调光灯电路安装与调试课件

1、电力电子技术古越龙山电气自动化技术 电力电子技术是电气自动化技术专业的一门专业核心课程，横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域，运用弱电（电子技术）控制强电（电力技术），是强弱电相结合的新学科。 n1957年第一只晶闸管诞生；n快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管；n8000V、6000A；n新型半导体器件：GTR、GTO、MOSFET、IGBT、MCT；电力电子技术的应用电力电子技术的应用一、可控整流一、可控整流 将交流电变为直流电将交流电变为直流电 电力电子技术广泛地用于工业自动控制、牵引运输、电能变换、家用电器、变频系统等领域。（1）公交电车：市电输送时用交流成本比较低，故

2、用于电车时要把高压交流）公交电车：市电输送时用交流成本比较低，故用于电车时要把高压交流变成合适电压值的直流，交变直就是一个变成合适电压值的直流，交变直就是一个“整流整流”过程。过程。（2）直流电机的调速、同步电机的励磁、电焊等）直流电机的调速、同步电机的励磁、电焊等二、交流调压二、交流调压 将固定的交流电变为可调的交流电将固定的交流电变为可调的交流电电力电子技术的应用电力电子技术的应用应用：如灯光亮度调整、电机调速、电压转换、电磁控制等。应用：如灯光亮度调整、电机调速、电压转换、电磁控制等。三、有源逆变三、有源逆变 将直流电变为交流电回送电网将直流电变为交流电回送电网电力电子技术的应用电力电子

3、技术的应用应用：直流电机的可逆应用：直流电机的可逆调速、绕线型异步电动调速、绕线型异步电动机的串级调速、高压直机的串级调速、高压直流输电和太阳能发电等。流输电和太阳能发电等。四、无源逆变四、无源逆变变频变频 将频率固定的交流电变为频率可调的交流电将频率固定的交流电变为频率可调的交流电电力电子技术的应用电力电子技术的应用应用：交流电机变频调速、感应加热、不间断电源等。应用：交流电机变频调速、感应加热、不间断电源等。五、直流斩波五、直流斩波 将固定的直流电变为可调的直流电将固定的直流电变为可调的直流电电力电子技术的应用电力电子技术的应用在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种

4、在直流传动系统、充电蓄电电路、开关电源、电力电子变换装置及各种用电设备中得到普通的应用用电设备中得到普通的应用. .项目项目1 1 调光灯电路的安装与调试调光灯电路的安装与调试晶闸管同步变压器调光电位器触发电路主电路单结晶体管 任务一 认识晶闸管晶闸管按外形封装形式可分为小电流塑封式（小容量，一般额定电流10A以下）、小电流螺旋式、大电流螺旋式（螺旋式额定电流一般介于10A至200A之间）和大电流平板式（额定电流在200A以上） 任务一 认识晶闸管任务一 认识晶闸管任务一 认识晶闸管任务一 认识晶闸管图1-10晶闸管导通关断条件测试电路导通条件：导通条件：阳极加正向电压、门极加正向电压；关断条

5、件：关断条件：阳极电流小于维持电流结论1.12如图题1.12所示，试画出负载Rd上的电压波形(不考虑管子的导通压降)。AKG：控制角控制电路控制电路触发电路触发电路主电路主电路晶闸管的伏安特性任务一 认识晶闸管v晶闸管上施加反向电压时，伏晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。安特性类似二极管的反向特性。v晶闸管处于反向阻断状态时，晶闸管处于反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。只有极小的反相漏电流流过。v当反向电压超过一定限度，到当反向电压超过一定限度，到反向击穿电压后，外电路如无限反向击穿电压后，外电路如无限制措施，则反向漏电流急剧增加，制措施，则反向漏电流急剧增加，导致

6、晶闸管发热损坏。导致晶闸管发热损坏。晶闸管主要参数v（1 1）阳极参数）阳极参数晶闸管的额定电压晶闸管的额定电压UTe 晶闸管的额定电流晶闸管的额定电流IT(AV) 维持电流维持电流IH擎住电流擎住电流v（2 2）门极参数）门极参数v（3 3）动态参数）动态参数任务一 认识晶闸管 整流设备的输出端所接负载常用平均电流来表示，整流设备的输出端所接负载常用平均电流来表示，晶闸管额定电流采用的是平均电流，而不是有效值晶闸管额定电流采用的是平均电流，而不是有效值 。1 1）定义：在环境温度为）定义：在环境温度为4040和规定的冷却条件下和规定的冷却条件下, , 晶闸管在电阻性负载导通角不小于晶闸管在电

7、阻性负载导通角不小于170170的的单相工频单相工频正弦半波电路中正弦半波电路中, , 当结温稳定且不超过额定结温时当结温稳定且不超过额定结温时所允许的最大通态平均电流。所允许的最大通态平均电流。1.1.一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压峰值电压2 23 3倍。倍。2.将将UDRM和和URRM中的较小值按百位取整后作为中的较小值按百位取整后作为该晶闸管的额定值。例如：一晶闸管实测该晶闸管的额定值。例如：一晶闸管实测UDRM812V，URRM756V，将两者较小的，将两者较小的756V，再查表取再查表取700V。 这说明额定电流这说明额定电流IT

