电工高级 整流电路02

1、电子技术主要内容：主要内容：第九节第九节 三相可控整流电路三相可控整流电路；第十节第十节 晶闸管的保护；晶闸管的保护；第十一节第十一节 晶闸管的触发电路；晶闸管的触发电路；第十二节第十二节 有源逆变电路。有源逆变电路。一、三相半波可控整流电路一、三相半波可控整流电路：1 1、纯电阻负载：、纯电阻负载：如下图所示是三相半波可控整流电路。如下图所示是三相半波可控整流电路。第九节第九节 三相可控整流电路三相可控整流电路电路的特点电路的特点： 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 3次谐次谐波流入电网。波流入电网。 三个晶闸管分别接

2、入三个晶闸管分别接入a a、b b、c c三相电源，其阴极连接在一起三相电源，其阴极连接在一起共阴共阴极接法。极接法。图图 三相半波可控整流电路共阴极接法电三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及阻负载时的电路及=0=0 时的波形时的波形 1 1、纯电阻负载、纯电阻负载自然换相点自然换相点：二：二极管换相时刻为自然极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早管能触发导通的最早时刻，将其作为计算时刻，将其作为计算各晶闸管触发角各晶闸管触发角的的起点，即起点，即=0=0 。 上上图图(b)(b)是电源相电压波形，三相电压正半周交点是不用控是电源相电压波形，三相电

3、压正半周交点是不用控制时整流的自然换流点，也就是各相晶闸管能被触发导通的最制时整流的自然换流点，也就是各相晶闸管能被触发导通的最早时刻（早时刻（1 1点离点离a a相相电压相相电压u ua a的原点的原点/6/6），该点作为控制角），该点作为控制角的计算起点。当的计算起点。当=0=0时（时（tt1 1所处时刻），触发所处时刻），触发V V1 1管，则管，则V V1 1管管导通，负载上得到导通，负载上得到a a相相电压。同理，隔相相电压。同理，隔120120电角（电角（tt2 2时刻）时刻）触发触发V V2 2管，则管，则V V2 2导通，导通，V V1 1则受反压而关断，负载得到则受反压而关断

4、，负载得到b b相相电压。相相电压。tt3 3时刻触发时刻触发V V3 3导通，而导通，而V V2 2关断，负载上得到关断，负载上得到c c相相电压。如此相相电压。如此循环下去。输出电压循环下去。输出电压u ud d是一个脉动的直流电压，它是三相交流是一个脉动的直流电压，它是三相交流相电压正半周包络线，相当于半控整流的情况。在一个周期内，相电压正半周包络线，相当于半控整流的情况。在一个周期内，u ud d有三次脉动，脉动的最高频率是有三次脉动，脉动的最高频率是150Hz150Hz。从图中可看出，三相。从图中可看出，三相触发脉冲依次间隔触发脉冲依次间隔120120电角，在一个周期内三相电源轮流向

5、负电角，在一个周期内三相电源轮流向负载供电，每相晶闸管各导通载供电，每相晶闸管各导通120120，负载电压是连续的，负载电压是连续的。 上图上图(e)(e)是流过是流过a a相晶闸管相晶闸管V V1 1的电流波形，其它两相晶闸的电流波形，其它两相晶闸管的电流波形形状与此相同，相位依次相差管的电流波形形状与此相同，相位依次相差120120。变压器。变压器绕组中流过的是直流脉动电流，在一个周期中，每相绕组绕组中流过的是直流脉动电流，在一个周期中，每相绕组只工作只工作1/31/3周期，因此存在变压器铁芯直流磁化和利用率不周期，因此存在变压器铁芯直流磁化和利用率不高的问题。高的问题。 上图上图(f)(

6、f)是是V V1 1上电压的波形。上电压的波形。V V1 1导通时为零；导通时为零；V V2 2导通时，导通时， V V1 1承受的是线电压承受的是线电压u uabab；V V3 3导通时，导通时，V V1 1承受的是线电压承受的是线电压u uacac。其它两只晶闸管上的电压波形形状与此相同，只是相位依其它两只晶闸管上的电压波形形状与此相同，只是相位依次相差次相差120120。 图图 三相半波可控整流电路电阻性负载三相半波可控整流电路电阻性负载=30=30时的波形时的波形(a)(a)电源电压；电源电压；(b)(b)触发脉冲；触发脉冲；(c)(c)输出电压、电流；输出电压、电流；(d)(d)晶闸

7、管上的电流晶闸管上的电流(a)(b )(c)(d )(e)0 30uau2ubucuatt1t2t3ug0ug1ug2ug3ug1tud0idtiV10uV10ttuacuabuact0 上上图所示是图所示是=30=30时的波形。设时的波形。设V V3 3已导通，负载上获已导通，负载上获得得c c相相电压相相电压u uc c，当电源经过自然换流点，当电源经过自然换流点tt0 0时，由于时，由于V V1 1的的触发脉冲触发脉冲u ug1g1还没来到，因而不能导通，而还没来到，因而不能导通，而u uc c仍大于零，所仍大于零，所以以V V3 3不能关断而继续导通；直到不能关断而继续导通；直到tt1

