋸齒波同步觸發(fā)電路教學(xué)目的了解和掌握相控整流電路對(duì)觸發(fā)器的要求及任務(wù)原理課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的任務(wù)原理教學(xué)難點(diǎn)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的任務(wù)原理實(shí)踐環(huán)節(jié)多媒體教學(xué)作業(yè)

50、2-14教研室主恣意見：留意教學(xué)進(jìn)度，贊同該方案。簽字：劉沂日期：2007.4.26天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2.6 晶閘管相控電路的驅(qū)動(dòng)控制 2.6.1 對(duì)觸發(fā)電路的要求 晶閘管觸發(fā)主要有移相觸發(fā)、過零觸發(fā)和脈沖列調(diào)制觸發(fā)等。觸發(fā)電路對(duì)其產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖要求:、觸發(fā)信號(hào)可為直流、交流或脈沖電壓。、觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流。 、觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖的前沿盡能夠陡，以使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽極電流能迅速上升超越掣住電流而維持導(dǎo)通。 、觸發(fā)脈沖必需與晶閘管的陽極電壓同步，脈沖移相范圍必需滿足電路要求。圖2.6.1 強(qiáng)觸發(fā)電流波形2.6.2 晶閘管觸發(fā)電路 特點(diǎn)：

51、由單結(jié)晶體管構(gòu)成的觸發(fā)電路具有簡(jiǎn)單、可靠、抗干擾才干強(qiáng)、溫度補(bǔ)償性能好，脈沖前沿陡等優(yōu)點(diǎn)，在小容量的晶閘管安裝中得到了廣泛運(yùn)用。組成：由自激振蕩、同步電源、移相、脈沖構(gòu)成等部分組成。 天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案圖2.6.2 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路及波形 1單結(jié)晶體管自激振蕩電路 特點(diǎn)：利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性與RC電路的充放電可組成自激振蕩電路，產(chǎn)生頻率可變的脈沖。任務(wù)原理：經(jīng)整流后的直流電源，一路經(jīng)、加在單結(jié)晶體管兩個(gè)基極、之間；另一路經(jīng)過對(duì)電容C充電、經(jīng)過單結(jié)晶體管放電?？刂艬T的導(dǎo)通、截止；在電容上構(gòu)成鋸齒波振蕩電壓，在上得到一系列前

52、沿很陡的觸發(fā)尖脈沖，如圖2.6.2(b)所示，其振蕩頻率為： (2.6.1)上式中是單結(jié)晶體管的分壓比，即調(diào)理，可調(diào)理振蕩頻率。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案2同步電源 任務(wù)原理：同步電壓由變壓器TB獲得，而同步變壓器與主電路接至同一電源，故同步電壓與主電壓同相位、同頻率。同步電壓經(jīng)橋式整流、穩(wěn)壓管削波為梯形波，而削波后的最大值既是同步信號(hào)，又是觸發(fā)電路電源。當(dāng)過零時(shí)，電容C經(jīng)e-、迅速放電到零電壓。這就是說，每半周開場(chǎng)，電容C都從零開場(chǎng)充電。進(jìn)而保證每周期觸發(fā)電路送出第一個(gè)脈沖間隔 過零的時(shí)辰即控制角一致，實(shí)現(xiàn)了同步。3移相控制任務(wù)原理：

53、當(dāng)增大時(shí)，單結(jié)晶體管發(fā)射極充電到峰點(diǎn)電壓的時(shí)間增大，第一個(gè)脈沖出現(xiàn)的時(shí)辰推遲，即控制角增大，實(shí)現(xiàn)了移相。4脈沖輸出任務(wù)原理：觸發(fā)脈沖由直接取出，這種方法簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但觸發(fā)電路與主電路有直接的電聯(lián)絡(luò)，不平安。對(duì)于晶閘管串聯(lián)接法的全控橋電路無法任務(wù)。所以普通采用脈沖變壓器輸出。2、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 1 鋸齒波構(gòu)成、同步移相環(huán)節(jié) 鋸齒波構(gòu)成電路由、和等元件組成，其中、和為一恒流源電路。截止時(shí)，恒流源電流對(duì)電容充電，所以兩端電壓為： 2.6.2天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案圖2.6.3 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，由于阻值很小，

