項目一 可控硅與可控整流電路

1、項目一：可控硅與可控整流電路一、可控硅二、單相半波可控整流電路三、單相全波可控整流電路四、單相橋式半控整流電路五、三相半波可控整流電路六、三相全波可控整流電路 七、 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1AKAKa) 一、可控硅 電力二極管是指可以承受高電壓大電流具有較大耗散功率的二極管，它與其他電力電子器件相配合，作為整流、續(xù)流、電壓隔離、鉗位或保護元件，在各種變流電路中發(fā)揮著重要作用；它的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和伏安特性與信息電子電路中的二極管相同，以半導(dǎo)體PN結(jié)為基礎(chǔ)；主要類型有普通二極管、快恢復(fù)二極管和肖特基二極管；由一個面積較大的PN結(jié)和兩端引線以及封裝組成，從外形上看，大功率的主要有螺栓型和平板型兩種封

2、裝，小功率的和普通二極管一致。 IKAPNJb)c)圖1-1 電力二極管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號2實物3 晶 閘 管 晶閘管(Thyristor)就是硅晶體閘流管，普通晶閘管也稱為可控硅SCR，普通晶閘管是一種具有開關(guān)作用的大功率半導(dǎo)體器件。從1957年美國研制出第一只普通晶閘管以來，至今已形成了從低壓小電流到高壓大電流的系列產(chǎn)品 ；晶閘管作為大功率的半導(dǎo)體器件，只需用幾十至幾百毫安的電流，就可以控制幾百至幾千安培的大電流，實現(xiàn)了弱電對強電的控制 ； 晶閘管具有體積小、重量輕、損耗小、控制特性好等優(yōu)點，曾經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 41、晶閘

3、管的結(jié)構(gòu)晶閘管具有四層PNPN結(jié)構(gòu)，引出陽極A、陰極K和門極G三個聯(lián)接端；晶閘管的常見封裝外形有螺栓型、平板型、塑封型；晶閘管對于螺栓型封裝，通常螺栓是其陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便；平板型封裝的晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間。圖1-2 晶閘管的外形、結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號a) 外形 b) 結(jié)構(gòu) c) 電氣圖形符號G52、晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷條件簡單描述晶閘管SCR相當于一個半可控的、可開不可關(guān)的單向開關(guān)。圖1-3 晶閘管的工作條件的試驗電路6解釋當SCR的陽極和陰極電壓UAK0時，且EGk0，SCR才能導(dǎo)通。SCR一旦導(dǎo)通，門極G將失去控制作用，即無論EG如何，均保持導(dǎo)通狀態(tài)。SCR導(dǎo)通后

4、的管壓降為1V左右，主電路中的電流I由R和RW以及EA的大小決定；當UAK0 同時 UGK0由導(dǎo)通關(guān)斷的條件：使流過SCR的電流降低至維持電流以下。 (一般通過減小EA,直至EA0來實現(xiàn)。）7圖1-4 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理a) 雙晶體管模型 b) 工作原理3、晶閘管的工作原理分析具體描述如果IG(門極電流)注入V2基極，V2導(dǎo)通，產(chǎn)生IC2（ 2IG ）。它同時為V1的基極電流，使V1導(dǎo)通，且IC1= 1IC2,IC1加上IG進一步加大V2的基極電流，從而形成強烈的正反饋，使V1V2很快進入完全飽和狀態(tài)。此時SCR飽和導(dǎo)通，通過SCR的電流由R確定為EA/R。UAK之間的壓降相當于

5、一個PN結(jié)加一個三極管的飽和壓降約為1V。此時，將IG調(diào)整為0，即UGK0 產(chǎn)生IG V2通產(chǎn)生IC2 V1通 IC1 IC2 出現(xiàn)強烈的正反饋，G極失去控制作用，V1和V2完全飽和，SCR飽和導(dǎo)通。8晶閘管的陽極與陰極間的電壓和陽極電流之間的關(guān)系，稱為陽極伏安特性。（見圖1-5）4、晶閘管的陽極伏安特性IG =0圖1-5 晶閘管的伏安特性IG2IG1IGUAIAIG1IG2正向?qū)║BO正向特性反向特性雪崩擊穿91) 正向特性 IG=0時，器件兩端施加正向電壓，正向阻斷狀態(tài)，只有很小的正向漏電流流過，正向電壓超過臨界極限即正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開通。隨著門極電流幅值的增大

