1、相控整流相控整流3.1 3.1 概概 述述3.2 3.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路3.3 3.3 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路3.4 3.4 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路3.5 3.5 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路3.6 3.6 三相橋式半控整流電路三相橋式半控整流電路3.7 3.7 整流器交流側電抗對換流整流器交流側電抗對換流( (相相) )的影的影響響相控整流 要求：理解和掌握單相橋式、三相半波、三相要求：理解和掌握單相橋式、三相半波、三相橋式等整流電路的電路結構、工作原理橋式等整流電路的電路結構、工作原理/波形波形分析和電量計算。分析和

2、電量計算。 重點：波形分析和基本電量的計算方法。重點：波形分析和基本電量的計算方法。 難點：功率因數計算、不同負載對工況的影響、難點：功率因數計算、不同負載對工況的影響、整流器交流側電抗對整流電路的影響整流器交流側電抗對整流電路的影響相控整流一、可控整流電一、可控整流電路的組成路的組成主電路主電路交流電源：工頻電網或整流變壓器交流電源：工頻電網或整流變壓器濾波器：為保證電流連續濾波器：為保證電流連續負載：阻性負載、阻感負載、反電勢負載等負載：阻性負載、阻感負載、反電勢負載等控制電路：模擬控制、數字控制控制電路：模擬控制、數字控制整流電路：將交流電變為直流電的電能變換電路。整流電路：將交流電變為

3、直流電的電能變換電路。相控整流二、整流電路的分類二、整流電路的分類1、按組成電路的器件分類、按組成電路的器件分類不可控整流電路：不可控整流電路： 電路由不可控器件組成。電路由不可控器件組成。 整流輸出電壓平均值大小和極性不可變。整流輸出電壓平均值大小和極性不可變。半控整流電路：半控整流電路： 電路由不可控器件和可控器件組電路由不可控器件和可控器件組成。成。 整流輸出電壓平均值大小可調、極性不整流輸出電壓平均值大小可調、極性不能改變。能改變。全控整流電路：全控整流電路： 電路由可控器件組成。電路由可控器件組成。 整流輸出電壓平均值大小和極性都可變。整流輸出電壓平均值大小和極性都可變。相控整流2、

4、按電路結構分類、按電路結構分類橋式電路橋式電路（又稱全波電路或雙拍電路）（又稱全波電路或雙拍電路）零式電路又稱半波電路或單拍電路）零式電路又稱半波電路或單拍電路）3、按交流輸入相數分類、按交流輸入相數分類單相電路單相電路多相電路多相電路 4、按控制方式分類、按控制方式分類相控式電路相控式電路斬控式電路斬控式電路相控整流三、對整流電路的基本技術要求三、對整流電路的基本技術要求1、輸出電壓的可調范圍要大，脈動要小；、輸出電壓的可調范圍要大，脈動要小；2、交流電源功率因數要高，諧波電流要小、交流電源功率因數要高，諧波電流要小 ；3、器件導電時間要盡可能長，承受正反向電壓、器件導電時間要盡可能長，承受

5、正反向電壓要低；要低；4、變壓器利用率要高，盡量防止直流磁化、變壓器利用率要高，盡量防止直流磁化 。相控整流四、按理想條件來研究整流電路四、按理想條件來研究整流電路理想電力電子器件：正向導通時阻抗為零，斷態理想電力電子器件：正向導通時阻抗為零，斷態時阻抗為無窮大；時阻抗為無窮大；理想電源：整流電路的交流輸入電壓為對稱、無理想電源：整流電路的交流輸入電壓為對稱、無畸變的正弦波。畸變的正弦波。 相控整流1、分析方法要點、分析方法要點（1根據根據SCR的導通的導通/關斷條件，確定其導通時刻、關斷條件，確定其導通時刻、關斷時刻，繪出整流輸出電壓和電流波形，由此關斷時刻，繪出整流輸出電壓和電流波形，由此