8、 1处，此时处，此时u ug1g1触发触发V V1 1导导通，通，V V3 3承受反压关断，负载电流从承受反压关断，负载电流从c c相换到相换到a a相。以后即如相。以后即如此循环下去。从图中可看出，这是负载电流连续的临界状此循环下去。从图中可看出，这是负载电流连续的临界状态，一个周期中，每只管子仍导通态，一个周期中，每只管子仍导通120120。 下图所示是下图所示是=60=60时的波形，设时的波形，设V V3 3已工作，电路输出已工作，电路输出c c相相电压相相电压u uc c。当。当u uc c过零变负时，过零变负时，V V3 3因承受反压而关断。此因承受反压而关断。此时时V V1 1虽已

9、承受正向电压，但因其触发脉冲虽已承受正向电压，但因其触发脉冲u ug1g1尚未来到，故尚未来到，故不能导通。此后，直到不能导通。此后，直到u ug1g1到来前的一段时间内，各相都不到来前的一段时间内，各相都不导通，输出电压电流都为零。当导通，输出电压电流都为零。当u ug1g1到来，到来，V V1 1导通，输出电导通，输出电压为压为a a相相电压相相电压u ua a, , 依次循环。若控制角依次循环。若控制角继续增大，则整继续增大，则整流电路输出电压流电路输出电压u ud d将继续减小。当将继续减小。当=150=150时，时，u ud d就减小到就减小到零。零。 图图 三相半波可控整流电路电阻

10、性负载三相半波可控整流电路电阻性负载=60=60时的波形时的波形(a)(a)电源电压；电源电压； (b)(b)触发脉冲；触发脉冲； (c)(c)输出电压、电流；输出电压、电流；(d)(d)晶闸管上的电压晶闸管上的电压(a)(b)(c)(d)0u2uaubucua 60ug0ug1ug2ug3ug1tt0udidt0iV1t 由上分析可知：由上分析可知： （1 1）控制角）控制角=0=0时，输出电压最大；时，输出电压最大；增大，输出增大，输出电压减小；当电压减小；当=150=150时，输出电压为零，所以最大移相范时，输出电压为零，所以最大移相范围为围为150150。当。当3030时，电流（压）连

11、续，每相晶闸管时，电流（压）连续，每相晶闸管的导通角的导通角为为120120，当，当3030时，电流（电压）断续，时，电流（电压）断续，导通角导通角小于小于120120，导通角为，导通角为=150=150- -。 （2 2）由于每相导电情况相同，故只需在）由于每相导电情况相同，故只需在1/31/3周期内求取电周期内求取电路输出电压的平均值，即一个周期内电路输出的平均值。路输出电压的平均值，即一个周期内电路输出的平均值。 当当3030时，电流电压连续，输出直流电压平均值时，电流电压连续，输出直流电压平均值U Ud d为为: : cos17.1)(sin23/2165622UttdUUd030式中

12、式中: :U U22为变压器次级相电压有效值。为变压器次级相电压有效值。 当当3030150150时，电路输出电压时，电路输出电压u ud d、输出电流、输出电流i id d波形断续，如图波形断续，如图2-32-3所示，导通角所示，导通角=150=150- -。可求得输。可求得输出电压的平均值为出电压的平均值为: :6223)30cos(1 17. 1sin23/21UtdUUd30150（3 3）负载电流的平均值）负载电流的平均值I Id dRUIdd流过每个晶闸管的平均电流流过每个晶闸管的平均电流I IdVdV为为ddVII31流过每个晶闸管电流的有效值为流过每个晶闸管电流的有效值为:2c

13、os2332212dVRUI0302sin412cos4365212dVRUI0150 （4 4）从图）从图( (f f) )可看出，晶闸管所承受的最大反向电压为电可看出，晶闸管所承受的最大反向电压为电源线电压峰值源线电压峰值 ， 最大正向电压为电源相电压峰值，最大正向电压为电源相电压峰值， 即即 。 26U22U图图 三相半波可控整流电路大电感负载三相半波可控整流电路大电感负载=60=60时的波形时的波形(a)(a)电路；电路；(b)(b)输出电压；输出电压；(c)(c)触发脉冲；触发脉冲；(d)(d)输出电流；输出电流；(e)(e)晶闸管上的电压晶闸管上的电压2 2、大电感负载：、大电感负

14、载：TaV1bV2cV3udRid(a)(b)LeLud 60ubucua0tugtug1ug2ug3ug100idt0tuV1uacuacuab(c)(e)(d)t1t2t3t4 特点：感性负载，特点：感性负载，L L值很大，值很大，i id d波形基本平直。波形基本平直。3030 时：整流电压波形与电时：整流电压波形与电阻负载时相同。阻负载时相同。3030 时（如时（如=60=60 时的波形如时的波形如图所示）。图所示）。 u u2 2过零时，过零时，V VT1T1不关断，直到不关断，直到V VT2T2的脉冲到来，才换流，的脉冲到来，才换流，u ud d波形中波形中出现负的部分。出现负的部