54、所以迅速放電，使電位迅速降當(dāng)周期性地導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，便構(gòu)成一鋸齒波，同樣也是一個(gè)鋸齒波電壓，射極跟隨器的作用是減小控制回路的電流對(duì)鋸齒波電壓的影響。調(diào)節(jié)電位器，即改動(dòng)的恒定充電電流，可調(diào)理鋸齒波斜率。2) 同步移相環(huán)節(jié)初始位基極電位由鋸齒波電壓、控制電壓、直流偏移電壓三者共同決議。假設(shè)=0，為負(fù)值時(shí)，點(diǎn)的波形由+確定。當(dāng)為正值時(shí)，點(diǎn)的波形由+ +確定。電壓等于0.7V后，導(dǎo)通，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)使電路輸出脈沖。之后天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案圖2.6.4 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路的任務(wù)波形圖不斷被鉗位在0.7V。M點(diǎn)是由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)機(jī)點(diǎn)，也就是

55、脈沖的前沿。因此當(dāng)為某固定值時(shí)，改動(dòng)便可改動(dòng)M點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，即改動(dòng)了脈沖產(chǎn)生的時(shí)辰，脈沖被移相?？梢?，加的目的是為了確定控制電壓=0時(shí)脈沖的初始相位。對(duì)于三相全控橋接感性負(fù)載且電流延續(xù)時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在=。假設(shè)是可逆系統(tǒng)，需求在整流和逆變形狀下任務(wù)，要求脈沖的移相范圍實(shí)際上為由于思索和，實(shí)踐普通為120，由于鋸齒波波形兩端的非線性，因此要求鋸齒波的寬度大于例如240。此時(shí)令=0，調(diào)理的大小使產(chǎn)生脈沖的M點(diǎn)移至鋸齒波的中央120處，對(duì)應(yīng)于=90的位置。如uco為正值，M點(diǎn)就向前移，控制角90，晶閘管電路處于逆變形狀。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課

56、 教 案2同步環(huán)節(jié) 同步環(huán)節(jié)是由同步變壓器TB和作同步開關(guān)用的晶體管組成。同步變壓器TB二次電壓經(jīng)二極管間接加在的基極上。當(dāng)二次電壓波形在負(fù)半周的下降段時(shí)，導(dǎo)通，電容被迅速充電。因O點(diǎn)接地為零電位，R點(diǎn)為負(fù)電位，Q點(diǎn)電位與R點(diǎn)相近，故在這一階段基極為反向偏置而截止。在負(fù)半周的上升段，15V電源經(jīng)過給電容反向充電，為電容反向充電波形，其上升速度比波形慢，故截止。當(dāng)Q點(diǎn)電位達(dá)1.4V時(shí)，T2導(dǎo)通，Q點(diǎn)電位被鉗位在1.4V。直到 TB二次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來時(shí)，重新導(dǎo)通，迅速放電后又被充電，截止。如此周而復(fù)始。在一個(gè)正弦波周期內(nèi)，包括截止與導(dǎo)通兩個(gè)形狀，對(duì)應(yīng)鋸齒波波形恰好是一個(gè)周期，與主電路電源頻

