电力电子技术第2章相控整流电路2ppt课件

1、第第2章章 相控整流电路相控整流电路 2.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 2.2 单相相控整流电路单相相控整流电路 2.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 2.4 大容量相控整流电路大容量相控整流电路 2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降 2.6 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状态 2.7 晶闸管相控电路的驱动控制晶闸管相控电路的驱动控制 2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降图图2.5.1 2.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路 的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形 实际工作中，

2、整流变实际工作中，整流变压器存在漏抗，晶闸管之压器存在漏抗，晶闸管之间的换流不能瞬时完成，间的换流不能瞬时完成，会出现参与换流的两个晶会出现参与换流的两个晶闸管同时导通的现象，同闸管同时导通的现象，同时导通的时间对应的电角时导通的时间对应的电角度称为换相重叠角度称为换相重叠角。1 1、换相重叠角、换相重叠角LlLl为变压器的每相绕组为变压器的每相绕组 折合到二次侧的漏抗折合到二次侧的漏抗 2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降图图2.5.1 2.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路 的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形 当当

3、tt时刻触发时刻触发时，相电流不能瞬时上时，相电流不能瞬时上升到升到d d值，相电流不能值，相电流不能瞬时下降到零，电流换相瞬时下降到零，电流换相需要时间需要时间tt，换流重叠角，换流重叠角所对应的时间为所对应的时间为t=/t=/。在重叠角期间，、在重叠角期间，、同时导通，产生一个虚同时导通，产生一个虚拟电流拟电流Ik Ik ， 2 2、工作过程、工作过程LlLl为变压器的每相绕组为变压器的每相绕组 折合到二次侧的漏抗折合到二次侧的漏抗 图图2.5.1 2.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路 的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形 dtd

4、iLuukAB12 而整流输出电压为而整流输出电压为dtdiLudtdiLuukAkBd11 )(21BAuu 由图可知由图可知)(21ABBuuu ( 2.5.1 )( 2.5.2 )2 2、工作过程、工作过程2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降图图2.5.1 2.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路 的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形 在在期间，直流输出电压比期间，直流输出电压比uA或或uB都小，使输出电压波形减少了一块都小，使输出电压波形减少了一块阴影面积阴影面积, 降低的电压值为降低的电压值为 。 ABuu 21

5、)(21BAuu 式式 ud说明：说明：)(ABuu dtdiLk1 ( 2.5.3 )图中的阴影面积大小为：图中的阴影面积大小为： dIkkdiLtddtdiLs0101)( ( 2.5.4 )dIL1 2 2、工作过程、工作过程2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降图图2.5.1 2.5.1 考虑变压器的漏抗后考虑变压器的漏抗后 相控整流电路的等效电路相控整流电路的等效电路1 1换相压降换相压降U U 3 3、参数计算、参数计算上式中上式中 是变压器每相漏感折合到二次则的漏电抗。是变压器每相漏感折合到二次则的漏电抗。23232311ddIXILSU11LX在图在图2.5.1(

6、a)所示的三相半波可控整流电所示的三相半波可控整流电路中，整流输出电压为路中，整流输出电压为3相波形组合相波形组合即一周期内换相即一周期内换相3次），每个周期次），每个周期内有内有3个阴影面积，这些阴影面积之和个阴影面积，这些阴影面积之和3S除以周期除以周期2，即为换相重叠角期间输，即为换相重叠角期间输出平均电压的减少量，称为换相压降出平均电压的减少量，称为换相压降U。 (2.5 .4) 换相压降换相压降U正比于负载电流正比于负载电流d，它相当于整流电源增加了一项等，它相当于整流电源增加了一项等 效电阻效电阻 ，但这个等效内阻并不消耗有功功率。，但这个等效内阻并不消耗有功功率。 231X2.5

7、 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降上式表明，当上式表明，当LlLl或或IdId增大时，增大时，将增大；当将增大；当增大时，增大时，减小。必减小。必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会出现换流重叠的须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会出现换流重叠的现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。 2 2、换相重叠角、换相重叠角 )62(coscos211UId(2.5.7)图图2.5.1 2.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路的等效电路及输出电压电流的波形考虑变压器的漏抗后相控整流电路的等效电路及输出电压电流的波形2.5 相