15、分。 i id d波形有一定的脉动，但为简波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将化分析及定量计算，可将i id d近似近似为一条水平线。为一条水平线。 感性负载时的移相范围为感性负载时的移相范围为9090 。图图 三相半波可控整流电路感性负载三相半波可控整流电路感性负载时的电路及时的电路及= =6060 时的波形时的波形 由上分析可得：由上分析可得： （1 1）从图中可看出晶闸管承受的最大正、反向电压均为）从图中可看出晶闸管承受的最大正、反向电压均为线电压峰值线电压峰值 ，这一点与电阻性负载时晶闸管承受，这一点与电阻性负载时晶闸管承受 的正向电压是不同的。的正向电压是不同的。 26U2

16、2U （2 2）输出电压的平均值）输出电压的平均值cos17. 1)(sin23/2122656UttdUUd负载电流的平均值负载电流的平均值I Id d为为cos17. 12RUId流过晶闸管的电流平均值与有效值为流过晶闸管的电流平均值与有效值为ddVddVIIIII577. 03131图图 三相半波可控整流电路电感负载带续流二极管时的波形三相半波可控整流电路电感负载带续流二极管时的波形(a) (a) 电路；电路； (b) (b) 输出电压；输出电压； (c) (c) 输出电流输出电流TaV1bV2cV3udRid(a)(b)Lud 60ubucua0t0idt(c)VDiVDiV3iV1i

17、VDiV2iVDiV3iVD 很明显，很明显，u ud d的波形与纯电阻负载时一样，的波形与纯电阻负载时一样，U Ud d的计算公的计算公式也与电阻性负载时相同。一个周期内，晶闸管的导通角式也与电阻性负载时相同。一个周期内，晶闸管的导通角T T=150=150- -。续流二极管在一个周期内导通三次，因此。续流二极管在一个周期内导通三次，因此其导通角其导通角VDVD=3(=3(-30-30) )。流过晶闸管的平均电流和电。流过晶闸管的平均电流和电流的有效值分别为：流的有效值分别为：ddVVddVdVIIIIII36015023601502流过续流二极管的电流的平均值和有效值分别为流过续流二极管的

18、电流的平均值和有效值分别为:ddVDVDddVDdVDIIIIII120302120302习题习题52/199.52/199.在三相半波可控整流电路中，每只晶闸管的最大在三相半波可控整流电路中，每只晶闸管的最大导通角为（导通角为（ ）。）。A A3030 B B6060 C C9090 D D12012053.53.在三相半波可控整流电路中，当负载为电感性时，负在三相半波可控整流电路中，当负载为电感性时，负载电感量越大，则（载电感量越大，则（ ）。）。 A A输出电压越高输出电压越高 B B输出电压越低输出电压越低 C C导通角越小导通角越小 D D导通角越大导通角越大D DD D102.10

19、2.三相半波可控整流电路带负载时，其触发脉冲控制角三相半波可控整流电路带负载时，其触发脉冲控制角的移相范围是（的移相范围是（ ）。）。A A120120 B B150150 C C18018082.82.三相半波可控整流电路各相触发脉冲相位差是三相半波可控整流电路各相触发脉冲相位差是( )( )，触发脉冲不能在触发脉冲不能在( )( )之前加入。之前加入。习题习题B B120120o o自然换相点自然换相点三相半波可控整流电路感性负载时的移相范围为（三相半波可控整流电路感性负载时的移相范围为（ ）。）。9090 二、三相桥式全控整流电路二、三相桥式全控整流电路共阴极组共阴极组阴阴极连接在一起的

20、极连接在一起的3 3个晶闸管（个晶闸管（VTVT1 1，VTVT3 3，VTVT5 5）共阳极组共阳极组阳极阳极连接在一起的连接在一起的3 3个个晶闸管（晶闸管（VTVT4 4，VTVT6 6，VTVT2 2）图图 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路导通顺序：导通顺序：VTVT1 1VTVT2 2 VTVT3 3VTVT4 4 VTVT5 5VTVT6 6二、三相桥式全控整流电路二、三相桥式全控整流电路1 1、带电阻负载时的工作情况、带电阻负载时的工作情况当当60 时时，ud波形均连续，对于电阻负载波形均连续，对于电阻负载，id波波形与形与ud波形形状一样，也连续。波形形状一样，也连续。

21、当当a60 时时，ud波形每波形每60中有一段为零中有一段为零，ud波形不波形不能出现负值能出现负值。带电阻负载时三相桥式全控整流电路带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相角的移相范围是范围是120 。图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=0=0 时的波形时的波形u2ud1ud2uduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubtOOOO = 0 iVT11uVT1tttt图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=30=30 时的波形时的波形300 iaOOOOu

22、aubucuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacud1ud2uduVT1tttt图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=60=60 时的波形时的波形t = 60 uacuacuabOt1OOuVT1uaubucud1ud2ttuabuacubcubaucaucbuabuacud图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=90=90 时的波形时的波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiV

23、T1二、三相桥式全控整流电路二、三相桥式全控整流电路2 2、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，或带电阻当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载负载6060 时）的平均值为：时）的平均值为： 带电阻负载且带电阻负载且 60 时时，整流电压平均值为整流电压平均值为：输出电流平均值为输出电流平均值为 ：Id=Ud /Rcos34. 22UU d)3cos(134. 22UUd习题习题231.231.三相全控桥整流输出的平均电压三相全控桥整流输出的平均电压U Udldl计算式为计算式为( )( )。A.UA.Udldl1.17U1.17U2 2cos B.Ucos B.

