第一章 晶闸管及其可控整流电路

1、安徽师范大学智能控制技术实验室 第一章第一章 晶闸管及其可控整流电路晶闸管及其可控整流电路 安徽师范大学智能控制技术实验室 第一节第一节 半控器件半控器件晶闸管晶闸管 安徽师范大学智能控制技术实验室 第三节第三节 半控器件半控器件晶闸管晶闸管引言引言 1956年美国贝尔实验室发明了晶闸管。 1957年美国通用电气公司开发出第一只晶闸管产品。 1958年商业化。 开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代。 20世纪80年代以来，开始被全控型器件取代。 能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，在大容量 的场合具有重要地位。 晶闸管晶闸管（Thyristor）：晶体闸流管，可控硅整流 器（Sil

2、icon Controlled RectifierSCR） 安徽师范大学智能控制技术实验室 图1-6 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号 一一. 晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与工作原理 四层三端器件。 电路符号。 外形有螺栓型和平板型两种封装。螺栓型封装， 通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装 方便。平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中 间。 A A G G K K b )c )a ) A G K K G A P 1 N 1 P 2 N 2 J 1 J 2 J 3 安徽师范大学智能控制技术实验室 一一. 晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与

3、工作原理 常用晶闸管的结构 螺 栓 型 晶 闸 管 晶 闸 管 模 块 平板型晶闸管外形及结构 安徽师范大学智能控制技术实验室 一一. 晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与工作原理 式中1和2分别是晶体管V1和V2 的共基极电流增益；ICBO1和ICBO2 分别是V1和V2的共基极漏电流。 由以上式可得 ： 图1-7 晶闸管的双晶体管模型及其工作原理 a) 双晶体管模型 b) 工作原理 按晶体管的工作原理晶体管的工作原理 ，讨论SCR作为开关器件，如何形成高阻抗的阻 断工作状态和呈低阻抗的导通工作状态： 111CBOAc III 222CBOKc III GAK III 21ccA III （

4、1-2） （1-1） （1-3） （1-4） )(1 21 CBO2CBO1G2 A III I （1-5） 安徽师范大学智能控制技术实验室 一一. 晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结构与工作原理 在低发射极电流下 是很小的，而当发射极电流建立 起来之后， 迅速增大（图1.5）。 阻断状态阻断状态：IG=0，1+2很小。流过晶闸管的漏电流稍 大于两个晶体管漏电流之和。 开通状态开通状态：注入触发电流使晶体管的发射极电流增大 以致1+2趋近于1的话，流过晶闸管的电流IA，将趋 近于无穷大，实现饱和导通。IA实际由外电路决定。 安徽师范大学智能控制技术实验室 一一. 晶闸管的结构与工作原理晶闸管的结

5、构与工作原理 阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应 阳极电压上升率du/dt过高 结温较高 光触发光触发 光触发可以保证控制电路与主电路之间的良好绝缘 而应用于高压电力设备中，称为光控晶闸管光控晶闸管（Light Triggered ThyristorLTT）。 只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段只有门极触发是最精确、迅速而可靠的控制手段。 其他几种可能导通的情况其他几种可能导通的情况： 安徽师范大学智能控制技术实验室 二二. 晶闸管的基本特性晶闸管的基本特性 承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸 管都不会导通。 承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶 闸管才能开通。

6、晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。 要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于 零的某一数值以下 。 晶闸管正常工作时的特性总结如下：晶闸管正常工作时的特性总结如下： 安徽师范大学智能控制技术实验室 二二. 晶闸管的基本特性晶闸管的基本特性 （1）正向特性 IG=0时，器件两端施加正 向电压，只有很小的正向 漏电流，为正向阻断状态。 正向电压超过正向转折电 压Ubo，则漏电流急剧增大， 器件开通。 随着门极电流幅值的增大， 正向转折电压降低。 晶闸管本身的压降很小， 在1V左右。 正向 导通 雪崩 击穿 O+UA - U A -I A IA IH IG2I