6、可進一步繪出有關器件上的電壓和電流波形；可進一步繪出有關器件上的電壓和電流波形；SCR斷態斷態（斷路）（斷路）SCR通態通態（短路）（短路）導通導通(uAK0, ug0)關斷關斷(iTE|u2|E時，才有晶閘管時，才有晶閘管承受正電壓，有導通的可承受正電壓，有導通的可能。能。導通之后，導通之后， ud=u2ud=u2，直至，直至|u2|=E|u2|=E，idid即降至即降至0 0使得晶使得晶閘管關斷，此后閘管關斷，此后ud=E ud=E 。 與電阻負載時相比，晶閘與電阻負載時相比，晶閘管提前了電角度管提前了電角度停止導電，停止導電，稱為停止導電角。稱為停止導電角。212sinUE在在角相同時，

7、整流輸出角相同時，整流輸出電壓比電阻負載時大。電壓比電阻負載時大。當 d時，SCR從時刻開始導通；當 時時tE)dsinU2(1EU-2dt 30的工作情況負載電壓電流波形斷續各晶閘管導電時間=1500-，小于1200 移相范圍移相范圍 0 150相控整流cos U1.17tdsinU2321U26562dt1、輸出電壓平均值、輸出電壓平均值Ud（10 30 輸出電壓連續）輸出電壓連續）（230 150 輸出電壓斷續）輸出電壓斷續）6cos1 U0.675 tdsinU232 1U262dt相控整流2、負載電流平均值：、負載電流平均值：Id=Ud/R3、晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器副邊線

8、、晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器副邊線電壓峰值，即電壓峰值，即4、晶閘管承受的最大正向電壓等于變壓器副邊相、晶閘管承受的最大正向電壓等于變壓器副邊相電壓的峰值，即電壓的峰值，即 5、移相范圍：、移相范圍： =0 150222RM45.2632UUUU22UUFM相控整流假定電感很大，id平直。（一工作原理/波形分析 1、 30 30后，后，相對大電感負載相對大電感負載udud中負的部分減中負的部分減少，少， UdUd略為增加，略為增加，Ud/U2Ud/U2與與的關的關系將介于曲線系將介于曲線1 1和和2 2之間。之間。相控整流 優點：優點： 接線和控制簡單接線和控制簡單 。 缺點缺點 變壓

9、器副邊電流中含有直流分量，存在直變壓器副邊電流中含有直流分量，存在直流磁化現象，引起附加損耗流磁化現象，引起附加損耗 ； 變壓器利用率低每相繞阻的最長導電時變壓器利用率低每相繞阻的最長導電時間只有三分之一周期）；間只有三分之一周期）； 零線上通過較大的負載電流。零線上通過較大的負載電流。 應用場合：中等偏小功率的設備上。應用場合：中等偏小功率的設備上。 相控整流 構造：共陰極三相半波構造：共陰極三相半波+共陽極三相半波共陽極三相半波共陰極組陰極連接在一起的3個晶閘管T1，T3，T5）共陽極組陽極連接在一起的3個晶閘管(T4，T6，T2)導通順序：T6 、T1 T1 、T2 T2 、T3 T3

10、、T4 T4 、T5 T5 、T6相控整流 自然換相點相電壓or線電壓的交點t1、t2、t3 、 t4、t5、t6 ）相控整流分析思考：分析思考：1、各管子導電時間？、各管子導電時間？2、變壓器副邊繞組的導電時間？、變壓器副邊繞組的導電時間？3、變壓器副邊電流中是否含有直流分量？、變壓器副邊電流中是否含有直流分量？相控整流（一工作原理（一工作原理/波形分析：波形分析：1、 = 0移相范圍移相范圍 0 90相控整流2、 = 30 3、 = 60 相控整流4、 = 90 5、 = 120 三相橋式整流電路帶大電感負載三相橋式整流電路帶大電感負載時的移相范圍時的移相范圍 為：為：0 90相控整流1

11、1、一周期內、一周期內udud脈動脈動6 6次，每次脈動的波形都一樣，次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為故該電路為6 6脈波整流電路。脈波整流電路。相控整流2 2、需要兩個管同時導通才能形成供電回路，共陰、需要兩個管同時導通才能形成供電回路，共陰極組和共陽極組各一個，且不能為同一相器件。極組和共陽極組各一個，且不能為同一相器件。電流連續時每個器件導通電流連續時每個器件導通 120120。相控整流3 3、變壓器副邊流過正負電流，無直流磁化；電流、變壓器副邊流過正負電流，無直流磁化；電流連續時變壓器副邊各相繞組每個周期工作連續時變壓器副邊各相繞組每個周期工作240240，利用率高。利用率高。相控