24、Udldl2.34U2.34U2 2coscosC.UC.Udldl1.17U1.17U2 2sin D.Usin D.Udldl2.34U2.34U2 2sinsinB B三相全控桥整流带电阻负载时三相桥式全控整流电路三相全控桥整流带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的角的移相范围是（移相范围是（ ）。120120 三、三相桥式半控整流电路三、三相桥式半控整流电路1 1、电阻负载电阻负载 （1 1）电路电路T T1uD3 T2T3D2D1io cbau+三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路(2)(2)工作原理工作原理当当=0=00 0时即触发脉冲在自然换流点出现，此时电路时即触发脉冲在自然

25、换流点出现，此时电路相当于三相不可控整流电路，其输出最大电压为：相当于三相不可控整流电路，其输出最大电压为：U Ud d=2.34U=2.34U2 2。 6060O O时，下图所示为时，下图所示为=30=30O O时的波形。时的波形。tt1 1时时u ug1g1触发触发T T1 1管导通，电源电压管导通，电源电压u uABAB通过通过T T1 1、D D4 4两管加于负载。两管加于负载。tt2 2时，共阳极组二极管自然换流，所以时，共阳极组二极管自然换流，所以tt2 2之后，之后，D D6 6导通，导通，D D4 4关断，电源电压关断，电源电压u uACAC通过通过T T1 1、D D6 6加

26、于负载。加于负载。tt3 3时刻，由于时刻，由于u ug3g3还未出现，还未出现，T T3 3管不能导通，管不能导通，T T1 1维持维持导通到导通到tt4 4时刻，时刻，T T3 3被触发导通后使被触发导通后使T T1 1管承受反压而管承受反压而关断，电路转为关断，电路转为T T3 3、D D6 6管导通，依次类推，负载上得管导通，依次类推，负载上得到如下图所示的脉动波形。当到如下图所示的脉动波形。当=60=60O O时，波形刚好维时，波形刚好维持连续。其持连续。其060060O O时的输出电压平均值为：时的输出电压平均值为：)Cos(117. 12UUd=30=30O O时的波形时的波形

27、6060O O180180O O时，如下图为时，如下图为=120=120O O时的波形，时的波形，T T1 1管在管在u uACAC电压的作用下，电压的作用下，tt1 1时刻触发导通。到时刻触发导通。到tt2 2时刻时刻A A相相电压为零时相相电压为零时T1T1管仍不会关断，因为使管管仍不会关断，因为使管正向导通的线电压正向导通的线电压u uACAC此时仍大于零。到此时仍大于零。到tt3 3时刻时刻u uACAC=0=0，T1T1管才关断。在管才关断。在tt3 3tt4 4期间，期间，T T3 3管虽受管虽受u uBABA正向电压，但无触发脉冲，故正向电压，但无触发脉冲，故T T3 3管不导通

28、，波形管不导通，波形出现断续。到出现断续。到tt4 4时刻，时刻， T T3 3管才触发，一直到线电管才触发，一直到线电压压u uBABA为零时关断。其平均电压为：为零时关断。其平均电压为：)Cos(117. 12UUd=120=120O O时的波形时的波形 由上式可见，三相半控桥式整流电路在电阻由上式可见，三相半控桥式整流电路在电阻负载时，其输出平均电压为：负载时，其输出平均电压为： 式中式中U U2 2为变压器次级相电压有效值。为变压器次级相电压有效值。)Cos(117. 12UUd223.223.采用一只晶体管的桥式可控整流电路采用一只晶体管的桥式可控整流电路, ,为考虑晶阐管好为考虑晶

29、阐管好关断应选用关断应选用( )( )。A AI IH H 较大的较大的 B BI IH H 较小的较小的 C CI IH H大小无所谓大小无所谓83.83.三相半控桥式整流电路的移相范围为三相半控桥式整流电路的移相范围为( ( ) )。当控。当控制角超过制角超过( )( )时，电压波形将由连续变为断续。时，电压波形将由连续变为断续。习题习题A A180180o o6060o o 在三相桥式半控整流电路中，对于共阴极组晶闸管来说，在三相桥式半控整流电路中，对于共阴极组晶闸管来说，只有（只有（ ）一相的晶闸管且有触发脉冲时才能导通。）一相的晶闸管且有触发脉冲时才能导通。A A、阳极电压最高、阳极

30、电压最高 B B、阳极电压最低、阳极电压最低 C C、阴极电压最高、阴极电压最高 D D、阴极电压最低、阴极电压最低A A54.54.三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管承受的最高反向三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管承受的最高反向电压为变压器二次相电压的（电压为变压器二次相电压的（ ）。）。A. A. 倍倍 B B 倍倍 C C 倍倍 D D2 2 倍倍55.55.三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管流过的平均电流三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的（是负载电流的（ ）。）。A.1A.1倍倍 B.l/2B.l/2倍倍 C.l/3C.l/3倍倍 D.1/6D.1/6倍倍33