7、G1IG =0 UFbo UDSM UDRM URRMURSM 1. 1. 静态特性静态特性 图1-8 晶闸管的伏安特性 IG2IG1IG 安徽师范大学智能控制技术实验室 二二. 晶闸管的基本特性晶闸管的基本特性 反向特性类似二极管的反 向特性。 反向阻断状态时，只有极 小的反相漏电流流过。 当反向电压达到反向击穿 电压后，可能导致晶闸管 发热损坏。 图1-6 晶闸管的伏安特性 IG2IG1IG 正向 导通 雪崩 击穿 O+UA - U A -I A IA IH IG2IG1IG =0 UFbo UDSM UDRM URRMURSM （2）反向特性反向特性 安徽师范大学智能控制技术实验室 二二

8、. 晶闸管的基本特性晶闸管的基本特性 门极特性 离散性大 厂家给出图示特性范围。 晶闸管三个电极的判断 极限高阻 Ig Ugk 极限低阻 AKG负极 A K数百略大 G几十几百 正 极 安徽师范大学智能控制技术实验室 三三. 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数 断态重复峰值电压断态重复峰值电压UDRM 在门极断路而结温为额定值时，允 许重复加在器件上的正向峰值电压。 反向重复峰值电压反向重复峰值电压URRM 在门极断路而结温为额定值时， 允许重复加在器件上的反向峰值电压。 通态（峰值）电压通态（峰值）电压UT 晶闸管通以某一规定倍数的额定 通态平均电流时的瞬态峰值电压。 通 常 取 晶 闸 管

9、的 UDRM和URRM中较小 的标值作为该器件 的额定电压额定电压。 选用时，一般取额 定电压为正常工作 时晶闸管所承受峰 值电压23倍。 使用注意：使用注意： 1. 电压定额电压定额 安徽师范大学智能控制技术实验室 三三. 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数 通态平均电流通态平均电流 IT(AV） ） 在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定 结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定 电流的参数。 使用时应按有效值相等的原则有效值相等的原则来选取晶闸管。 维持电流维持电流 IH 使晶闸管维持导通所必需的最小电流。 擎住电流擎住电流

10、IL 晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后， 能维持导通所 需的最小电流。对同一晶闸管来说，通常对同一晶闸管来说，通常IL约为约为IH的的24倍倍。 浪涌电流浪涌电流ITSM 指由于电路异常情况引起的并使结温超过额定结温的不重复性 最大正向过载电流 。 2. . 电流定额电流定额 安徽师范大学智能控制技术实验室 三三. 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数 （1) 开通过程 延迟时间延迟时间td (0.51.5 s) 上升时间上升时间tr (0.53 s) 开通时间开通时间tgt以上两者之和， tgt=td+ tr 100% 90% 10% uAK t t O 0 tdtr trrtgr URR

11、M IRM iA （2) 关断过程 反向阻断恢复时间反向阻断恢复时间trr 正向阻断恢复时间正向阻断恢复时间tgr 关断时间关断时间t tq以上两者之和 tq=trr+tgr 普通晶闸管的关断时间 约几百微秒 3. 动态参数动态参数 图1-11 晶闸管的开通和关断过程波形 安徽师范大学智能控制技术实验室 三三. 晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数 除开通时间tgt和关断时间tq外，还有： 断态电压临界上升率断态电压临界上升率du/dt 指在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态 到通 态转换的外加电压最大上升率。 电压上升率过大，使充电电流足够大，就会使晶闸管误导 通 。 通态电流临界上

12、升率通态电流临界上升率di/dt 指在规定条件下，晶闸管能承受而无有害影响的最大通态电流 上升率。 如果电流上升太快，可能造成局部过热而使晶闸管损坏。 3 3）动态参数动态参数 安徽师范大学智能控制技术实验室 第二节 整流电路引言 整流电路的分类整流电路的分类： 按组成的器件可分为不可控不可控、半控半控、全控全控三种。 按电路结构可分为桥式电路桥式电路和零式电路零式电路。 按交流输入相数分为单相电路单相电路和多相电路多相电路。 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为 单拍电路单拍电路和双拍电路双拍电路。 整流电路整流电路： 出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。 安徽师范大学智能控