12、整流4、對觸發脈沖順序的要求：、對觸發脈沖順序的要求：（1按按T1-T2-T3-T4-T5-T6的順序觸發，相位依次差的順序觸發，相位依次差60。（2共陰極組共陰極組T1、T3、T5的脈沖依次差的脈沖依次差120，共陽極，共陽極組組 T4、T6、T2也依次相差也依次相差120。（3同一相的上下兩個橋臂，即同一相的上下兩個橋臂，即T1與與T4，T3與與T6，T5與與 T2，脈沖相差，脈沖相差180。相控整流5 5、為確保電路正常工作，要求同時導通的、為確保電路正常工作，要求同時導通的2 2個個晶閘管均有脈沖，否則在電路合閘起動過程晶閘管均有脈沖，否則在電路合閘起動過程中或電流斷續時，電路將不能正

13、常工作。中或電流斷續時，電路將不能正常工作。相控整流可采用兩種方法使可采用兩種方法使2個晶閘管均有脈沖：個晶閘管均有脈沖： （1寬脈沖觸發寬脈沖觸發 （2雙窄脈沖觸發常用）雙窄脈沖觸發常用）圖圖a變壓器副邊變壓器副邊 三相電壓波形三相電壓波形圖圖b寬脈沖觸發寬脈沖觸發 （脈寬（脈寬 60 )圖圖c雙窄脈沖觸發雙窄脈沖觸發（間隔（間隔 60 )相控整流1、整流電壓、整流電壓 Ud2、變壓器副邊電流、變壓器副邊電流 有效值有效值I2cosU35. 1cos U34. 2 tdsinU231U223232dtd2I32I相控整流3、SCR電流電流 有效值有效值ITdTI31I相控整流（一工作原理/波

14、形分析（a） = 60 （b） 60 120移相范圍移相范圍 0 120相控整流1、整流電壓、整流電壓 Ud 0 60 60 120 cosU35. 1cos U34. 2U22d3cos1 U4 3 . 2tdsinU226U232dt相控整流 三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負載時，三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負載時，在負載電感足夠大足以使負載電流連續的情況在負載電感足夠大足以使負載電流連續的情況下，電路工作情況與電感性負載時相似，兩者下，電路工作情況與電感性負載時相似，兩者的直流輸出電壓的直流輸出電壓udud、電流、電流idid波形均相同，僅在波形均相同，僅在計算計算IdId時有所不

15、同，接反電勢阻感負載時的時有所不同，接反電勢阻感負載時的IdId為：為：REUIdd式中式中R R 和和E E 分別為負載中的電阻值和反電勢的值。分別為負載中的電阻值和反電勢的值。相控整流 優點：優點： 六脈波電路，輸出電壓脈動更小；六脈波電路，輸出電壓脈動更小； 變壓器繞組無直流磁勢；變壓器繞組無直流磁勢； 變壓器繞組在正負半周都工作，效率高。變壓器繞組在正負半周都工作，效率高。四、三相橋式全控整流電路的優點四、三相橋式全控整流電路的優點相控整流圖例圖例3-3 3-3 的三相橋式整流電路，三相電壓對稱，的三相橋式整流電路，三相電壓對稱， 設濾波電抗非常大，輸出電流連續，若快速熔斷設濾波電抗非

16、常大，輸出電流連續，若快速熔斷器器F1F1熔斷，試繪出輸出電壓熔斷，試繪出輸出電壓udud的波形，并寫出電的波形，并寫出電流流IdId的計算式。的計算式。 相控整流解：解：（1故障條件下輸出波形如圖例故障條件下輸出波形如圖例3-3b所示。所示。（2設整流器交流側相電壓為設整流器交流側相電壓為U2，將故障下輸出，將故障下輸出波形和三相橋式整流電路在正常運行情況下波形和三相橋式整流電路在正常運行情況下和和時的輸出波形相比較可知，時的輸出波形相比較可知，輸出由四個輸出由四個時的波頭和兩個時的波頭和兩個時的波頭組成，因此計算可以簡化為：時的波頭組成，因此計算可以簡化為：22294. 16260cos3