31、22习题习题C CC C四、四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路图图 带平衡电抗器的双带平衡电抗器的双反星形可控整流电路反星形可控整流电路电路结构的特点：电路结构的特点：二次侧为两组二次侧为两组匝数相同极性相反匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波的绕阻，分别接成两组三相半波电路。电路。二次侧两绕组的极性相反可二次侧两绕组的极性相反可消除消除铁芯的直流磁化铁芯的直流磁化。平衡电抗器平衡电抗器是为保证两组三相半是为保证两组三相半波整流电路能同时导电。波整流电路能同时导电。与三相桥式电路相比，双反星形与三相桥式电路相比，双反星形电路的输出电流可电路的输出电

32、流可大一倍大一倍。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：适用于的特点：适用于低电压、大电流低电压、大电流的场合。的场合。绕组的极性相反的目的：绕组的极性相反的目的：消除直流磁通势消除直流磁通势如图可知，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是如图可知，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是平均平均电流相等电流相等而而绕组的极性相反绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。，所以直流安匝互相抵消。图图 双反星形电路，双反星形电路， =0=0 时两组整流电压、电流波形时两组整流电压、电流波形ttud1uaubuciaud2iaucuaubucOtOOtOId12Id16Id12

33、Id16四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路接平衡电抗器的原因：接平衡电抗器的原因：当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流均流。两组整流电压两组整流电压平均值相等平均值相等，但，但瞬时值不等瞬时值不等。两个星形的中点两个星形的中点n n1 1和和n n2 2间的电压等于间的电压等于u ud1d1和和u ud2d2之差。该电之差。该电压加在压加在L Lp p上，产生电流上，产生电流i ip p，它通过两组星形自成回路，不，它通过两组星形自成回路，不流到负载中去，称为流到负载中去，称为环流环流或或平衡电流平衡电流

34、。为了使两组电流尽可能为了使两组电流尽可能平均分配平均分配，一般使，一般使L Lp p值足够大，值足够大，以便限制环流在负载额定电流的以便限制环流在负载额定电流的1%1%2%2%以内。以内。四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路有关计算：有关计算：四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路245. 2UURM)12060()60cos(1 17. 1)600(cos17. 10002002UUUULLLVII6156.56.带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，每只晶带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，每只晶闸管流过

35、的平均电流是负载电流的（闸管流过的平均电流是负载电流的（ ）。）。A.1/2A.1/2倍倍 B.1/3B.1/3倍倍 C.1/4C.1/4倍倍 D.l/6D.l/6倍倍51.51.带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，平衡电带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，平衡电抗器的作用是使两组三相半波可控整流电路（抗器的作用是使两组三相半波可控整流电路（ ）。）。A A相串联相串联 B B相并联相并联 C C单独输出单独输出 D D以以180180相位差相并联相位差相并联50.50.在需要直流电压较低、电流较大的设备中，宜采用在需要直流电压较低、电流较大的设备中，宜采用（ ）整流电源。）整流电源。

36、A A单相桥式可控单相桥式可控 B B三相桥式半控三相桥式半控 C C三相桥式全控三相桥式全控 D D带平衡电抗器三相双反星形可控带平衡电抗器三相双反星形可控习题习题D DD DD D226.226.现有单相半波、单相桥式、双半波三种可控整流电路现有单相半波、单相桥式、双半波三种可控整流电路, ,负载电流负载电流I I0 0都是都是20A,20A,那么保护晶阐管过电流的快速熔断器的那么保护晶阐管过电流的快速熔断器的额定电流额定电流( )( )。A A相同相同 B B单相桥式和双半波电路中快速熔断器额定电流相同单相桥式和双半波电路中快速熔断器额定电流相同C C都不同都不同 B B习题习题18.1

37、8.三相可控整流装置在调试前三相可控整流装置在调试前, ,必须检查三相电源的相序必须检查三相电源的相序, ,然后按照要求的电源相序接通主电路与控制电路。然后按照要求的电源相序接通主电路与控制电路。( )( )57.57.在调试晶阐管整流电路时在调试晶阐管整流电路时, ,应注意什么问题应注意什么问题? ? 57.57.在调试时应注意在调试时应注意: :(1)(1)调试步骤是先控制电路后主电路调试步骤是先控制电路后主电路; ;(2)(2)检查主电路与控制电路接线是否正确检查主电路与控制电路接线是否正确; ;(3)(3)整流输出电路先接适当的电阻性负载整流输出电路先接适当的电阻性负载( (如灯泡如灯

38、泡););(4)(4)开始先作小电流。开始先作小电流。习题习题第十节第十节 晶闸管的保护晶闸管的保护晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是它的主要缺点晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是它的主要缺点晶闸管的热容量很小，晶闸管的热容量很小，一旦发生过电流时，温度急剧上升，一旦发生过电流时，温度急剧上升，可能将可能将PNPN结烧坏，造成元件内部短路或开路。例如一只结烧坏，造成元件内部短路或开路。例如一只100A100A的晶闸管过电流为的晶闸管过电流为400A400A时，仅允许持续时，仅允许持续0.020.02秒，否则将因过秒，否则将因过热而损坏；热而损坏； 晶闸管耐受过电压的能力极差，晶闸管

39、耐受过电压的能力极差，电压超过其反向击穿电压电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电压超过转折电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后的电流较大，使器件受损。时，则晶闸管误导通，导通后的电流较大，使器件受损。一、晶闸管的过流保护一、晶闸管的过流保护1 1、快速熔断器保护：、快速熔断器保护：电路电路中加快速熔断器。当电路发生过中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，流故障时，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，以保证晶闸管的安全。以保证晶闸管的安全。与晶闸与晶闸管串联管串联接在接在输入