8、控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降2 2、换相重叠角、换相重叠角计算过程计算过程l在图在图2.5.1(b)中为便于计算，将坐标原移到、相的自然换流点，设中为便于计算，将坐标原移到、相的自然换流点，设)3cos(22 tUuA)3cos(22 tUuBtUttUdtdiLk sin6)3cos()3cos(22221 ttdUdiLk sin6221 dIkttdUdi021sin62 )cos(cos6221 UId )62(coscos211UIdl由式由式(5.5.1)可得可得将上式两边同乘以将上式两边同乘以得得从电路工作原理可知，当电感从电路工作原理可知，当电感Ll中电流从变到中

9、电流从变到Id时，正好对应时，正好对应t从从变到变到+，将此条件代入式，将此条件代入式(5.5.5)得得即即l则换相重叠角为则换相重叠角为 (2.5.5)(2.5.7)(2.5.6)2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降2 2、换相重叠角、换相重叠角的计算过程的计算过程表表2.5.1 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降第第2章：相控整流电路章：相控整流电路 2.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 2.2 单相相控整流电路单相相控整流电路 2.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 2.4

10、 大容量相控整流电路大容量相控整流电路 2.5 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降 2.6 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状态 2.7 晶闸管相控电路的驱动控制晶闸管相控电路的驱动控制 2.6 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状态l 1、无源逆变电路：将直流电能变为交流能输出、无源逆变电路：将直流电能变为交流能输出至负载。至负载。 l 2、有源逆变电路：将直流电能变为交流电能输、有源逆变电路：将直流电能变为交流电能输出给交流电网。出给交流电网。l 3、有源逆变器：完成有源逆变的装置称为有源、有源逆变器：完成有源逆变的装置称为有源逆变器。逆变器。2.6

11、.1 有源逆变的工作原理有源逆变的工作原理 图图2.6.32.6.3单相全波整流电路的逆变工作状态单相全波整流电路的逆变工作状态 l图图2.6.22.6.2单相全波整流电路的整流工作状态单相全波整流电路的整流工作状态 2.6.1 有源逆变的工作原理有源逆变的工作原理 （1一定要有直流电动势源，其极性必须与晶闸一定要有直流电动势源，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压。均电压。21、有源逆变的条件：、有源逆变的条件：（2变流器必须工作在变流器必须工作在 的区域内，使的区域内，使Ud0。 因为因为Ra阻值很小阻值很小,其

12、两端电压也很小，因而，其两端电压也很小，因而，UdE，此时电流，此时电流Id从电动机反电势从电动机反电势E的正端注入，直流电机吸收功率。的正端注入，直流电机吸收功率。 如果在电机运动过程中使控制角如果在电机运动过程中使控制角减小，则减小，则Ud增大，增大，Id瞬时值瞬时值也随之增大，电动机电磁转矩增大，所以电动机转速提高。也随之增大，电动机电磁转矩增大，所以电动机转速提高。 随着转速升高，随着转速升高，E增大，增大，Id随之减小，最后恢复到原来的数值，随之减小，最后恢复到原来的数值，此时电机稳定运行在较高转速状态。反之，如果使角增大，电动机此时电机稳定运行在较高转速状态。反之，如果使角增大，电

13、动机转速减小。所以，改变晶闸管的控制角，可以很方便地对电动机进转速减小。所以，改变晶闸管的控制角，可以很方便地对电动机进行无级调速。行无级调速。 2、全波整流电路工作在整流状态 当移相控制角当移相控制角在在0范围内变化时，单相全波整流范围内变化时，单相全波整流电路直流侧输出电压电路直流侧输出电压Ud 0，如图，如图2.6.1所示，电动机所示，电动机M作电机运行。整流器输出功率，电机吸收功率，电流值作电机运行。整流器输出功率，电机吸收功率，电流值为：为：addREUI 式中式中E E为电机的反电动势，为电机的反电动势，RaRa为电机绕组电阻。为电机绕组电阻。(2.6.1)2.6.1 有源逆变的工