57、率和相位完全同步，到達(dá)同步的目的?？梢钥闯?，Q點(diǎn)電位從同步電壓負(fù)半周上升段開場(chǎng)時(shí)辰到達(dá) 1.4V的時(shí)間越長(zhǎng)，截止時(shí)間就越長(zhǎng)，鋸齒波就越寬。鋸齒波的寬度是由充電時(shí)間常數(shù)決議的,可達(dá) 。3脈沖構(gòu)成環(huán)節(jié) 脈沖構(gòu)成環(huán)節(jié)、組成，、組成脈沖放大電路?？刂齐妷簎co加在基極上。=0時(shí)，截止，飽和導(dǎo)通。、處于截止形狀，脈沖變壓器TP二次側(cè)無脈沖輸出。電容充電，充溢后電容兩端電壓接近2EC(30V)。當(dāng)時(shí)，導(dǎo)通，A點(diǎn)電位由+ (+15V)下降到1.0V左右，由于兩端的電壓不能突變，基極電位迅速降致-2(-30V)，立刻截止。集電極電壓由- (-15V)上升到鉗位電壓+2.1V(、T7、三個(gè)PN結(jié)正向天津冶金職業(yè)

58、技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案壓降之和)，、導(dǎo)通，脈沖變壓器TP二次側(cè)輸出觸發(fā)脈沖。與此同時(shí)，電容經(jīng)+15V電源、放電和反向充電，使T5基極電位上升，直到-(-15V)，又重新導(dǎo)通。使、截止，輸出脈沖終止。輸出脈沖前沿由導(dǎo)通時(shí)辰確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)有關(guān)。4雙窄脈沖構(gòu)成環(huán)節(jié) 、構(gòu)成“或門。、的導(dǎo)通使、都導(dǎo)通輸出脈沖。 第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的對(duì)應(yīng)的控制角所產(chǎn)生，使由截止變?yōu)閷?dǎo)通，呵斥瞬時(shí)截止，于是輸出脈沖。第二個(gè)脈沖是由滯后60相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生經(jīng)過，在其生成第一個(gè)脈沖時(shí)辰將其信號(hào)引致本相觸發(fā)單元的基極，使瞬時(shí)截止，于是本相觸發(fā)單

59、元的管又導(dǎo)通，第二次輸出一個(gè)脈沖，因此得到間隔60的雙脈沖。其中和的作用主要是防止雙脈沖信號(hào)相互關(guān)擾。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年 20062007 學(xué)期:第二學(xué)期課次17課時(shí)2班級(jí)電子05-1、2電氣05-1、2電氣05-3、4周次9日期課題第2章相控整流電路 鋸齒波同步觸發(fā)電路教學(xué)目的了解和掌握相控整流電路對(duì)鋸齒波同步觸發(fā)電路的要求及任務(wù)原理課型面授 多媒體 機(jī)房 實(shí)驗(yàn) 實(shí)習(xí) 課程設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)鋸齒波同步觸發(fā)電路的任務(wù)原理教學(xué)難點(diǎn)鋸齒波同步觸發(fā)電路的任務(wù)原理實(shí)踐環(huán)節(jié)作業(yè)2-15教研室主恣意見：留意教學(xué)進(jìn)度，贊同該方

60、案。簽字：劉沂日期：2007.5.7天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)：?jiǎn)蜗鄻蚴秸鳙@得近似50V直流電壓作電源。在導(dǎo)通前，50V直流電源經(jīng)對(duì)充電，B點(diǎn)電位為 50V。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，經(jīng)脈沖變壓器TP一次側(cè)、 迅速放電，由于放電回路電阻很小，B點(diǎn)電位迅速下降，當(dāng)B點(diǎn)電位下跳到14.3V時(shí)導(dǎo)通脈沖變壓器 TP改由+15V穩(wěn)壓電源供電。這時(shí)雖然 50V電源也在向再充電使它電壓上升，但由于充電回路時(shí)間常數(shù)較大，B點(diǎn)電位只能被15 V電源鉗位在14.3V。電容的作用是為了提高強(qiáng)觸發(fā)脈沖前沿。加強(qiáng)觸發(fā)后，脈沖變壓器TP一次側(cè)電壓如圖2.6.5所示。晶閘管采用強(qiáng)觸發(fā)可縮短開通時(shí)間，提高管子接受電流上升率的才干。3、