17、4. 26434. 2UUUUd2294. 194. 1URRURUIdd相控整流 主電路結構 由一個三相半波不控整流電路與一個三相半波可控整流電路串聯而成移相范圍移相范圍 0 180相控整流1、 = 30 （一波形分析（一波形分析相控整流2、 = 120相控整流（二電量計算（二電量計算1、整流電壓、整流電壓 Ud輸出電壓為不可控三相半波電路輸出電壓輸出電壓為不可控三相半波電路輸出電壓與可控的三相半波電路輸出電壓之和！與可控的三相半波電路輸出電壓之和！2、移相范圍、移相范圍 0 1802cos1U34. 2)cos(1 U17. 1U22d相控整流1、 60 （一波形分析（一波形分析dd2I8

18、16.0I 32I相控整流2、60 180 d2I I相控整流（二電量計算（二電量計算1、整流電壓、整流電壓 Ud同電阻性負載同電阻性負載輸出電壓為不可控半波電路輸出電壓與可控的三輸出電壓為不可控半波電路輸出電壓與可控的三相半波電路輸出電壓之和相半波電路輸出電壓之和2cos1U34. 2)cos(1 U17. 1U22d相控整流2、SCR電流的有效值電流的有效值 IT、整流管電流有效值、整流管電流有效值 IDddDTI577.0I 31IIddDdTI 31II3、 SCR電流的平均值電流的平均值 IdD 、整流管電流平均值、整流管電流平均值 IdT相控整流4、變壓器副邊繞組電流有效值、變壓器

19、副邊繞組電流有效值 I2 60 dd2I816.0I 32Id2I I相控整流 當處于關斷狀態晶閘管的觸發脈沖突然丟失或控制角 突然增大到 180 時，處于導通狀態的晶閘管將不能正常關斷、失去控制作用失控現象。 避免方法： 加續流二極管相控整流 R負載、RL負載、RLE負載的Ud波形相同。 單相橋式半控 單相橋式半控 移相范圍：0180。 都存在失控問題。避免方法：加續流二極管。2cos1U34. 2)cos(1 U17. 1U22d2cos19 .0)(dsin2122UttUUd相控整流例3-4 三相半控橋式整流電路，已知三相電源對稱，濾波電感 Ld 充分大，負載電流id近似平直。UAB=

20、380V，R=2，E=40V，=90，試完成下列要求：（1） 繪出負載電壓ud、交流側電流iA的波形； （2求負載電壓平均值Ud、負載電流平均值Id；（3求電源側的功率因數。相控整流解：（1反電勢阻感負載在負載電感足夠大足以使負載電流連續的情況下，電路工作情況與大電感負載時相似，負載電壓ud、交流側電流iA的波形如右圖所示。 相控整流（3 3） )(4 .25717. 1)cos1 (17. 122VUUUd)(7 .1082404 .257AREUIdd（2） )(85.767 .1082118090AIIdA)(6 .5072185.7638033VAIUSAAB)(4 .279797 .

21、1084 .257WIUPPddd55. 06 .507214 .27979SP相控整流1、下列可控整流電路中，輸出電壓中諧波含量最、下列可控整流電路中，輸出電壓中諧波含量最少的電路是：少的電路是：a. 三相半波三相半波 b. 三相橋式三相橋式 c. 單相半波單相半波 d. 單相橋式單相橋式2、可控硅裝置觸發脈沖的移相范圍與主電路形式、可控硅裝置觸發脈沖的移相范圍與主電路形式、負載性質有關。對三相半波可控整流電路電阻性負載性質有關。對三相半波可控整流電路電阻性負載來說，觸發脈沖的移相范圍是：負載來說，觸發脈沖的移相范圍是： 090 0120 0150 0180相控整流3、下列概念正確的在括號中