14、作原理有源逆变的工作原理 3、全波整流电路工作在逆变状态 l整流电路的控制角整流电路的控制角必须在必须在 范围内变化。此时，电流范围内变化。此时，电流IdId为：为： 2addRUEI| (2.6.2) 由于晶闸管单向导电性，由于晶闸管单向导电性，Id方向仍然保持不变。假如方向仍然保持不变。假如|E|Ud|，则，则Id0。电动势的极性改变了，而电流的方。电动势的极性改变了，而电流的方向未变，因而，功率的传递关系便发生了变化，电动机处于发电机向未变，因而，功率的传递关系便发生了变化，电动机处于发电机状态，发出直流功率，整流电路将直流功率逆变为状态，发出直流功率，整流电路将直流功率逆变为50Hz的

15、交流电返的交流电返送到电网，这就是有源逆变工作状态。送到电网，这就是有源逆变工作状态。 逆变时，电流逆变时，电流Id的大小取决于的大小取决于E与与Ud ，而，而E由电机的转速决定，由电机的转速决定，Ud可以调节控制角改变其大小。为了防止过电流，同样应满足可以调节控制角改变其大小。为了防止过电流，同样应满足E Ud的条件。的条件。 在逆变工作状态下，虽然控制角在逆变工作状态下，虽然控制角在在 间变化，晶闸管的阳间变化，晶闸管的阳极电位大部分处于交流电压的负半周期，但由于有外接直流电动势极电位大部分处于交流电压的负半周期，但由于有外接直流电动势E的存在，使晶闸管仍能承受正向电压导通。的存在，使晶闸

16、管仍能承受正向电压导通。22.6.1 有源逆变的工作原理有源逆变的工作原理 2.6.2 三相半波有源逆变电路三相半波有源逆变电路 图图2.6.4 2.6.4 三相半波有源逆变电路及其波三相半波有源逆变电路及其波形形 图图2.6.4a为三相半波整流为三相半波整流器带电动机负载时的电路器带电动机负载时的电路,并假设并假设负载电流连续。负载电流连续。 当当在在 范围内变化时，变范围内变化时，变流器输出电压的瞬时值在整个周流器输出电压的瞬时值在整个周期内虽然有正有负或者全部为负，期内虽然有正有负或者全部为负，但负的面积总是大于正的面积，但负的面积总是大于正的面积，故输出电压的平均值故输出电压的平均值U

17、d为负值。为负值。电机电机E的极性具备有源逆变的条件。的极性具备有源逆变的条件。 当当在范围在范围 内变化且内变化且 EUd时，可以实现有源逆变。时，可以实现有源逆变。1 1、工作原理、工作原理 2 2图图2.6.4 2.6.4 三相半波整流电路的逆变工作状态三相半波整流电路的逆变工作状态 2.6.2 三相半波有源逆变电路三相半波有源逆变电路 2 2、参数计算、参数计算 变流器逆变时，直流测电压计算变流器逆变时，直流测电压计算公式与整流时一样。当电流连续时，公式与整流时一样。当电流连续时，cos17. 12UUdcos17. 12UUd cos17. 12UUd 有：有：(2.6.3)(5.7

18、.4)式中式中U2为相电压的有效值。为相电压的有效值。 由于逆变时由于逆变时90，故，故cos计计算不大方便，于是引入逆变角算不大方便，于是引入逆变角，令令=-，那么，那么2.6.3改写成：改写成： 逆变角为逆变角为的触发脉冲位置从的触发脉冲位置从=的时刻左移的时刻左移角来确定。角来确定。2.6.3 三相桥式有源逆变电路三相桥式有源逆变电路 1 1、工作原理、工作原理 式中：式中：U2为逆变电路输入相电压，为逆变电路输入相电压， U2L为逆变电路输入线电压。为逆变电路输入线电压。cos34. 22UUdcos35. 12ldUU 三相全控桥式整流电路用作有源逆变时，就成了三三相全控桥式整流电路

19、用作有源逆变时，就成了三相桥式逆变电路。相桥式逆变电路。 三相桥式逆变电路的工作与三相桥式整流电路一样，三相桥式逆变电路的工作与三相桥式整流电路一样，要求每隔要求每隔60依次触发晶闸管，电流连续时，每个管子导依次触发晶闸管，电流连续时，每个管子导通通120，触发脉冲必须是双窄脉冲或者是宽脉冲。，触发脉冲必须是双窄脉冲或者是宽脉冲。直流侧电压计算公式为：直流侧电压计算公式为：或或（2.6.5 ）（2.6.6 ）2.6.4有源逆变最小逆变角有源逆变最小逆变角min的限制的限制 如果逆变角如果逆变角小于换流重叠角小于换流重叠角，即，即时，从图时，从图2.6.52.6.5所所示的波形中可清楚看到，换流