6、，正向轉(zhuǎn)折電壓降低。導(dǎo)通后的晶閘管特性和二極管的正向特性相仿。晶閘管本身的壓降很小，在1V左右。導(dǎo)通期間，如果門極電流為零，并且陽極電流降至接近于零的某一數(shù)值IH以下，則晶閘管又回到正向阻斷狀態(tài)。IH稱為維持電流。圖1-5 晶閘管的伏安特性IG2IG1IG4、晶閘管的陽極伏安特性102) 反向特性晶閘管上施加反向電壓時，伏安特性類似二極管的反向特性。晶閘管處于反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反相漏電流流過。當反向電壓超過一定限度，到反向擊穿電壓后，外電路如無限制措施，則反向漏電流急劇增加，導(dǎo)致晶閘管發(fā)熱損壞。4、晶閘管的陽極伏安特性圖1-5 晶閘管的伏安特性IG2IG1IG111. 額定電壓（UTn

7、）1)正向斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。2)反向阻斷重復(fù)峰值電壓URRM 在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。3)通態(tài)（峰值）電壓UTM晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。5、晶閘管的主要參數(shù)12通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的標值作為該器件的額定電壓。選用時，額定電壓要留有一定裕量,一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓23倍：UTn（）UTM (在交流市電中UTM311V)一般來說，SCR的額定電壓等級規(guī)范標準為：100V1000V，每100V一個等級；1000V3000

8、V，每200V一個等級。135、晶閘管的主要參數(shù)舉例： 一晶閘管用于相電壓一晶閘管用于相電壓為220V 的單相電路中時，器件的電壓等級選擇如下： 考慮到既能滿足耐壓要求，又較經(jīng)濟取系列值：142. 額定電流（通態(tài)平均電流）IT(AV)定義：在環(huán)境溫度為+140度和規(guī)定的散熱條件下，晶閘管在電阻性負載時的單相、工頻（50Hz）、正弦半波（導(dǎo)通角不小于170度）的電路中，結(jié)溫穩(wěn)定在額定值125度時所允許的通態(tài)平均電流。注意：由于晶閘管較多用于可控整流電路，而整流電路往往按直流平均值來計算，它是以電流的平均值而非有效值作為它的電流定額。15晶閘管的通態(tài)平均電流IT(AV)和正弦電流最大值Im之間的關(guān)

9、系表示為： 正弦半波電流的有效值為： 平均電流IT(AV)與有效值關(guān)系為： 16流過晶閘管的電流波形不同時，其電流有效值也不同，以上比值也不同。實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)電流有效值相同的原則進行換算，并且在選用晶閘管時，電流電流參數(shù)還應(yīng)取(1.52)倍的安全裕量，即式中IT是流過晶閘管中可能出現(xiàn)的最大電流有效值17 有一晶閘管的電流額定值I（TAV）=100A，用于電路中流過的電流波形如圖所示，允許流過的電流峰值IM=？分析： I（TAV）=100A的晶閘管對應(yīng)的電流有效值為： IT=1.57 I（TAV） 157A ；波形對應(yīng)的電流有效值： 考慮2倍的安全雨量后得： 舉例：181）通態(tài)平均電壓UT(

10、AV)：當晶閘管中流過額定電流并達到穩(wěn)定的額定結(jié)溫時，陽極與陰極之間電壓降的平均值，稱為通態(tài)平均電壓。通態(tài)平均電壓UT(AV)分為A，對應(yīng)為0.4V1.2V共九個組別。 2)維持電流 IH ：使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流一般為幾十到幾百毫安，與結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫越高，則IH越小3)擎住電流 IL：晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后， 能維持導(dǎo)通所需的最小電流。 對同一晶閘管來說，通常IL約為IH的24倍。3. 其他參數(shù)194)斷態(tài)電壓臨界上升率dudt ：在額定結(jié)溫和門極開路情況下，不使元件從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的最大陽極電壓上升率稱為斷態(tài)電壓臨界上升率。5）通態(tài)電流臨界上升率didt ：在規(guī)定