22、畫、下列概念正確的在括號中畫“”： 與三相半波整流電路相比，三相橋式整流整流電路與三相半波整流電路相比，三相橋式整流整流電路具有：具有：輸出電壓脈動小輸出電壓脈動小（）（）變壓器繞組無直流磁勢變壓器繞組無直流磁勢（）（）變壓器繞組在正負半周都工作，效率高變壓器繞組在正負半周都工作，效率高（）（）SCR導電時間長導電時間長（）（）相控整流4、三相全控橋式晶閘管整流電路，帶阻感負載、三相全控橋式晶閘管整流電路，帶阻感負載 ，輸出電壓波形如下圖粗線所示，試分析電路有何故輸出電壓波形如下圖粗線所示，試分析電路有何故障？障？ 0t tuduacuabuacucbuabuacubcubauca相控整流分析

23、該問題時作以下假定：分析該問題時作以下假定：考慮包括變壓器漏感在內的交流側電感的影響，考慮包括變壓器漏感在內的交流側電感的影響，該漏感可用一個集中的電感該漏感可用一個集中的電感LB表示。表示。假設大電感負載，負載電流連續且平直。假設大電感負載，負載電流連續且平直。相控整流一、換相過程分析以三相半波為例）一、換相過程分析以三相半波為例）RabcTLudicibiaLBLBLBikVT1VT2VT3udidtOtOiciaibiciaIduaubuc1 1、電流從、電流從T1T1換相至換相至T2T2的過程：的過程： 因因a a、b b兩相均有漏感兩相均有漏感,ia,ia、ibib均不能突變。均不能

24、突變。 當當ikik增大到等于增大到等于idid時，時， ia=0ia=0，T1T1關斷關斷, ,換流結束。換流結束。 T1 T1和和T2T2同時導通，相當同時導通，相當于將于將a a、b b兩相短路，在兩兩相短路，在兩相組成的回路中產生環流相組成的回路中產生環流ikik， ib=ik ib=ik 逐漸增大的，逐漸增大的，而而ia=id-ikia=id-ik逐漸減小。逐漸減小。考慮變壓器漏感時的考慮變壓器漏感時的三相半波可控整流電路及波形三相半波可控整流電路及波形換相重疊角換相重疊角 ：換相過程：換相過程所需的時間所需的時間T1T1換相至換相至T2T2的過程的過程相控整流2、相關概念術語）、相

25、關概念術語）換相過程：一相晶閘管電流從換相過程：一相晶閘管電流從id 0 ，另一相晶，另一相晶閘管電流從閘管電流從0 id的過程。的過程。換相重疊角換相重疊角 ：換相過程所對應的相角。：換相過程所對應的相角。換相電壓：換相過程中加在換相回路上的電換相電壓：換相過程中加在換相回路上的電 壓，壓，即兩相間電位差瞬時值。即兩相間電位差瞬時值。 uba = ub - ua問題問題2 2：換相重疊角：換相重疊角 ？問題問題1 1：換相過程中：換相過程中udud的波形？的波形？相控整流3、換相重迭對輸出電壓波形的影響換相過程中，整流電壓的瞬時值影響：與 = 0時相比，產生了換相壓降 Ud，使Ud減小。dt

26、diLuuuKBbaab22abKBuudtdiL2abKBbduudtdiLuudddUUUcos0RabcTLudicibiaLBLBLBikVT1VT2VT3udidtOtOiciaibiciaIduaubuc相控整流換相壓降與電路結構、換相電流id、交流側電感LB有關，與換相時刻的電壓無關。對于單相全控橋，環流ik是從0變為2id，所以必須用 2id 替代 id tduumtduumabdb)2(2)(2dIKBKBdixmtdtddiLm022dBImx2dURabcTLudicibiaLBLBLBikVT1VT2VT3udidtOtOiciaibiciaIduaubuc對對m脈波電

27、路，換相壓降為脈波電路，換相壓降為相控整流 符號定義符號定義: m 輸出電壓在一個周期內的波頭數。輸出電壓在一個周期內的波頭數。 xB 整流電路交流側每相電抗值主要是變整流電路交流側每相電抗值主要是變壓器漏抗）壓器漏抗） U2e 變壓器二次繞組額定相電壓變壓器二次繞組額定相電壓 I2e 變壓器二次繞組額定相電流變壓器二次繞組額定相電流 uK% 變壓器的短路電壓比變壓器的短路電壓比100oo22KeeBuIUx相控整流 輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值 Ud 整流電路的輸出特性整流電路的輸出特性如右圖所示如右圖所示dddUUUcos0dcdIRUcos0)2(BcmxR相控整流a2b2ba2k2