20、还未结束，电路的工作状态到达示的波形中可清楚看到，换流还未结束，电路的工作状态到达uAuA与与uBuB交点交点P P，从，从P P点之后，点之后，uAuA将高于将高于uB uB ，晶闸管，晶闸管T2T2承受反压而重新承受反压而重新关断，而应该关断的关断，而应该关断的T1T1却承受正压而继续导通，从而造成逆变失却承受正压而继续导通，从而造成逆变失败。败。 因而，为了防止逆变失败，不仅逆变角因而，为了防止逆变失败，不仅逆变角不能等于零，而且不不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。1 1、逆变失败、逆变失败图图2.6.5 2.6.5 交流侧

21、电抗对逆变换相过程的交流侧电抗对逆变换相过程的影响影响 2.6.5有源逆变最小逆变角有源逆变最小逆变角min的限制的限制 2 2、最小逆变角、最小逆变角minmin的选的选取取（1换相重叠角换相重叠角随电路形式、工作电流的大小不随电路形式、工作电流的大小不同而不同，一般选取为同而不同，一般选取为15o25o电角度。电角度。（2晶闸管关断时间晶闸管关断时间tq所对应的电角度所对应的电角度。一般。一般tq 大的可达大的可达200300s，折算电角度，折算电角度为为4o5o 。（3安全裕量角安全裕量角。考虑到脉冲调整时不对称、电。考虑到脉冲调整时不对称、电网波动等因素影响，还必须留有一个安全裕量角，

22、一网波动等因素影响，还必须留有一个安全裕量角，一般选取般选取为为10o 。 综上所述，最小逆变角综上所述，最小逆变角min 为：为： 设计有源逆变电路时，必须保证设计有源逆变电路时，必须保证大于大于min，因而，因而，常在触发电路中附加一保护环节，保证控制脉冲不进常在触发电路中附加一保护环节，保证控制脉冲不进入入min区域内。区域内。 3530min (2.6.7)第第2章：相控整流电路章：相控整流电路 2.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 2.2 单相相控整流电路单相相控整流电路 2.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 2.4 大容量相控整流电路大容量相控整流电路 2.5 相控整流电路

23、的换相压降相控整流电路的换相压降 2.6 整流电路的有源逆变工作状态整流电路的有源逆变工作状态 2.7 晶闸管相控电路的驱动控制晶闸管相控电路的驱动控制 2.7.1 对触发电路的要求对触发电路的要求 l 晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制触发等。触发电路对其产生的触发脉冲要求：触发等。触发电路对其产生的触发脉冲要求： 、触发信号可为直流、交流或脉冲电压。、触发信号可为直流、交流或脉冲电压。l、触发信号应有足够的功率触发电压和触发电流）。、触发信号应有足够的功率触发电压和触发电流）。 l、触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使、

24、触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使l元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维l持导通。持导通。 l、触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范、触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范l围必须满足电路要求。围必须满足电路要求。图图2.7.1 2.7.1 强触发电流波形强触发电流波形2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 、单结晶体管触发电路、单结晶体管触发电路 图图2.7.2 2.7.2 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 由单结晶体管构成的由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、触发电路

25、具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿抗干扰能力强、温度补偿性能好，脉冲前沿陡等优性能好，脉冲前沿陡等优点，在小容量的晶闸管装点，在小容量的晶闸管装置中得到了广泛应用。置中得到了广泛应用。 由自激振荡、同步电由自激振荡、同步电源、移相、脉冲形成等源、移相、脉冲形成等部分组成。部分组成。 组成：组成：特点：特点：2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （1 1单结晶体管自激振荡电路单结晶体管自激振荡电路 图图2.7.2 2.7.2 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 经经D1D4D1D4整流后的直流电整流后的直流电源源UWUW，一路经，一路经R2R2、R1R1加在单加在单结晶体管