11、條件下，晶閘管在門極觸發(fā)開通時所能承受不導(dǎo)致?lián)p壞的通態(tài)電流最大上升率稱為通態(tài)電流臨界上升率。 206、晶閘管門極伏安特性及主要參數(shù)1、門極伏安特性 指門極電壓與電流的關(guān)系，晶閘管的門極和陰極之間只有一個PN結(jié)， 所以電壓與電流的關(guān)系和普通二極管的伏安特性相似。門極伏安特性曲線可通過實驗畫出，如圖1-6所示。21 2、門極幾個主要參數(shù)的標準 1）門極不觸發(fā)電壓UGD和門極不觸發(fā)電流IGD ： 不能使晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最大門極電壓稱為門極不觸發(fā)電壓UGD，相應(yīng)的最大電流稱為門極不觸發(fā)電流IGD。 ）門極觸發(fā)電壓UGT和門極觸發(fā)電流IGT 在室溫下，對晶閘管加上V正向陽極電壓時，使元件由斷態(tài)轉(zhuǎn)入

12、通態(tài)所必須的最小門極電流稱為門極觸發(fā)電流IGT，相應(yīng)的門極電壓稱為門極觸發(fā)電壓UGT。 ）門極正向峰值電壓UGM、門極正向峰值電流IGM和門極峰值功率PGM 22二、單相半波可控整流電路一、電阻性負載電爐、電焊機及白熾燈等均屬于電阻性負載變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。電阻負載的特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同。 圖1-7 單相半波可控整流電路 （電阻性負載）及波形wwwwtTVTR0 )u1u2uVTudidwt1p2ptttu2uguduVT q0b)c)d)e)0023二、單相半波可控整流電路1.工作原理分析在電源電壓正半周，晶閘管承受正向電壓，在t=處觸發(fā)晶閘管，晶閘管開始導(dǎo)通

13、；負載上的電壓等于變壓器輸出電壓u2。在t=時刻，電源電壓過零，晶閘管電流小于維持電流而關(guān)斷，負載電流為零。在電源電壓負半周，u K0，晶閘管承受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，負載電流為零，負載上沒有輸出電壓，直到電源電壓u2的下一周期，直流輸出電壓ud和負載電流id的波形相位相同。通過改變觸發(fā)角的大小，直流輸出電壓ud的波形發(fā)生變化，負載上的輸出電壓平均值發(fā)生變化，顯然=180時，Ud=0。由于晶閘管只在電源電壓正半波內(nèi)導(dǎo)通，輸出電壓ud為極性不變但瞬時值變化的脈動直流，故稱“半波”整流。24二、單相半波可控整流電路首先，引入兩個重要的基本概念：觸發(fā)角 ：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加發(fā)脈沖

14、止的電角度,用表示,也稱觸發(fā)角或控制角。導(dǎo)通角 ：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為導(dǎo)通角，用表示 。 在單相半波可控整流電阻性負載電路中,移相角的控制范圍為:0，對應(yīng)的導(dǎo)通角的可變范圍是0，兩者關(guān)系為 =。25二、單相半波可控整流電路2. 基本數(shù)量關(guān)系(1) 直流輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id26二、單相半波可控整流電路(2) 輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I27二、單相半波可控整流電路(3) 晶閘管電流有效值和變壓器二次側(cè)電流有效值 單相半波可控整流電路中，負載、晶閘管和變壓器二次側(cè)流過相同的電流，故其有效值相等，即：28二、單相半波可控整流電路4) 功率因數(shù)cos式中

15、P變壓器二次側(cè)有功功率，P=UI=I2R S變壓器二次側(cè)視在功率，S=U2I2 (5) 晶閘管承受的最大正反向電壓UTM29二、單相半波可控整流電路例1-1 如圖所示單相半波可控整流器，電阻性負載，電源電壓U2為220V，要求的直流輸出電壓為50 V，直流輸出平均電流為20 。 試計算：(1) 晶閘管的控制角；(2) 輸出電流有效值；(3) 電路功率因數(shù)；(4) 晶閘管的額定電壓和額定電流。30二、單相半波可控整流電路解 : (1) 則=90(2)當=90時，輸出電流有效值(3) 31二、單相半波可控整流電路(4) 晶閘管電流有效值IT 與輸出電流有效值相等，即：則取2倍安全裕量，晶閘管的額定