13、制技术实验室 第二节 单相桥式可控整流电路 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 1. 带电阻负载的工作情况带电阻负载的工作情况a) u (i ) p wt wt wt0 0 0 i2 ud id b) c) d) dd uVT 1,4 图1-14 单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形 工作原理及波形分析工作原理及波形分析 VT1和VT4组成一对桥臂，在 u2正半周承受电压u2，得到 触发脉冲即导通，当u2过零 时关断。 VT2和VT3组成另一对桥臂， 在u2正半周承受电压-u2，得 到触发脉冲即导通，当u2过 零时关断。 电路结构电路结构 单相桥式全控整流电路单相桥式

14、全控整流电路(Single Phase Bridge Contrelled Rectifier) 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 数量关系数量关系 p p ww p2 cos1 9 . 0 2 cos122 )( dsin2 1 2 2 2d U U ttUU （1-8） a 角的移相范围为180。 向负载输出的平均电流值为： 流过晶闸管的电流平均值只有输 出直流平均值的一半，即： 2 cos1 45.0 2 1 2 ddVT R U II 2 cos1 9 . 0 2 cos122 22d d p R U R U R U I (1-9) p wt wt wt0 0

15、 0 i2 ud id b) c) d) dd uVT 1,4 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 流过晶闸管的电流有效值： 变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等： 由式（1-10）和式（1-11）得： 不考虑变压器的损耗时，要 求变压器的容量 S=U2I2。 p p p ww p p 2sin 2 1 2 )(d)sin 2 ( 2 1 2 2 2 VT R U tt R U I（1-11） p p p ww p p 2sin 2 1 )()sin 2 ( 1 2 2 2 2 R U tdt R U II（1-10） II 2 1 VT 表（1-3）

16、p wt wt wt0 0 0 i2 ud id b) c) d) dd uVT 1,4 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 2.带阻感负载的工作情况带阻感负载的工作情况 u2 O wt O wt O wt ud id i2 b) O wt O wt uVT 1,4 Owt Owt Id Id Id Id Id iVT 2,3 iVT 1,4 图1-15 单相全控桥带 阻感负载时的电路及波形 假设电路已工作于稳态，id的平 均值不变。 假设负载电感很大，负载电流id 连续且波形近似为一水平线。 u2过零变负时，晶闸管VT1和VT4 并不关断。 至t=+ 时刻，晶闸管VT

17、1和 VT4关断，VT2和VT3两管导通。 VT2和VT3导通后，VT1和VT4承 受反压关断，流过VT1和VT4的电 流迅速转移到VT2和VT3上，此过 程称换相换相，亦称换流换流。 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 数量关系数量关系 p p ww p cos9 . 0cos 22 )(dsin2 1 222d UUttUU （1-14） 晶闸管移相范围为90。 晶闸管导通角与a无关，均为180。 电流的平均值和有效值： 变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形波，其相 位由a角决定，有效值I2=Id。 ddT 2 1 II ddT 707. 0 2 1 II

18、I 晶闸管承受的最大正反向电压均为 。 2 2U 2 O wt O wt O wt ud id i2 b) O wt O wt uVT 1,4 Owt Owt Id Id Id Id Id iVT 2,3 iVT 1,4 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 单相桥式半控整流电路 电路结构电路结构 单相全控桥中，每个导电 回路中有2个晶闸管，1个 晶闸管可以用二极管代替， 从而简化整个电路。 如此即成为单相桥式半控单相桥式半控 整流电路整流电路（先不考虑 VDR）。 u d O b) 2 O ud id Id O O O O O i2 Id Id Id I Id wt wt wt wt wt

19、wt wt p p iVT 1 iVD 4 iVT 2iVD3 iVD R 图1-19 单相桥式半控整流电路，有续 流二极管，阻感负载时的电路及波形 电阻负载电阻负载 半控电路与全控电路在 电阻负载时的工作情况 相同。 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 单相桥式半控整流电路 单相半控桥带单相半控桥带阻感负载阻感负载的情况的情况 图1-19 单相桥式半控整流电路，有续流 二极管，阻感负载时的电路及波形 在u2正半周，u2经VT1和VD4 向负载供电。 u2过零变负时，因电感作用 电流不再流经变压器二次绕组， 而是由VT1和VD2续流。 在u2负半周触发角a时刻触发 VT3，VT3导通，u2经

