课题3.单相半波可控整流电路(电阻性负载)

1、电力电子技术,课题三,单相半波可控整流电路 电阻性负载,学习上次课程内容,1.晶闸管导通条件是什么？,2.晶闸管关断条件是什么？,单相半波可控整流电路电阻性负载,1.电路,变压器t起变换电压和电气隔离的作用。 电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。,单相半波可控整流电路电阻性负载,2.工作原理,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出 电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1,p,2,p,w,t,1,p,2,p,当 时，晶闸管虽承受正向电压，但晶闸管的控制极无触发信号，晶闸管处于关断截止状态

2、，负载上无电压输出 =0。,单相半波可控整流电路电阻性负载,2.工作原理,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出 电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1,p,2,p,w,t,1,p,2,p,当 时，晶闸管承受正向电压，同时，晶闸管的控制极有触发信号，晶闸管导通，负载上得到输出电压 的波形是与电源电压 相同形状的波形。,单相半波可控整流电路电阻性负载,2.工作原理,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出

3、电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1,p,2,p,w,t,1,p,2,p,当 时，晶闸管承受正向电压，同时，晶闸管的控制极有触发信号，晶闸管导通，负载上得到输出电压 的波形是与电源电压 相同形状的波形。,单相半波可控整流电路电阻性负载,2.工作原理,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出 电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1,p,2,p,w,t,1,p,2,p,当 时，晶闸管承受反向电压，同时，晶闸管的控制极有触发信号，晶闸管处于关断截止状态，负载上无电压输出 =0。,单相半波可控整流电路电

4、阻性负载,2.工作原理,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出 电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1,p,2,p,w,t,1,p,2,p,直到下个周期正半周时，控制极脉冲到来，晶闸管再次导通，周而复始。,单相半波可控整流电路电阻性负载,3.基本物理量,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出 电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1,p,2,p,w,t,1,p,2,p,1.直流输出电压平均值：,直流输出

5、电流平均值：,3.基本物理量,输出直流电压平均值ud 与整流变压器二次侧交流电压u2和控制角 有关。当u2给定后，ud仅与 有关。 当 0时，则ud00.45 u2，为最大输出直流平均电压。 当 180时，ud0。只要控制触发脉冲送出的时刻，ud就可以在00.45 u2之间连续可调。,单相半波可控整流电路电阻性负载,a 移相范围为0180。 调节a 角即可控制ud的大小。,单相半波可控整流电路电阻性负载,3.基本物理量,w,w,w,w,t,0,w,t,1,p,2,p,t,t,t,u,2,u,g,u,d,u,vt,a,q,0,电源 波形,门极 脉冲,输出 电压,vt电压 波形,0,0,w,t,1

6、,p,2,p,w,t,1,p,2,p,2.负载上电压有效值与电流有效值,单相半波可控整流电路电阻性负载,3.基本物理量,3. 晶闸管可能承受的正反向峰值电压,晶闸管电流有效值,电路中，晶闸管与负载串联，所以负载电流的有效值也就是流过晶闸管电流的有效值,单相半波可控整流电路电阻性负载,3.基本物理量,5. 晶闸管可能承受的正反向峰值电压,3.晶闸管电流有效值,电路中，晶闸管与负载串联，所以负载电流的有效值也就是流过晶闸管电流的有效值,单相半波可控整流电路电阻性负载,3.基本物理量,6. 功率因数,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,1.电路图,阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电

7、感的电流不发生突变。,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原理,在0 期间：晶闸管阳极电压大于零，此时晶闸管门极没有触发信号，晶闸管处于正向阻断状态，输出电压和电流都等于零。,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原理,在 时刻：门极加上触发信号，晶闸管被触发导通，电源电压u2施加在负载上，输出电压ud=u2。由于电感的存在，在ud的作用下，负载电流id只能从零按指数规律逐渐上升。,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原理,在时刻：交流电压过零，由于电感的存在，流过晶闸管的阳极电流仍大于零，晶闸管会继续导通，此时电感储存的能量一部分释放变成电阻的热能，同时另一部分送回电网

8、，电感的能量全部释放完后，晶闸管在电源电压u2的反压作用下而截止。直到下一个周期的正半周，即2 时刻，晶闸管再次被触发导通。如此循环，,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原理,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,3.接续流二极管电路,vdr在晶闸管关断时，该管能为负载提供续流回路，故称续流二极管。,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原理,在电源电压正半周（0区间），晶闸管承受正向电压，触发脉冲在 时刻触发晶闸管导通，负载上有输出电压和电流。在此期间续流二极管vd承受反向电压而关断。,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原理,在电源电压负半波（2区间），电感的感应电压使续流二极管vd承受正向电压导通续流，此时电源电压u20，u2通过续流二极管使晶闸管承受反向电压而关断，负载两端的输出电压仅为续流二极管的管压降。如果电感足够大，续流二极管一直导通到下一周期晶闸管导通，使电流id连续，且id波形近似为一条直线。,3.基本物理量,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,3.基本物理量,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,3.基本物理量,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,3.基本物理量,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,二、单相半波可控整流电路阻感性负载,2.工作原