16、電流為：（5）晶閘管承受的最高電壓：考慮(23)倍安全裕量，晶閘管的額定電壓為32二、單相半波可控整流電路二、電感性負載電感性負載通常是電機的勵磁線圈、繼電器線圈及其他含有電抗器的負載。電感性負載的特點：感生電動勢總是阻礙電感中流過的電流使得流過電感的電流不發(fā)生突變。 圖1-2 帶阻感負載的 單相半波電路及其波形33二、單相半波可控整流電路1. 無續(xù)流二極管時工作原理0：u K大于零，但門極沒有觸發(fā)信號，晶閘管處于正向關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓、電流都等于零。在t=時，門極有觸發(fā)信號，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，負載電壓ud= u2。當t=時，交流電壓u2過零，由于有電感電勢的存在，晶閘管的電壓u K仍大于零，

17、晶閘管會繼續(xù)導(dǎo)通，電感的儲能全部釋放完后，晶閘管在u2反壓作用下而截止。直到下一個周期的正半周。有負面積圖1-3 電感負載,不接續(xù)流管時的電壓電流波形圖34二、單相半波可控整流電路數(shù)量關(guān)系 直流輸出電壓平均值Ud為 從Ud的波形可以看出，由于電感負載的存在，電源電壓由正到負過零點也不會關(guān)斷，輸出電壓出現(xiàn)了負波形，輸出電壓和電流的平均值減小；當大電感負載時輸出電壓正負面積趨于相等，輸出電壓平均值趨于零，則Id也很小。所以，實際的大電感電路中，常常在負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管。35二、單相半波可控整流電路2.接續(xù)流二極管時 工作原理u20：u K0。在t=處觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通， ud= u2續(xù)流二極管

18、VDR承受反向電壓而處于斷態(tài)。u20：電感的感應(yīng)電壓使VDR承受正向電壓導(dǎo)通續(xù)流，晶閘管承受反壓關(guān)斷,ud=0。如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通，使id連續(xù)。圖1-4 帶阻感負載(接續(xù)流管)的 單相半波電路及其波形36二、單相半波可控整流電路 由以上分析可以看出，電感性負載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負載波形相同，續(xù)流二極管可以起到提高輸出電壓的作用。在大電感負載時負載電流波形連續(xù)且近似一條直線，流過晶閘管的電流波形和流過續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。 對于電感性負載加續(xù)流二極管的單相半波可控整流器移相范圍與單相半波可控整流電路電阻性負載相同為0180，且有+=1

19、80。37二、單相半波可控整流電路基本數(shù)量關(guān)系1) 輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id38二、單相半波可控整流電路(2) 晶閘管的電流平均值IdT與晶閘管的電流有效值IT39二、單相半波可控整流電路(3) 續(xù)流二極管的電流平均值IdD與續(xù)流二極管的電流有效值ID40三、單相橋式可控整流電路一、單相橋式可控整流電路1.帶電阻負載的工作情況工作原理及波形分析VT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當u2過零時關(guān)斷。VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當u2過零時關(guān)斷。u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)

20、dd uVT1,4圖1-5 單相全控橋式帶電阻負載時的電路及波形41三、單相橋式可控整流電路數(shù)量關(guān)系1)輸出直流電壓平均值Ud及有效值U（ 角的移相范圍為0180。）2) 輸出直流電流平均值Id 3) 晶閘管電流平均值IdT和有效值IT42三、單相橋式可控整流電路4)變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等5) 功率因數(shù)不考慮變壓器的損耗時，要求變壓器的容量 S=U2I2。43三、單相橋式可控整流電路2.電感性負載（不接續(xù)流二極管）假設(shè)負載電感很大，負載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。圖1-6 單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形 u2過零變負時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4

21、中仍流過電流id，并不關(guān)斷。至t=+ 時刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通。VT2和VT3導(dǎo)通后，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱換相或換流。44三、單相橋式可控整流電路2.電感性負載（不接續(xù)流二極管）假設(shè)負載電感很大，負載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。圖1-6 單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形 u2過零變負時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。至t=+ 時刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故

22、兩管導(dǎo)通。VT2和VT3導(dǎo)通后，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱換相或換流。45三、單相橋式可控整流電路2.電感性負載（不接續(xù)流二極管）假設(shè)負載電感很大，負載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。圖1-6 單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形 u2過零變負時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。至t=+ 時刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通。VT2和VT3導(dǎo)通后，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流