40、输入端端接在接在输出输出端端快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。2 2、过流继电器保护：、过流继电器保护：在输出端在输出端( (直流侧直流侧) )或输入端或输入端( (交流侧交流侧) )接入过电流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，接入过电流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，使电路自动切断。使电路自动切断。3 3、过流截止保护：、过流截止保护：在交流侧设置电流检测电路，利用过电在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号控制触发电路。当电路发生过流故障时，检测电路流信号控制触发电路。当电路发生过流故障时，检测电路控制触发脉冲迅速后移或停止产生触

41、发脉冲，从而使晶闸控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而使晶闸管导通角减小或立即关断。管导通角减小或立即关断。一、晶闸管的过流保护一、晶闸管的过流保护4.4.可控整流过流保护可控整流过流保护: : 当可控硅整流电路发生输出回路短当可控硅整流电路发生输出回路短路或过载，元件击穿等情况时，可能发生过电流，晶闸管路或过载，元件击穿等情况时，可能发生过电流，晶闸管承受过电流的能力很小，在一个周波中仅允许通过承受过电流的能力很小，在一个周波中仅允许通过4-54-5倍倍的过载电流在的过载电流在5 5秒内则降度低为秒内则降度低为2 2倍，倍，5 5分钟内只允许分钟内只允许1.251.25倍的过载电流，

42、所以必须在元件允许的时间内切断过载电倍的过载电流，所以必须在元件允许的时间内切断过载电流，即进行过流保护。流，即进行过流保护。习题习题习题习题52.52.晶闸管的过流保护晶闸管的过流保护: :（1 1）串入快速熔断器）串入快速熔断器 可以装在直流侧，交流侧或与元可以装在直流侧，交流侧或与元件串联。件串联。（2 2）装设过流继电器和快速自动开关。）装设过流继电器和快速自动开关。（3 3）过电流截止保护）过电流截止保护 利用过电流信号把触发脉冲后移使晶闸管的导通角减小或利用过电流信号把触发脉冲后移使晶闸管的导通角减小或停止触发。停止触发。（4 4）当供电电源的容量较大而不经变压器供电时，一般）当供

43、电电源的容量较大而不经变压器供电时，一般还要加电抗器来限制短路电流。还要加电抗器来限制短路电流。二、晶闸管的过压保护二、晶闸管的过压保护1 1、阻容保护：利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电、阻容保护：利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电压的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电阻中消压的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电阻中消耗掉。耗掉。2 2、硒堆保护、硒堆保护RCRC 硒堆保护硒堆保护( (硒整流片硒整流片) )晶闸管元件晶闸管元件的阻容保护的阻容保护23.23.为什么整流电路中要采取过压保护措施为什么整流电路中要采取过压保护措施? ? 23.23.因为晶阐管承受过电压的

44、能力较差因为晶阐管承受过电压的能力较差, ,而在交流侧及直流而在交流侧及直流侧会经常产生一些过电压侧会经常产生一些过电压, ,如电网操作过电压如电网操作过电压, ,雷击过电压雷击过电压, ,直流侧电感负载电流突变时感应过电压直流侧电感负载电流突变时感应过电压, ,熔丝熔断引起的过熔丝熔断引起的过电压电压, ,晶阐管换向时的过电压等晶阐管换向时的过电压等, ,都有可能导致元件损坏或性都有可能导致元件损坏或性能下降能下降, ,所以要采取过电压保护措施。所以要采取过电压保护措施。 习题习题51.51.晶闸管的过压保护：晶闸管的过压保护： 线路中由于雷击或导闸操作等原因线路中由于雷击或导闸操作等原因经

45、常会发生过电压，晶闸管承受过电压的能力很差，当所加经常会发生过电压，晶闸管承受过电压的能力很差，当所加的电压超过它的反向击穿电压时，即使时间很短也会因击穿的电压超过它的反向击穿电压时，即使时间很短也会因击穿而损坏。另外，当电压超过正向转折电压时，会出现误导通，而损坏。另外，当电压超过正向转折电压时，会出现误导通，如果次数较多也会使晶闸管损坏。如果次数较多也会使晶闸管损坏。第十一节第十一节 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路 晶闸管最重要的特性是可控单向导电性。当阳极加上正晶闸管最重要的特性是可控单向导电性。当阳极加上正向电压后，还必须在控制极与阴极之间加上足够功率的向电压后，还必须在控制极与阴极

46、之间加上足够功率的正向控制电压，即触发电压，元件才能从阻断状态转化正向控制电压，即触发电压，元件才能从阻断状态转化为导通状态。因为晶闸管导通后控制极既失去作用，为为导通状态。因为晶闸管导通后控制极既失去作用，为减少控制极损耗与触发功率，常用脉冲电压触发晶闸管。减少控制极损耗与触发功率，常用脉冲电压触发晶闸管。为控制极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。为控制极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。 触发电路种类很多，一般常用的有单结管触发电路、小触发电路种类很多，一般常用的有单结管触发电路、小晶闸管触发电路、阻容移相触发电路、集成块触发电路晶闸管触发电路、阻容移相触发电路、集成块触发电路及数