20、VT3和 VD2向负载供电。 u 2过零变正时，VD4导通， VD2关断。VT3和VD4续流， ud又为零。 O b) 2 O ud id Id O O O O O i2 Id Id Id I Id wt wt wt wt wt wt wt p p iVT 1 iVD 4 iVT 2iVD3 iVD R 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 单相桥式半控整流电路 续流二极管的作用续流二极管的作用 避免可能发生的失控现象。 若无续流二极管，则当a 突然增大至180或触发脉冲 丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导 通的情况，这使ud成为正弦半波，其平均值保持恒定，称 为失控失控。 有

21、续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，避免了失控 的现象。 续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 单相桥式半控整流电路 单相桥式半控整流电路的另一种接法 v 相当于把图1-14a中的VT3和VT4换为二极管VD3和 VD4，这样可以省去续流二极管VDR，续流由VD3和 VD4来实现。 图1-19 单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形 安徽师范大学智能控制技术实验室 第三节 三相可控整流电路 安徽师范大学智能控制技术实验室 第三节 三相可控整流电路引言 v 交流测由三相电源供电。 v 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、 容易滤波。 v

22、 主要讲解三相半波可控整流电路和三相桥式 全控整流电路 。 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 电路的特点： 变压器二次侧接成星形得到 零线，而一次侧接成三角形 避免3次谐波流入电网。 三个晶闸管分别接入a、b、c 三相电源，其阴极连接在一 起共阴极接法 。 图1-20 三相半波可控整流电路共阴极接 法电阻负载时的电路及a =0时的波形 1.电阻负载电阻负载 自然换相点： 二极管换相时刻为自然换相点自然换相点， 是各相晶闸管能触发导通的最早 时刻，将其作为计算各晶闸管触 发角a的起点，即a =0 。 b) c) d) e) f) u2 R id uaubuc =0 O

23、wt1wt2wt3 uG O ud O O u ab u ac O i VT 1 u VT 1 wt wt wt wt wt 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 a =0 时的工作原理分析时的工作原理分析 变压器二次侧a相绕组和晶闸管 VT1的电流波形，变压器二次绕 组电流有直流分量。 晶闸管的电压波形，由3段组成。 图1-20 三相半波可控整流电路共 阴极接法电阻负载时的电路及a =0时的波形 =30 的波形（的波形（图1-21） 特点：负载电流处于连续和断 续之间的临界状态。 30 的情况（的情况（图1-22 ） 特点：负载电流断续，晶闸管 导通角小于120 。 b

24、) c) d) e) f) u2 uaubuc =0 O wt1wt2wt3 uG O ud O O uabuac O iVT 1 uVT 1 wt wt wt wt wt 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 p ww p p p cos17.1cos 2 63 )(sin2 3 2 1 22 6 5 6 2d UUttdUU （1-19） 当a=0时，Ud最大，为 。 2d0d 17.1UUU ) 6 cos(1675. 0) 6 cos(1 2 23 )(sin2 3 2 1 2 6 2d p p p ww p p p UttdUU (1-23) 整流电压平均值的计

25、算整流电压平均值的计算 a30时，负载电流连续，有： a30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此 时有： 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 Ud/U2随a变化的规律如图2-15中的曲线1所示。 0306090120150 0.4 0.8 1.2 1.17 3 2 1 /( ) Ud/U2 图2-15 三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系 1电阻负载 2电感负载 3电阻电感负载 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 负载电流平均值为 晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值， 即 晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二 次相