23、過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱換相或換流。46三、單相橋式可控整流電路數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為90。 。晶閘管承受的最大正反向電壓均為 。晶閘管導(dǎo)通角與 無關(guān)，均為180。電流的平均值和有效值：變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負各180的矩形波，其相位由 角決定，有效值I2=Id。47三、單相橋式可控整流電路3.電感性負載（接續(xù)流二極管）圖1-7 單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形 （接續(xù)流管） 為了擴大移相范圍，使波形不出現(xiàn)負值且輸出電流更加平穩(wěn)，可在負載兩端并接續(xù)流二極管，如圖4-7 電路所示。接續(xù)流管后，的移相范圍可擴大到0。在這區(qū)間內(nèi)變化，只要電感量足夠大，輸

24、出電流id就可保持連續(xù)且平穩(wěn)。在電源電壓u2過零變負時，續(xù)流管承受正向電壓而導(dǎo)通，晶閘管承受反向電壓被關(guān)斷。這樣ud波形與電阻性負載相同，如圖4-7b所示。負載電流id是由晶閘管VT1和VT 3、VT2和VT、續(xù)流管VD相繼輪流導(dǎo)通而形成的。uT波形與電阻負載時相同。48三、單相橋式可控整流電路接入VD：擴大移相范圍，不讓ud出現(xiàn)負面積。移相范圍：0 180ud波形與電阻性負載相同Id由VT1和VT3，VT2和VT4，以及VD輪流導(dǎo)通形成。uT波形與電阻負載時相同。49四、單相橋式半控整流電路四、 單相橋式半控整流電路單相全控橋中，每個導(dǎo)電回路中有2個晶閘管，為了對每個導(dǎo)電回路進行控制，只需1

25、個晶閘管就可以了，另1個晶閘管可以用二極管代替，從而簡化整個電路。如此即成為單相橋式半控整流電路（先不考慮VDR）。半控電路與全控電路在電阻負載時的工作情況相同。圖1-11 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負載時的電路及波形50四、單相橋式半控整流電路單相半控橋帶阻感負載的情況 * 假設(shè)負載中電感很大，且電路已工作于穩(wěn)態(tài)在u2正半周，觸發(fā)角處給晶閘管VT加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負載供電。 u2過零變負時，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因點電位低于b點電位，使得電流從VD4轉(zhuǎn)移至VD2，VD4關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和VD2續(xù)流。 在u2負半周觸

26、發(fā)角時刻觸發(fā)VT3，VT3導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT3和VD2向負載供電。u2過零變正時，VD4導(dǎo)通，VD2關(guān)斷。VT3和VD4續(xù)流，ud又為零。51四、單相橋式半控整流電路續(xù)流二極管的作用若無續(xù)流二極管，則當突然增大至180或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定，稱為失控。（見圖1-12） 有續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由VDR完成，晶閘管關(guān)斷，避免了某一個晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的現(xiàn)象。同時，續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個管壓降，有利于降低損耗。52四、單相橋式半控整

27、流電路圖1-12 單相半控橋電感性負載不接續(xù)流二極管的情況分析53五、三相半波可控整流電路一、 電阻性負載1.電路的特點：變壓器二次側(cè)接成星形，而一次側(cè)接成三角形。三個晶閘管分別接入 、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰極接法 。udidN三角形星形54五、三相半波可控整流電路二極管換相時刻為自然換相點，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻，將其作為計算各晶閘管觸發(fā)角 的起點，即 =0。udidNVD3導(dǎo)通，ud=uc0tuu ubucwt1wt2wt3wt4VD1導(dǎo)通，ud=u VD2導(dǎo)通，ud=ub55五、三相半波可控整流電路2. 工作原理：（1） 0 每管導(dǎo)通120, 三相電源輪流向負載供

28、電，負載電壓ud為三相電源電壓正半周包絡(luò)線。 變壓器二次繞組的電流:變壓器二次側(cè) 相繞組和晶閘管VT1的電流波形相同，變壓器二次繞組電流有直流分量。 晶閘管的電壓波形，由3段組成。 )Rb)c)d)e)f)u2Ridu ubuc =0Owt1wt2wt3uGOudOOu bu cOiVT1uVT1wtwtwtwtwt圖1-13 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負載時的電路及 =0時的波形 56（2） =30時，波形如下圖所示 30時的波形：負載電流連續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角等于120 。（ 30時負載電流連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)）57（3） =60時，波形如下圖所示 30的情況：負載電流斷續(xù)，晶閘管