28、Bkkd2kBu2U cos(t)mu2U cos(t)muu22U sinsintm1di2U sinsintdtLmti0iI2U sinmi(coscost)L因 為 當時 ，； 換 流 結 束 時 ，解 得 ：相控整流m 輸出電壓在一個周期內的波頭數。輸出電壓在一個周期內的波頭數。 對于單相全控橋，環流對于單相全控橋，環流ik是從是從0變為變為2id，所，所以必須用以必須用 2id 替代替代 id 對于三相全控橋，它相當于相電壓為對于三相全控橋，它相當于相電壓為 的脈波整流電路，所以必須用的脈波整流電路，所以必須用 線電壓線電壓即即 ）替代）替代coscossin220BIKdxmUd

29、iIdmUIxdBsin2coscos22U32U2U3相控整流電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路 dUdBIXdB2IXdB23IXdB3IXdB2ImX)cos(cos2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62UIX2dB62UIXmUXIsin22Bd注：注： 單相全控橋電路中，環流單相全控橋電路中，環流ik是從是從0變為變為2id。 三相橋等效為相電壓等于三相橋等效為相電壓等于 的的6脈波整脈波整流電路，故其流電路，故其m=6，相電壓按，相電壓按 代入。代入。2U32U3相控整流出現換相重疊角 ，整流輸出電壓平均值Ud降低；使整流電路的功率因數降低；換相使電網電壓

30、出現缺口，使電網電壓發生畸變；晶閘管的di/dt 減小，有利于晶閘管的安全開通， 有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。RabcTLudicibiaLBLBLBikVT1VT2VT3udidtOtOiciaibiciaIduaubuc相控整流圖 例圖 例 3-5 單 相 橋 式 整 流 電 路 ， 已 知 電 源 電 壓單 相 橋 式 整 流 電 路 ， 已 知 電 源 電 壓U2=220V，交流側電抗為，交流側電抗為XB，假設濾波電抗，假設濾波電抗Xd非常大，以至于輸出電流非常大，以至于輸出電流id連續而平直。當連續而平直。當id=Id時，重疊角時，重疊角1=300，如改變負載電阻

31、，如改變負載電阻R，使，使id=2Id ，試求，試求（1計算此時的重疊角計算此時的重疊角2 和輸出電壓平均值和輸出電壓平均值Ud；（2繪出電流繪出電流iD1、iD2和電壓和電壓ud 的波形。的波形。 相控整流解：（解：（1將將m相半波可控整流電路計算重疊角的相半波可控整流電路計算重疊角的公式用于本題，可得公式用于本題，可得 ：mUIxdBsin2)cos(cos2取取m=2,m=2, , 據題意可列據題意可列出方程組如下：出方程組如下： 22212)2(2cos122cos1UIxUIxdBdB即：即：)cos1 (2cos112432)( 5 .171243cos12209 . 02cos1

32、9 . 022VUUd（2 2電流電流iD1iD1、iD2iD2和電壓和電壓ud ud 的波形如圖例的波形如圖例3-53-5。 相控整流例題例題 3-6 三相全控橋式整流電路接大電感負載，三相全控橋式整流電路接大電感負載，對于對于4000KVA副邊副邊Y形連接的整流變壓器，其短形連接的整流變壓器，其短路比路比20%，副邊線電壓，副邊線電壓U2l=2000V ， Id=1200A， =15，求裝置的功率因數。，求裝置的功率因數。 解：根據題中的參數，整流變壓器副邊額定線電解：根據題中的參數，整流變壓器副邊額定線電流為：流為： )(7 .1154200031040003322AUSIlel根據短路

33、比的定義：根據短路比的定義： )(2 . 02 . 013%2222elkeeBIUuIUx相控整流由于由于XB不可忽略，就須考慮由于重疊造成的不可忽略，就須考慮由于重疊造成的輸出平均電壓損失輸出平均電壓損失)( 3 .229120022 . 062VImxUdBd)(7 .23783 .22915cos200035. 1cos0VUUUddd該系統輸出功率： )(4 .285412007 .2378kWIUPPddd相控整流變壓器副邊實際電流與負載有關，其值為變壓器副邊實際電流與負載有關，其值為 ：)(2 .9791200816. 0322AIId忽略變壓器損耗，則輸入的視在功率為：忽略變壓