47、字式触发电路。及数字式触发电路。习题习题晶闸管触发电路晶闸管触发电路: : 晶闸管的阳极加正向电压，门极加适当晶闸管的阳极加正向电压，门极加适当的正向电压时就会导通，导通后门极有无电压不影响晶闸的正向电压时就会导通，导通后门极有无电压不影响晶闸管的正常工作状态。即门极只需加一个脉冲电压即可，产管的正常工作状态。即门极只需加一个脉冲电压即可，产生这个门极电压的电路叫晶闸管触发电路，常见的触发电生这个门极电压的电路叫晶闸管触发电路，常见的触发电路有：阻容移相触发，单结晶体管触发，正弦波同步触发路有：阻容移相触发，单结晶体管触发，正弦波同步触发电路，锯齿波同步触发电路和集成触发电路等。电路，锯齿波同

48、步触发电路和集成触发电路等。1)1)触发电路应提供给足够的触发功率（电压和电流）。触发电路应提供给足够的触发功率（电压和电流）。一般一般触发电压为触发电压为4 410V10V。2)2)为了使触发时间准确，要求为了使触发时间准确，要求触发脉冲上升沿要陡触发脉冲上升沿要陡，另一方，另一方面，可缩短元件开通时间，减少开通时的功耗，最好在面，可缩短元件开通时间，减少开通时的功耗，最好在10s10s以下。以下。3)3)触发脉冲要有足够的宽度触发脉冲要有足够的宽度，使触发脉冲消失前晶闸管的阳，使触发脉冲消失前晶闸管的阳极电流已达到掣住电流而维持导通。因为晶闸管的开通时间极电流已达到掣住电流而维持导通。因为

49、晶闸管的开通时间为为6s6s左右，故触发脉冲的宽度不能小于左右，故触发脉冲的宽度不能小于6s6s，最好是，最好是202050s50s。对于电感性负载，脉冲宽度还应加大。对于电感性负载，脉冲宽度还应加大。4)4)不触发时，触发电路的输出电压应小于不触发时，触发电路的输出电压应小于0.150.150.2V0.2V。一、一、晶闸管对触发电路的要求晶闸管对触发电路的要求5)5)触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。须满足电路要求。为给晶闸管的触发提供一个准确而且固为给晶闸管的触发提供一个准确而且固定的移相基准，即度量控制角定

50、的移相基准，即度量控制角大小的基准，触发脉冲必大小的基准，触发脉冲必须与电源同步并且保持一定的相位关系。因此触发电路同须与电源同步并且保持一定的相位关系。因此触发电路同时受控制电压和同步电压的控制。控制电压时受控制电压和同步电压的控制。控制电压U Uk k使脉冲在要使脉冲在要求的范围内移相；同步电压是与阳极电压同频率且有一定求的范围内移相；同步电压是与阳极电压同频率且有一定相位关系的电压，使脉冲与电源电压同步即提供控制角相位关系的电压，使脉冲与电源电压同步即提供控制角的基准。的基准。6 6）触发电路工作要稳定可靠，触发电路工作要稳定可靠，不受温度变化的影响，更换元不受温度变化的影响，更换元件时

51、不需要重新校正。件时不需要重新校正。一、一、晶闸管对触发电路的要求晶闸管对触发电路的要求二、单结晶体管触发电路二、单结晶体管触发电路1 1、单结晶体管结构及工作原理、单结晶体管结构及工作原理B2第二基极第二基极B1N欧姆接触欧姆接触接触电阻接触电阻P发射极发射极E E第一基极第一基极PNPN结结N N型硅片型硅片(a)(a)示意图示意图单结晶体管结构示意图及其表示符号单结晶体管结构示意图及其表示符号(b)(b)符号符号B2EB1B2B1UBBEUE+_+_RP+_+_2 2、工作原理、工作原理BBUBBUBBRBRBRBRBRBBUBU12111 U UE E U UP P后，后，大量空穴注入

52、基区，大量空穴注入基区，致使致使I IE E增加、增加、U UE E反反而下降，出现负阻。而下降，出现负阻。P(1)(1) UE UP时单结管导通时单结管导通，UE 52.简述单结晶体管及其特点简述单结晶体管及其特点? ? 52.52.单结晶体管是具有一个单结晶体管是具有一个PNPN结和三个电极结和三个电极( (即发射极即发射极e,e,第第一基极一基极b1 ,b1 ,第二基极第二基极b2 )b2 )的半导体器件的半导体器件, ,其结构和电路符号其结构和电路符号如图所示如图所示, ,它具有工作电流较大它具有工作电流较大, ,电路简单电路简单, ,可靠性高可靠性高, ,工作速工作速度低等特点度低等

53、特点, ,而且它的特性曲线存在而且它的特性曲线存在“负阻区负阻区”, ,在负阻区内在负阻区内, ,管子两端电压增加时管子两端电压增加时, ,电流反而减小电流反而减小, ,基于这一特点基于这一特点, ,常用单常用单结晶体管构成各种脉冲电路。结晶体管构成各种脉冲电路。 R2R1RUucE+C+_+_50 100k 3000. 47 F5 5、单结晶体管触发电路、单结晶体管触发电路(1)(1)振荡电路振荡电路单结晶体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路 单结晶体管弛张振荡电单结晶体管弛张振荡电路利用单结管的负阻特性路利用单结管的负阻特性及及RC RC 电路的充放电特性组电路的充放电特性组成频率可调的