26、两个基极结晶体管两个基极b1b1、b2b2之之间；另一路通过间；另一路通过e e对电容对电容C C充电、通过单结晶体管放电。充电、通过单结晶体管放电。控制控制BTBT的导通、截止；的导通、截止； 在电容上形成锯齿波振荡在电容上形成锯齿波振荡电压，在电压，在R1R1上得到一系列前上得到一系列前沿很陡的触发尖脉冲沿很陡的触发尖脉冲ugug，如，如图图5.8.2(b)5.8.2(b)所示，其振荡频所示，其振荡频率为率为 工作原理：工作原理：特点：利用单结晶体管的负阻特性与特点：利用单结晶体管的负阻特性与RCRC电路的充放电可电路的充放电可组成自激振荡电路，产生频率可变的脉冲。组成自激振荡电路，产生频

27、率可变的脉冲。)11ln(11 CRTfe上式中上式中 是单结晶体管的分压比，即调节是单结晶体管的分压比，即调节e e，可调节振荡频率。，可调节振荡频率。 9 . 03 . 0 (2.7.1)（2 2同步电源同步电源 图图2.7.2 2.7.2 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 工作原理：工作原理： 当当uDW过零时，电容过零时，电容C经经e-b1、R1迅速放电到零电压。这就是说，迅速放电到零电压。这就是说，每半周开始，电容每半周开始，电容C都从零开始都从零开始充电。进而保证每周期触发电路充电。进而保证每周期触发电路送出第一个脉冲距离过零的时刻送出第一个脉冲距离过零的时刻即控制

28、角即控制角一致，实现了同一致，实现了同步。步。 同步电压由变压器同步电压由变压器TB获得，而同步变压器与主电路接至同一获得，而同步变压器与主电路接至同一电源，故同步电压与主电压同相位、同频率。电源，故同步电压与主电压同相位、同频率。 同步电压经桥式整流、稳压同步电压经桥式整流、稳压管管Dw削波为梯形波削波为梯形波uDW，而削，而削波后的最大值波后的最大值Uw既是同步信号，既是同步信号，又是触发电路电源。又是触发电路电源。2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 、单结晶体管触发电路、单结晶体管触发电路 图图2.7.2 2.7.2 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 当当Re增大时

29、，单结晶增大时，单结晶体管发射极充电到峰点电体管发射极充电到峰点电压压Up的时间增大，第一个的时间增大，第一个脉冲出现的时刻推迟，即脉冲出现的时刻推迟，即控制角控制角增大，实现了移增大，实现了移相。相。工作原理：工作原理：（3 3移相控制移相控制2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 、单结晶体管触发电路、单结晶体管触发电路 图图2.7.2 2.7.2 单结晶体管触发电路及波形单结晶体管触发电路及波形 触发脉冲触发脉冲ugug由由1 1直接直接取出，这种方法简单、取出，这种方法简单、经济，但触发电路与主经济，但触发电路与主电路有直接的电联系，电路有直接的电联系，不安全。对于晶闸管串不安全。对

30、于晶闸管串联接法的全控桥电路无联接法的全控桥电路无法工作。所以一般采用法工作。所以一般采用脉冲变压器输出。脉冲变压器输出。工作原理：工作原理：（4 4脉冲输出脉冲输出2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 2、同步信号为锯齿波的触发电路、同步信号为锯齿波的触发电路 图图2.7.3 2.7.3 同步信号为锯齿波的触发电路同步信号为锯齿波的触发电路 2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 2、同步信号为锯齿波的触发电路、同步信号为锯齿波的触发电路 图图2.7.3 2.7.3 同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （

31、1) 1) 锯齿波形成、同步移相环节锯齿波形成、同步移相环节 锯齿波形成电路由锯齿波形成电路由Tl、T2、T3和和C2等元件组成，其中等元件组成，其中Tl、DW、RW2和和R3为一恒流源电路。为一恒流源电路。T2截止时，恒流源电流截止时，恒流源电流I1c对电容对电容C2充充电，所以电，所以C2两端电压两端电压uc为为tCIdtICuccc 111（2.7.22.7.2） 当当T2T2导通时，由于导通时，由于R4R4阻值很小，所以阻值很小，所以C2C2迅速放电，使迅速放电，使ub3ub3电位迅电位迅速降到零。当速降到零。当T2T2周期性地导通和关断时，周期性地导通和关断时，ub3ub3便形成一锯

