电工电子教案-晶闸管单相可控整流电路

课程指导方案（首页）学期课次课时班级2013机电3+2周次日期上课地点教学实施资讯示范小组讨论计划或项目实施实验实习实训学习情境名称晶闸管单相可控整流电路能力目标能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半控桥式整流电路。知识目标1、掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理；2、掌握单相半控桥式整流电路工作原理。教学资源教材、学习资料教学方法讨论法考核与评价教师评价作业教研室主任意见：签字：日期：课程学习指导意见教师授课教案教学过程设计： 1、学习任务：晶闸管单相可控整流电路2、提出要求：（1）掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理；（2）掌握单相半控桥式整流电路工作原理。知识准备：【新课导入】在生产实践中，往往需要直流电源的输出电压可调，用晶闸管组成的可控整流电路，能把交流电变换成大小连续可调的直流电。晶闸管组成的整流电路可以在交流电压不变的情况下，方便地改变输出电压的大小，即可控整流。可控整流是实现交流道可变直流之间的转换。晶闸管组成的可控整流电路具有体积小、质量轻、效率高以及控制灵敏等优点，目前已取代直流发电机组，用作直流拖动调速装置，广泛用于机床、轧钢、造纸、电解、电镀、光电、励磁等领域。【授课内容】一、单相半波可控整流电路1.电路组成2.工作原理 当为正半周时：晶闸管VT承受正向电压，若此时没有触发电压，则负载= 0。 当t=时，控制极加有触发电压，晶闸管具备导通条件而导通，正向压降很小，。 当 t p 时，晶闸管保持导通，负载电压基本上与次级电压保持相等。教师授课教案 当t=p 时，= 0，晶闸管自行关断。 当 p t 2p 时，进入负半周后，晶闸管呈反向阻断状态，负载电压=0。3.波形图在此介绍几个术语： 控制角：在u2的每个正半周，从晶闸管承受正向电压到加入门极触发电压、使晶闸管开始导通之间的电角度叫做控制角，又称为触发脉冲的移相角，用表示。导通角：在每个正半周内晶闸管导通时间对应图单相半波可控整流的电角度叫做导通角，用表示。显然在这里+=。 移相范围：的变化范围称为移相范围。很明显，和都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期内的导通或阻断范围的。通过改变控制角或导通角，可以改变触发脉冲的出现时刻，也就可以改变输出电压的大小，实现了可控整流。4. 主要参数计算输出电压的平均值负载电流平均值通过晶闸管的平均电流晶闸管承受的最大电压教师授课教案5.电路特点单相半波可控整流电路只用一只晶闸管，线路简单，调整方便，但接电阻性负载时输出电压脉动幅度大，且变压器次级线圈中的直流电流将造成铁心的直流磁化，使变压器的效率降低，变压器容量不能被充分利用，因而只适用于对直流电压要求不高的小功率可控整流设备。例1：单相半波可控整流电路中，变压器二次侧电压U2=120V，当控制角分别为0o、90o、120o、180o时，负载上的平均电压分别是多少？=180o时=120o时=90o时=0o时解：结论：改变控制角的大小可改变输出电压的高低，移相范围为：0o180o二、单相半控桥式整流电路 由于单相半波可控整流电路具有上述明显缺点，为了较好地满足负载的要求，在一般小容量的晶闸管整流装置中更多地采用单相桥式可控整流电路。 把单相桥式二极管整流电路的4只整流二极管换成4只晶闸管，就组成单相全控桥式整流电路。由于单相桥式全控整流电路需要4只晶闸管，成本高，另外还要求承受正向偏置电压的2只晶闸管必须同时被触发导通，这就对触发电路的要求提高了，使触发电路变得很复杂，所以一般较少采用全控整流，而多采用由两个晶闸管和两个二极管组成的单相桥式半控整流电路。1.电路组成教师授课教案2.工作原理在电源电压u2的正半周，a为正，b为负，V1,V4受正向电压，根据晶闸管的导通条件，t1时刻触发冲到来之前，两个晶闸管均处于阻断状态，此时输电压UL=0；t1时刻由于加人触发脉冲uG,Vl被触导通，电流回路为：a-Vl-RL-V4-b,此时，V2.V3因承受反压而关断，忽略导通管压降的情况，输出电压UL=u2。V2承受的电压为uV2-u2。当u2接近零时，V1因正向电流小于维持电流而关断。 u2的负半周，a为负，b为正，V2和V3承受正向压。t2时刻触发脉冲到来之前，两个晶闸管均处阻断状态，输出电压UL=0。t2时刻随着触发脉冲加人，V2触发导通，电流回路为：b-V2-RL-V3-a，此时V1和V4因承受反压而关断，忽略导通管降，输出电压UL=-u2,uvlu2。如此循环下去。波形图为：3.主要参数计算输出电压的平均值负载电流平均值通过晶闸管的平均电流晶闸管承受的最大电压教师授课教案4. 电路特点优点：输出电压脉动小，设备利用率高缺点：元件多例2 一单相桥