34、器損耗，則輸入的視在功率為： ).(9 .33912 .97920003322kVAIUSl裝置的功率因數為：裝置的功率因數為： 84. 09 .33914 .2854SP相控整流1、單選題：（、單選題：（1整流電路的作用是整流電路的作用是 將交流電變換為直流電將交流電變換為直流電 將直流電變換將直流電變換為直流電為直流電 將交流電變換為交流電將交流電變換為交流電 將直流電變換將直流電變換為交流電為交流電（2可控整流電路的輸出電壓大小與主電路型式、可控整流電路的輸出電壓大小與主電路型式、控制角控制角和負載性質有關。以下哪種整流電路的輸和負載性質有關。以下哪種整流電路的輸出電壓最大？設交流輸入電

35、壓出電壓最大？設交流輸入電壓U2相同，都帶純電阻相同，都帶純電阻負載，控制角負載，控制角=0。 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路 三相半波整流電路三相半波整流電路 三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路相控整流2、判斷題、判斷題（1下列概念正確的有：下列概念正確的有： 在整流電路中，負載電流越大，換相重疊角越在整流電路中，負載電流越大，換相重疊角越小。小。 在整流電路中，輸入電壓越高，換相重疊角越在整流電路中，輸入電壓越高，換相重疊角越小。小。 在整流電路中，輸入變壓器漏抗越大，換相重在整流電路中，輸入變壓器漏抗越大，換相重疊角越小。疊角越小。 在大電感負載整流電路中，換相重疊角在大

36、電感負載整流電路中，換相重疊角與相控與相控角角有關。有關。相控整流3、掌握整流電路的分析方法：、掌握整流電路的分析方法：根據電源電壓根據電源電壓 u2 和控制角和控制角 以及負載性質，繪出以及負載性質，繪出負載電壓負載電壓 ud 、負載電流、負載電流 id 和整流元件的電壓、和整流元件的電壓、電流波形，從而導出基本電量的計算公式及數電流波形，從而導出基本電量的計算公式及數量關系。量關系。1、掌握整流器交流側電抗對整流電路的影響、掌握整流器交流側電抗對整流電路的影響2、理解半控整流電路、理解半控整流電路“失控的概念失控的概念相控整流4、掌握整流電路的基本電量計算、掌握整流電路的基本電量計算輸出電

37、壓負載電壓平均值輸出電壓負載電壓平均值 Ud、有效值、有效值U輸出電流負載電流平均值輸出電流負載電流平均值 Id、有效值、有效值ISCR電流平均值電流平均值 IdT、有效值、有效值IT SCR電流定額電流定額ITAV=(1.52) IT1.57電源變壓器副邊電壓有效值電源變壓器副邊電壓有效值 U2 電流有效值電流有效值I2、視在功率、視在功率S= U2 I2電阻負載功率電阻負載功率 P=I2 R 直流電源負載功率直流電源負載功率 P= Id E當負載中含有大電感時即：當負載中含有大電感時即：Id平直時），平直時）， I = Id ， P= Id Ud功率因數功率因數= PS本章小結本章小結相控

38、整流)2cos1( U0.9tdsinU21U22dt移相范圍移相范圍 0 180本章小結本章小結相控整流移相范圍移相范圍 0 90cos U0.9tdsinU21U22dt本章小結本章小結相控整流 時時tE)dsinU2(1EU-2dt 時時tE)dsinU2(1EU-2dt本章小結本章小結要求觸發脈要求觸發脈沖有足夠寬沖有足夠寬度。度。相控整流 整流電壓整流電壓ud的波形和負載電流的波形和負載電流id的波形與電感的波形與電感負載電流連續時的波形相同，負載電流連續時的波形相同，ud的計算公式亦一的計算公式亦一樣。樣。cos U0.9tdsinU21U22dt本章小結本章小結相控整流)2cos