32、齿波，同样便形成一锯齿波，同样ue3ue3也是一个锯齿波电压，也是一个锯齿波电压， 射极跟随器射极跟随器T3的作用是减小控制回路的电流对锯齿波电压的影响。的作用是减小控制回路的电流对锯齿波电压的影响。调节电位器调节电位器RW2，即改变，即改变C2的恒定充电电流的恒定充电电流I1c，可调节锯齿波斜，可调节锯齿波斜率。率。1) 1) 锯齿波形成锯齿波形成2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （1) 1) 锯齿波形成、同步移相环节锯齿波形成、同步移相环节 T4基极电位由锯齿波电压基极电位由锯齿波电压uh、控制电压、控制电压uco、直流偏移电压、直流偏移电压up三三者共同决定。者共同决定。 如果如

33、果uco=0，up为负值时，为负值时，ub4点的波形由点的波形由uh+up确定。确定。 当当uco为正值时，为正值时，ub4点的波形由点的波形由uh+ up+uco确定。确定。 ub4电压等于电压等于0.7V后，后，T4导通，导通，T4经过经过M点时使电路输出脉冲。点时使电路输出脉冲。之后之后ub4一直被钳位在一直被钳位在0.7V。M点是点是T4由截止到导通的转折点，也就由截止到导通的转折点，也就是脉冲的前沿。是脉冲的前沿。 因此当因此当up为某固定值时，改变为某固定值时，改变uco便可改变便可改变M点的时间坐标，即点的时间坐标，即改变了脉冲产生的时刻，脉冲被移相。可见，加改变了脉冲产生的时刻

34、，脉冲被移相。可见，加up的目的是为了确定的目的是为了确定控制电压控制电压uco=0时脉冲的初始相位。时脉冲的初始相位。 2) 2) 同步移相环节初始位同步移相环节初始位2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （1) 1) 锯齿波形成、同步移相环节锯齿波形成、同步移相环节 对于三相全控桥接感性负载且电流连续时，脉冲初始相位应定在对于三相全控桥接感性负载且电流连续时，脉冲初始相位应定在=90o。 如果是可逆系统，需要在整流和逆变状态下工作，要求脉冲的移如果是可逆系统，需要在整流和逆变状态下工作，要求脉冲的移相范围理论上为相范围理论上为180o由于考虑由于考虑min和和min，实际一般为，实际一

35、般为120o），），由于锯齿波波形两端的非线性，因而要求锯齿波的宽度大于由于锯齿波波形两端的非线性，因而要求锯齿波的宽度大于180o例例如如240o）。此时令）。此时令uco=0，调节，调节up的大小使产生脉冲的的大小使产生脉冲的M点移至锯齿点移至锯齿波波240o的中央的中央120o处），对应于处），对应于=90o的位置。的位置。 如如uco为正值，为正值，M点就向前移，控制角点就向前移，控制角90o，晶闸管，晶闸管电路处于逆变状态。电路处于逆变状态。 2) 2) 同步移相环节初始位同步移相环节初始位2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （2 2同步环节同步环节 当当Q点电位达点电位达1.

36、4V时，时，T2导通，导通，Q点电位被钳位在点电位被钳位在1.4V。直到。直到 TB二二次电压的下一个负半周到来时，次电压的下一个负半周到来时，D1重新导通，重新导通，C1迅速放电后又被充电，迅速放电后又被充电， T2截止。如此周而复始。在一个正弦波周期内，截止。如此周而复始。在一个正弦波周期内，T2包括截止与导通两包括截止与导通两个状态，对应锯齿波波形恰好是一个周期，与主电路电源频率和相位完个状态，对应锯齿波波形恰好是一个周期，与主电路电源频率和相位完全同步，达到同步的目的。全同步，达到同步的目的。 可以看出，可以看出，Q点电位从同步电压负半周上升段开始时刻到达点电位从同步电压负半周上升段开

37、始时刻到达 1.4V的的时间越长，时间越长，T2截止时间就越长，锯齿波就越宽。锯齿波的宽度是由充电截止时间就越长，锯齿波就越宽。锯齿波的宽度是由充电时间常数时间常数R1C1决定的决定的,可达可达240o 。 同步环节是由同步变压器同步环节是由同步变压器TBTB和作同步开关用的和作同步开关用的晶体管晶体管T2T2组成。组成。 同步变压器同步变压器TB二次电压经二极管二次电压经二极管D1间接加在间接加在T2的基极上。当二的基极上。当二次电压波形在负半周的下降段时，次电压波形在负半周的下降段时，D1导通，电容导通，电容C1被迅速充电。因被迅速充电。因O点接地为零电位，点接地为零电位，R点为负电位，点