26、电压的峰值，即 R U I d d （1-20） 222RM 45.2632UUUU （图1- 21d） 2 2UU FM （图1-21d ） 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 1.阻感负载阻感负载 图1-24 三相半波可控整流电路，阻 感负载时的电路及 =60时的波形 特点：阻感负载，L值很大， id波形基本平直。 a30时：整流电压波形与 电阻负载时相同。 a30时（如a=60时的波 形如图2-16所示）。 u2过零时，VT1不关断，直到 VT2的脉冲到来，才换流， ud波形中出现负的部分。 id波形有一定的脉动，但为简 化分析及定量计算，可将id近 似为一条水平

27、线。 阻感负载时的移相范围为 90。 ud ia uaubuc ib ic id u ac O wt O wt O O wt O Owt wt wt 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 数量关系数量关系 由于负载电流连续， Ud可由式（1-19）求出，即 2d0d 17. 1UUU Ud/U2与a成余弦关系，如图 2-15中的曲线2所示。如果 负载中的电感量不是很大， Ud/U2与a的关系将介于曲线 1和2之间，曲线3给出了这 种情况的一个例子。 0306090120150 0.4 0.8 1.2 1.17 3 2 1 /( ) Ud/U2 图2-15 三相半波可控整流

28、电路 Ud/U2随a变化的关系 1电阻负载 2电感负载 3电阻电感负载 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 三相半波可控整流电路 变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为 晶闸管的额定电流为 晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线 电压峰值 三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流 中含有直流分量，为此其应用较少。 ddVT2 577. 0 3 1 IIII （1-24） d VT VT(AV) 368. 0 57. 1 I I I （-） 2RMFM 45. 2UUU（-） 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 三相桥是应用最为广泛的整流电路 图1-25 三相桥式 全控

29、整流电路原理图 导通顺序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6 共阴极组共阴极组阴极 连接在一起的3个晶 闸管（VT1，VT3， VT5） 共阳极组共阳极组阳极 连接在一起的3个晶 闸管（VT4，VT6， VT2） 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 1.带电阻负载时的工作情况带电阻负载时的工作情况 当a60 时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形 与ud波形形状一样，也连续 波形图： a =0 （图126 ） a =30 （图127b） a =60 （图127c） 当a60 时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不 能出现负值 波形图： a =90 （

30、图127d） 带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范 围是120 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 晶闸管及输出整流电压的情况如表21所示 时 段IIIIIIIVVVI 共阴极组中导通 的晶闸管 VT1VT1VT3VT3VT5VT5 共阳极组中导通 的晶闸管 VT6VT2VT2VT4VT4VT6 整流输出电压udua-ub =uab ua-uc =uac ub-uc =ubc ub-ua =uba uc-ua =uca uc-ub =ucb 请参照图126 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 （2）对触发脉冲的要求： 按VT1-VT2-V

31、T3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组 VT4、VT6、VT2也依次差120。 同一相的上下两个桥臂，即VT1与与VT4，VT3与与VT6， VT5与与VT2，脉冲相差180。 三相桥式全控整流电路的特点特点 （1）2管同时通形成供电回路，其中 共阴极组和共阳极组各1，且不 能为同1相器件。 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 （3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该 电路为6脉波整流电路。 （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发 一种是双脉冲触发（

32、常用） (5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管 承受最大正、反向电压的关系也相同。 三相桥式全控整流电路的特点特点 安徽师范大学智能控制技术实验室 a60 时时（a =0 图126；a =30 图127b） ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。 各晶闸管的通断情况 输出整流电压ud波形 晶闸管承受的电压波形 二. 三相桥式全控整流电路 2. 阻感负载时的工作情况阻感负载时的工作情况 主要 包括 a 60 时（时（ a =90图129） 阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。 电阻负载时，ud波形不会出现负的部分。 阻感负载时，ud波形会出现负的部分。 带阻感负载时，三相桥

33、式全控整流电路的a角移相 范围为90 。 区别在于：得到的负载电流id波形不同。 当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。 安徽师范大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 3. 定量分析定量分析 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻 负载a60 时）的平均值为： 带电阻负载且a 60时，整流电压平均值为： 输出电流平均值为 ：Id=Ud /R ww p p p cos34.2)(sin6 3 1 2 3 2 3 2d UttdUU （1-25） ) 3 cos(134.2)(sin6 3 2 3 2d p ww p p p UttdUU （1-27） 安徽师范