39、1( U0.9tdsinU21U22dtUd 、Id、 U： （R、L負載負載與與R負載計算公式與單相全負載計算公式與單相全控橋控橋R負載一樣。負載一樣。移相范圍移相范圍 0 180本章小結本章小結 不能輸不能輸出負電壓；出負電壓； 帶電感帶電感性負載時存性負載時存在失控現象。在失控現象。相控整流 0 30 cos U1.17tdsinU2321U26562dt30 150 6cos1 U0.675 tdsinU232 1U262dt移相范圍：移相范圍： =0 150本章小結本章小結相控整流移相范圍：移相范圍： =0 90cos U1.17U2d本章小結本章小結相控整流cosU35. 1cos

40、 U34. 2 tdsinU231U223232dt移相范圍移相范圍 0 90本章小結本章小結要求觸發脈沖有足夠要求觸發脈沖有足夠寬度大于寬度大于60 ）。）。或要求間隔為或要求間隔為60的的雙窄脈沖。雙窄脈沖。相控整流0 60 cosU35. 1cos U34. 2U22d60 120 3cos1 U4 3 . 2tdsinU226U232dt移相范圍移相范圍 0 120本章小結本章小結相控整流2cos1U34. 2)cos(1 U17. 1U22dR、L負載與負載與R負載的整負載的整流電壓流電壓 Ud表達式相同表達式相同移相范圍移相范圍 0 180本章小結本章小結 不能輸出負電壓；不能輸出

41、負電壓；帶電感性負載時存在帶電感性負載時存在失控現象。失控現象。相控整流出現換相重疊角 ，整流輸出電壓平均值Ud降低；使整流電路的功率因數下降；換相使電網電壓出現缺口，使電網電壓發生畸變；晶閘管的di/dt 減小，有利于晶閘管的安全開通。 有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt 。本章小結本章小結100oo22KeeBuIUx整流電路交流側每相電抗值主要是變壓器漏抗）整流電路交流側每相電抗值主要是變壓器漏抗）相控整流電路形式單相全波單相全控橋三相半波三相全控橋m脈波整流電路 dUdBIXdB2IXdB23IXdB3IXdB2ImX)cos(cos2Bd2UXI2Bd22UXI2dB62

42、UIX2dB62UIXmUXIsin22Bd注：注：單相全控橋電路中，環流單相全控橋電路中，環流ik是從是從0變為變為2Id。 三相橋等效為相電壓等于三相橋等效為相電壓等于 的的6脈波整脈波整流電路，故其流電路，故其m=6，相電壓按，相電壓按 代入。代入。2U32U3本章小結本章小結 整流輸出電壓的平均值整流輸出電壓的平均值dddUUUcos0相控整流3-1 單相半波可控整流電路中，如晶閘管單相半波可控整流電路中，如晶閘管1不不加觸發脈沖，（加觸發脈沖，（2內部短路，（內部短路，（3內部斷路，內部斷路，試分析元件兩端與負載電壓波形。試分析元件兩端與負載電壓波形。3-2 可控整流電路純電阻負載時

43、，負載電阻上的平可控整流電路純電阻負載時，負載電阻上的平均電壓和平均電流的乘積是否等于負載功率？大均電壓和平均電流的乘積是否等于負載功率？大電感負載，當電流基本平直時，在負載電阻上的電感負載，當電流基本平直時，在負載電阻上的平均電流的乘積是否等于負載功率？為什么？平均電流的乘積是否等于負載功率？為什么？相控整流3-8 整流電路中續流二極管起什么作用？所有整流電路輸整流電路中續流二極管起什么作用？所有整流電路輸出端都需加接續流二極管嗎？出端都需加接續流二極管嗎？3-11單相橋式全控整流電路，大電感負載，單相橋式全控整流電路，大電感負載，U2=110V，R=2，試計算當，試計算當=300時，輸出電壓、電流平均值時，輸出電壓、電流平均值Ud和和Id。如接續流二極管，。如接續流二極管，Ud和和Id又各為多少？繪出又各為多少？繪出二種情況的電壓、電流波形，兩種情況電源側的功率二種情況的電壓、電流波形，兩種情況電源側的功率因數各為多少？因數各為多少？ 3-14 單相半控橋式電路，有續流二級管，對直流電機供單相半控橋式電路，有續流二級管，對直流電機供電。平波電抗足夠大，電源電壓電。平波電抗足夠大，電源電壓220V，控制角，控制角