38、为负电位，Q点电位与点电位与R点相近，故在这一阶段点相近，故在这一阶段T2基极为反向偏置而截止。在负半周的上升段，基极为反向偏置而截止。在负半周的上升段，15V电源通过电源通过R1给给电容电容C1反向充电，为电容反向充电波形，其上升速度比反向充电，为电容反向充电波形，其上升速度比 波形慢，故波形慢，故D1截止。截止。2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （3 3脉冲形成环节脉冲形成环节 脉冲形成环节脉冲形成环节T4、T5 组成，组成，T7、T8组成脉冲放大电路。组成脉冲放大电路。 控制电压控制电压uco加在加在T4基极上。基极上。uco=0时，时，T4截止，截止，T5饱和导通。饱和导通。T

39、7、T8处于截止状态，脉冲变压器处于截止状态，脉冲变压器TP二次侧无脉冲输出。电容二次侧无脉冲输出。电容C3充充电，充满后电容两端电压接近电，充满后电容两端电压接近2EC(30V)。当时，。当时，T4导通，导通，A点电位由点电位由+EC(+15V)下降到下降到1.0V左右，由于左右，由于C3两端的电压不能突变，两端的电压不能突变，T5基极电基极电位迅速降致位迅速降致-2EC(-30V)， T5立即截止。立即截止。T5集电极电压由集电极电压由-EC(-15V)上上升到钳位电压升到钳位电压+2.1V(D6、T7、T8三个三个PN结正向压降之和结正向压降之和)，T7、T8导导通，脉冲变压器通，脉冲变

40、压器TP二次侧输出触发脉冲。与此同时，电容二次侧输出触发脉冲。与此同时，电容C3经经+15V、R11、D4、T4放电和反向充电，使放电和反向充电，使T5基极电位上升，直到基极电位上升，直到ub5-EC(-15V)，T5又重新导通。使又重新导通。使T7、T8截止，输出脉冲终止。截止，输出脉冲终止。 输出脉冲前沿由输出脉冲前沿由T4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间常数常数R11C3有关有关2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 （4 4双窄脉冲形成环节双窄脉冲形成环节 T5、T6构成构成“或门。或门。T5、T6的导通使的导通使T7、T8都导通输出脉

41、冲。都导通输出脉冲。 第一个脉冲由本相触发单元的第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角对应的控制角所产生，使所产生，使T4由截止变为导通，造成由截止变为导通，造成T5瞬时截止，于是瞬时截止，于是T8输出脉冲。输出脉冲。 第二个脉冲是由滞后第二个脉冲是由滞后60o相位的后一相触发单元产生通过相位的后一相触发单元产生通过T6），），在其生成第一个脉冲时刻将其信号引致本相触发单元的基极，使在其生成第一个脉冲时刻将其信号引致本相触发单元的基极，使T6瞬时截止，于是本相触发单元的瞬时截止，于是本相触发单元的T8管又导通，第二次输出一个脉冲，管又导通，第二次输出一个脉冲，因而得到间隔因而得到间隔60

42、o的双脉冲。的双脉冲。 其中其中D4和和R17的作用主要是防止双脉冲信号互相干扰。的作用主要是防止双脉冲信号互相干扰。2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 单相桥式整流获得近似单相桥式整流获得近似50V直流电压作电源。直流电压作电源。 在在T8导通前，导通前，50V直流电源经直流电源经R15对对C6 充电，充电，B点电位为点电位为 50V。 当当T8导通时，导通时，C6经脉冲变压器经脉冲变压器TP一次侧、一次侧、R16、T8迅速放电，由于迅速放电，由于放电回路电阻很小，放电回路电阻很小，B点电位迅速下降，当点电位迅速下降，当B点电位下跳到点电位下跳到14.3V时时 D15导导通脉冲变压器通