34、大学智能控制技术实验室 二. 三相桥式全控整流电路 当整流变压器采用星形接法，带阻感负载时，变压器二 次侧电流波形如图2-23中所示，其有效值为： dddd IIIII816. 0 3 2 3 2 )( 3 2 2 1 22 2 pp p （1-29） 晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。 接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路 工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流 波形均相同。 仅在计算Id时有所不同，接反电势阻感负载时的Id为： R EU I d d （1-） 式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。 安徽师范大学智能控制技术实验室 第四节 反电势负载

35、的特点 晶闸管整流电路反电势负载时的工作状态 当电源电压小于反电势E，则SCR反偏关断 不导通角： 计算： =（90度输出电压最大、导通角最小） 加入L则系统导电角增加 反电势负载的特点 导电角下降 输出平均电压上升 负载回路加电感可使导电角增加 安徽师范大学智能控制技术实验室 第四节 反电势负载的特点 1. 带反电动势负载时的工作情况 图1-31 单相桥式全控整流电路接反 电动势电阻负载时的电路及波形 在|u2|E时，才有晶闸管承 受正电压，有导通的可能。 在a 角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。 导通之后， ud=u2， ， 直至|u2|=E，id即降至0使得 晶闸管关断，此后ud=E

36、 。 R Eu i d d 与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电， 称为停止导电角， 2 1 2 sin U E （1-31） b) id O E ud wt Id Owt q 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 当 时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。 图1-31 单相桥式全控整流电路接反电动势电阻电阻负载时的波形 电流断续电流断续 触发脉冲有足够的宽度，保证当w wt= 时刻有晶闸管开始承受正电 压时，触发脉冲仍然存在。这样，相当于触发角被推迟为 。 如图1-31所示id波形所示： 电流连电流连 续续 u b) i d O E d wt I d

37、 Owt q 安徽师范大学智能控制技术实验室 一. 单相桥式全控整流电路 负载为直流电动机时，如 果出现电流断续，则电动 机 的机械特性将很软 。 为了克服此缺点，一般 在主电路中直流输出侧 串联一个平波电抗器。 这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与阻感负载电流连 续时的波形相同，ud的计算公式也一样。 为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出： dmin 2 3 dmin 2 1087.2 22 I U I U L pw （1-） 图1-32 单相桥式全控整流电路带反电动势 负载串平波电抗器，电流连续的临界情况 tw wO ud 0 E id t p q = p 安徽师范大学智能控制

38、技术实验室 1 本章小结 可控整流电路，重点掌握：电力电子电路 作为分段线性电路进行分析的基本思想、 单相全控桥式整流电路和三相全控桥式整 流电路的原理分析与计算、各种负载对整 流电路工作情况的影响； 安徽师范大学智能控制技术实验室 1小结小结思考题思考题 SCR结构，工作原理（通断条件）结构，工作原理（通断条件） 特性与参数特性与参数U，I。 电路电路 单相（半波，桥式）单相（半波，桥式） 三相（半波（零式），桥式）三相（半波（零式），桥式） 主电路形式必须清楚（半控电路自学）主电路形式必须清楚（半控电路自学） 以以R负载为例分析工作原理，作在各种负载为例分析工作原理，作在各种，角时角时 L负载的特点负载的特点 1）加上）加上L，负载端出现负电压，换流（断流，后导通，负载端出现负电压，换流（断流，后导通 器件将其关断）器件将其关断） 2）反电势负载的特点。）反电势负载的特点。 基本概念：基本概念： 自然换流点（二极管整流电路中，刚开始导电的角度）自然换流点（二极管整流电路中，刚开始导电的角度） 触发延迟角触发延迟角 移相范围移相范围 导通角导通角 三相桥对触发脉冲的要求（角度，双脉冲（宽脉冲）三相桥对触发脉冲的要求（角度，双脉冲（宽脉冲） 作业作业P40 4、8、10