54、振荡电路。成频率可调的振荡电路。R2R1RUuCE+C+50 100k 300 0. 47 F(2)(2)振荡过程分析振荡过程分析设通电前设通电前u uC C=0=0接通电源接通电源U U, , 电容电容C C 经电阻经电阻R R充电。充电。电容电压电容电压u uC C逐渐升高逐渐升高当当u uC C U UP P时时, ,单结管导通单结管导通, ,电电容容C C放电放电, ,R R1 1上得到一脉冲电压。上得到一脉冲电压。UpUvUp-UDuCtugt电容放电至电容放电至u uC C U Uv v时，单结管重新关断，使时，单结管重新关断，使u ug g 0 0。注意：注意：R R 值不能选值

55、不能选的太小，否则单结的太小，否则单结管不能关断，电路管不能关断，电路亦不能振荡。亦不能振荡。upuv(c) 电压波形电压波形uCttugOO主电路主电路触发电路触发电路u1+RLR1R2RPCRuZT1D1D2T2u2+uC+RuL+ugu+ (3)(3)单结管触发的半控桥式整流电路单结管触发的半控桥式整流电路电路电路工作原理工作原理a a、整流削波、整流削波U2M削波削波UZRu2+uo+uZ整流整流U2MuOZouOzuOb b、触发电路、触发电路UP-UDR1R2RPCucRuguZLuguttcuvUpRLT1D1D2T2uLc c、输出电压、输出电压uLOOUZutOtO问题讨论问

56、题讨论1.1.单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发单结管触发的可控整流电路中，主电路和触发 电路为什么接在同一个变压器上？电路为什么接在同一个变压器上？目的：目的：保证主电路和触发电路的电源电压同时过零保证主电路和触发电路的电源电压同时过零( (即两即两者同步者同步) )，使电容在每半个周期均从零开始充电，从而保证，使电容在每半个周期均从零开始充电，从而保证每半个周期的第一个触发脉冲出现的时刻相同每半个周期的第一个触发脉冲出现的时刻相同( (即即 角一样角一样) )以使输出平均电压不变。以使输出平均电压不变。2.2.触发电路中，整流后为什么加稳压管？触发电路中，整流后为什么加稳压管？稳压管

57、的作用：稳压管的作用：是将整流后的电压变成梯形是将整流后的电压变成梯形( (即削波即削波) )，使单，使单结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上，从而保证单结管产生结管两端电压稳定在稳压管的稳压值上，从而保证单结管产生的脉冲幅度和每半个周期产生第一脉冲的时间，不受交流电源的脉冲幅度和每半个周期产生第一脉冲的时间，不受交流电源电压变化的影响。电压变化的影响。3.3.一系列触发脉冲中，为什么只有第一个起作？一系列触发脉冲中，为什么只有第一个起作？如何改变控制角如何改变控制角 ？根据晶闸管的特性，它一旦触发导通，在阳极电压足够根据晶闸管的特性，它一旦触发导通，在阳极电压足够大的条件下，即使去掉触发信号，

58、仍能维持导通状态。因此，大的条件下，即使去掉触发信号，仍能维持导通状态。因此，每半个周期中只有第一个触发脉冲起作用。每半个周期中只有第一个触发脉冲起作用。改变充电时间常数即可改变控制角改变充电时间常数即可改变控制角 。控制角控制角 变化的范围称为移相范围。变化的范围称为移相范围。4.4.电压的调节电压的调节R 电容充电速度变慢电容充电速度变慢 uL L单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路T1+U1RE1-CT2RC1RE2R2T3T4D1D2DZR 输出脉冲可以直接从电阻输出脉冲可以直接从电阻R R1 1引出引出( (如前图如前图) )，也可通过脉，也可通过脉冲变压器输出。由于晶闸管控制极与阴

59、极间允许的反向电压冲变压器输出。由于晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管D D1 1, , 可将反向电压隔开，而并联可将反向电压隔开，而并联D D2 2，可将反向电压短路。，可将反向电压短路。 13.13.触发脉冲输出方式一般有触发脉冲输出方式一般有( )( )和和( )( )两种方式。两种方式。习题习题233.233.对单结晶体管触发电路进行移相采用的是对单结晶体管触发电路进行移相采用的是( )( )的方的方法。法。A.A.调电位器调电位器 B.B.变变C C.C C.改变电源电压改变电源电压

60、D.D.变变L LA A直接输出直接输出脉冲变压器输出脉冲变压器输出单结晶体管振荡电路是利用单结晶体管（单结晶体管振荡电路是利用单结晶体管（ ）的工作特性）的工作特性设计的。设计的。A A、截止区、截止区 B B、负阻区、负阻区 C C、饱和区、饱和区 D D、任意区域、任意区域B B三、同步信号为锯齿波的触发电路三、同步信号为锯齿波的触发电路 输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路），也可为单窄脉冲。路），也可为单窄脉冲。 三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步