43、脉冲变压器 TP改由改由+15V稳压电源供电。这时虽然稳压电源供电。这时虽然 50V电源也在向电源也在向C6再充电使它电压回升，但由于充电回路时间常数较大，再充电使它电压回升，但由于充电回路时间常数较大，B点电位只能被点电位只能被15 V电源钳位在电源钳位在14.3V。电容。电容C5的作用是为了提高强触发脉冲前沿。的作用是为了提高强触发脉冲前沿。 加强触发后，脉冲变压器加强触发后，脉冲变压器TP一次侧电压一次侧电压uTP如图如图5.8.5所示。晶闸管采所示。晶闸管采用强触发可缩短开通时间，提高管子承受电流上升率的能力。用强触发可缩短开通时间，提高管子承受电流上升率的能力。强触发环节强触发环节（

44、4 4双窄脉冲形成环节双窄脉冲形成环节 2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 5.8.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 图图5.8.6 KC045.8.6 KC04组成的移相式触发电路组成的移相式触发电路 3、KC04集成移相触发器集成移相触发器可分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成，脉冲输出等几部分电路可分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成，脉冲输出等几部分电路 5.8.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 3、KC04集成移相触发器集成移相触发器图图5.8.6 KC045.8.6 KC04组成的移相式触发电路及电压波形图组成的移相式触发电路及电压波形图 图图2.7.6 KC042.7.6

45、KC04组成的移相式触发电路组成的移相式触发电路 3、KC04集成移相触发器集成移相触发器（1 1同步电路同步电路 同步电路由晶体管同步电路由晶体管T1T4T1T4等元件等元件组成。正弦波同步电压组成。正弦波同步电压uTuT经限流电经限流电阻加到阻加到T1T1、T2T2基极。基极。 在在uTuT正半周，正半周，T2T2截止，截止，T1T1导通，导通，1 1导通，导通，T4T4得不到足够的基极电得不到足够的基极电压而截止。压而截止。 在在uT uT 的负半周，截止，的负半周，截止，、导通，导通，、导通，导通，4 4同同样得不到足够的基极电压而截止。样得不到足够的基极电压而截止。 在上述在上述uT

46、uT的正、负半周内，当的正、负半周内，当|us|0.7V|us|0.7V时，T6导通，即uc5+Up+Uk控制了的导通与截止时刻，也就是控制了脉冲的移相。2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 图图2.7.6 KC042.7.6 KC04组成的移相式触发电路组成的移相式触发电路 3、KC04集成移相触发器集成移相触发器（4 4脉冲形成电路脉冲形成电路 7 7与外围元件组成脉冲形成与外围元件组成脉冲形成电路。电路。 当截止时，当截止时，+15V+15V电源通过电源通过7 7、7 7的的b-eb-e对充电左对充电左正右负），同时正右负），同时7 7经经R26R26获得获得基极电流而导通。基极电流

47、而导通。 当当T6T6导通时，上的充电电导通时，上的充电电压成为压成为7 7的的b-eb-e结的反偏电压，结的反偏电压，T7T7截止。以后截止。以后+15V+15V经经R26R26、T6T6对对充电左负右正），当反充电左负右正），当反向充电电压大于向充电电压大于1.4V1.4V时，时，7 7又又恢复导通。恢复导通。 这样在这样在7 7的集电极得到了脉的集电极得到了脉冲冲uc7uc7，其脉宽由时间常数，其脉宽由时间常数R26C2R26C2大小决定。大小决定。 2.7.2 晶闸管触发电路晶闸管触发电路 图图2.7.6 KC042.7.6 KC04组成的移相式触发电路组成的移相式触发电路 3、KC0

48、4集成移相触发器集成移相触发器（5 5脉冲输出电路脉冲输出电路 815组成脉冲输出电路。组成脉冲输出电路。在同步电压在同步电压uT的一个周期内，的一个周期内，7的集电极输出两个相位差的集电极输出两个相位差180的脉冲。的脉冲。 在在uT的正半周，的正半周，T1导通，导通，点为低电位，点为高电位，点为低电位，点为高电位，使使8截止，导通。截止，导通。的导通使的导通使Dw4截止，由截止，由T13、T14、T15组成的放大电路无脉组成的放大电路无脉冲输出。冲输出。8的截止，使的截止，使w3导导通，通，7集电极的脉冲经集电极的脉冲经T9、T10、T11组成的电路放大后由组成的电路放大后由脚输出。脚输出。 在在uT的负半周，的负半周， 同理可知，同理可知，8导通，导通，12截止，截止，7的正的正脉冲经、脉冲经、14、组成电路放大后由组成电路放大后由(15)脚输出。脚输出。(13)