29、導(dǎo)通角小于120 。 移相范圍： 0 15058五、三相半波可控整流電路3. 各電量計算 （1）0 30時，負載電流連續(xù)，有： 當 =0 時，Ud最大，為 。 （2） 30 150 時，負載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有： 59五、三相半波可控整流電路負載電流平均值為 流過晶閘管的電流平均值為 晶閘管承受的最大電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即60五、三相半波可控整流電路 阻感負載1.工作原理及波形分析阻感負載，當L值很大時，id波形基本平直0 30時：整流電壓波形與電阻負載時相同。30 90時：（如 =60時的波形右圖所示）。特點：晶閘管導(dǎo)通角均為120，與控制角無關(guān)；移相范圍為90 ；晶

30、閘管電流波形近似為方波。圖1-14 三相半波可控整流電路，阻感負載時的電路的波形61五、三相半波可控整流電路2.各電量計算(1) 輸出電壓平均值 ud(2）負載電流平均值 (3）流過晶閘管的電流平均值IdT、有效值IT 以及承受的最高電壓UTM分別為 62五、三相半波可控整流電路3. 大電感負載接續(xù)流二極管為了擴大移相范圍并使負載電流id 平穩(wěn)，可在電感負載兩端并接續(xù)流二極管，由于續(xù)流管的作用，ud波形已不出現(xiàn)負值，與電阻性負載ud波形相同圖1-15 三相半波可控整流電路，阻感負載(不接續(xù)流管)時的波形圖1-16 三相半波可控整流電路，阻感負載(接續(xù)流管)時的波形接入VD63五、三相半波可控整

31、流電路3. 大電感負載接續(xù)流二極管在030區(qū)間，電源電壓均為正值，ud波形連續(xù)，續(xù)流管不起作用；當30150區(qū)間，電源電壓出現(xiàn)過零變負時，續(xù)流管及時導(dǎo)通為負載電流提供續(xù)流回路，晶閘管承受反向電源相電壓而關(guān)斷。這樣ud波形斷續(xù)但不出現(xiàn)負值。續(xù)流管VD起作用時，晶閘管與續(xù)流管的導(dǎo)通角分別為：64五、三相半波可控整流電路各電量計算(1) 負載電壓平均值Ud和電流平均值Id 1) 030時 2) 30150時 3)負載電流 Id=Ud/Rd65五、三相半波可控整流電路（2）晶閘管電流平均值IdT、有效值IT 及晶閘管承受的最高電壓值UTM 1）030時 2)30150時 （3）續(xù)流管平均電流IdD、有

32、效值ID及承受的最高電壓UDM (30150) 66六、三相橋式全控整流電路導(dǎo)通順序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT667六、三相橋式全控整流電路帶電阻負載時的工作情況當 60時，ud波形均連續(xù)，對于電阻負載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù)當 60時，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負值。帶電阻負載時三相橋式全控整流電路 角的移相范圍是：0 12068 圖1-18 三相橋式全控整流電路帶電阻負載 =0時的波形ud波形連續(xù)，對于電阻負載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù)每管工作120 ，每間隔60 有一管換流。69圖1-19 三相橋式全控整流電路帶電阻負載 =30時

33、的波形70圖1-21 三相橋式全控整流電路帶電阻負載 =90時的波形ud波形每60中有一段為零，ud波形不出現(xiàn)負值。71三相橋式全控整流電路的特點（1）2管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1，且不能為同1相器件。（2）對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180。（3）ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣， 故該電路為6脈波整流電路。 （4）需保證同時導(dǎo)

34、通的2個晶閘管均有脈沖可采用兩種方法：單寬脈沖觸發(fā)、雙窄脈沖觸發(fā) （5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同， 晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。72六、三相橋式全控整流電路2阻感負載時的工作情況阻感負載時的工作情況與電阻負載時不同。 電阻負載時，ud波形不會出現(xiàn)負面積 阻感負載時，ud波形會出現(xiàn)負面積帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的 角移相范圍為: 0 90 。73圖1-22 三相橋式全控整流電路帶阻感負載 =0時的波形74圖1-23 三相橋式全控整流電路帶阻感負載 =30時的波形75圖1-24 三相橋式整流電路帶阻感負載， =90時的波形76 六、三相橋式全控整流電路3定量分析當整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負載時，或帶電阻負載 60時）的平均值為： 帶電阻負載