8、(AV)=100A的晶闸管，其额定有效值为的晶闸管，其额定有效值为IT = Kf IT(AV) = 157A。2 2） I IT(AV)T(AV)计算方法：计算方法：0)(sin21mmAVTIttdII2)sin(2102mmTItdtII 电电流流平平均均值值电电流流有有效效值值 fK57. 12)( AVTTfIIK（1.3.31.3.3）（1.3.41.3.4）（1.3.51.3.5）（1.3.61.3.6）额定电流有效值为：额定电流有效值为： 现定义某电流波形的有效值与平均值之比为这个电流波形的波现定义某电流波形的有效值与平均值之比为这个电流波形的波形系数，用形系数，用Kf表示：表示

9、：根据上式可求出正弦半波电流的波形系数：根据上式可求出正弦半波电流的波形系数：额定电流额定电流(平均电流平均电流)为：为：任务一 认识晶闸管v晶闸管在实际选择时，其额定电流的确定一般按以下原则：管子在额定电流时的电流有效值大于其所在电路中可能流过的最大电流的有效值，同时取1.52倍的余量，即：晶闸管的选取晶闸管的选取: :TMAVTIITI)25 . 1 (57. 1)(所以：所以： 57. 1)25 . 1 ()(TMAVTII例例1-1 1-1 一晶闸管接在一晶闸管接在220V220V交流电路中，通过晶闸管电流的有效值为交流电路中，通过晶闸管电流的有效值为50A50A，问如何选择晶闸管的额

10、定电压和额定电流？问如何选择晶闸管的额定电压和额定电流？提示：一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压提示：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。倍。任务一 认识晶闸管1.9 图题1.9中实线部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为Im，试计算各图的电流平均值电流有效值和波形系数。1.10上题中，如不考虑安全裕量，问额定电流100A的晶闸管允许流过的平均电流分别是多少?v1.14单相正弦交流电源，晶闸管和负载电阻串联如图题1.14所示，交流电源电压有效值为220V。v (1)考虑安全余量，应如何选取晶闸管的额定电压？v (2)若当电流的波形系数为Kf=2.22时，通过晶

11、闸管的有效电流为100A，考虑晶闸管的安全余量，应如何选择晶闸管的额定电流？电流平均值电流平均值电流有效值电流有效值 fK57. 1)25 . 1 ()(TMAVTII有效值普通晶闸管型号的含义普通晶闸管型号的含义任务一 认识晶闸管（1 1）国产晶闸管的命名）国产晶闸管的命名国产可控硅（晶闸管）的型号有部颁新标准（国产可控硅（晶闸管）的型号有部颁新标准（JB1144-75JB1144-75）KPKP系列和部颁系列和部颁旧标准（旧标准（JB1144-71JB1144-71）3CT3CT系列。系列。 KPKP系列的型号及含义如下：系列的型号及含义如下：某晶闸管型号规格为某晶闸管型号规格为KP200

12、-8DKP200-8D，试问型号规格代表什么意义，试问型号规格代表什么意义? ?1.8型号为KP100-3，维持电流IH=4mA的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)项目项目1 1 调光灯电路的安装与调试调光灯电路的安装与调试晶闸管同步变压器调光电位器触发电路主电路单结晶体管 任务二 认识单结晶体管单结晶体管实物图单结晶体管实物图单结晶体管结构单结晶体管结构任务二 认识单结晶体管（a）结构 （b）等效电路 （c）图形符号 （d）外形管脚排列图1-13 单结晶体管触发电路常用的国产单结晶体管的型号主要有触发电路常用的国产单结晶体管的型号主要有BT31、BT

13、33、BT35。 （a）单结晶体管测试电路 b）单结晶体管伏安特性 （c）特性曲线族图1-14 单结晶体管伏安特性任务二 认识单结晶体管单结晶体管特性单结晶体管特性bbb2b1bbb1AUrrUrU式中分压比，是单结晶体管的主要参数，一般为0.30.9。任务三 单结晶体管触发电路（a）电路图 （b）波形图图1-15 单结晶体管张驰振荡电路电路图和波形图单结晶体管张驰振荡电路单结晶体管张驰振荡电路 任务三 单结晶体管触发电路任务一 认识晶闸管晶闸管的测试u（1）A： 选用万用表R100档或R1k档，分别测量各电极间的正反向电阻。如果其中有一管脚对另外两个管脚的电阻都很大，在几百千欧以上，则该管脚

14、为阳极A；u（2）G/K： 用万用表R1档，黑表笔接阳极（A），红表笔接阴极（），黑表笔在保持和阳极（A）接触的情况下，再与控制极（G）接触，即给控制极加上触发电压。此时，晶间管导通，阻值减小，表针偏转。然后，黑表笔保持和阳极（A）接触，并断开与控制极（G）的接触。若断开控制极（G）后，晶闸管仍维持导通状态，即表针偏转状况不发生变化，则晶闸管基本正常。则黑笔对应的为G。 第第2章章 相控整流电路相控整流电路 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2.5 整流电路的有源逆变整流电路的有源逆变2.4 相控整流电路的换相压降相控整流电路的换相压降2.1 整流

15、电路的性能指标整流电路的性能指标2.6 相控电路的驱动控制相控电路的驱动控制 整流电路；交流转换为直流整流电路；交流转换为直流 按照输入交流电源的相数按照输入交流电源的相数: :单相、三相和多相整流电路；单相、三相和多相整流电路； 按电路中组成的电力电子器件控制特性按电路中组成的电力电子器件控制特性: :不可控、半控整流电路；不可控、半控整流电路； 根据整流电路的结构形式根据整流电路的结构形式: :半波、全波和桥式整流电路等类型。半波、全波和桥式整流电路等类型。 相控整流电路相控整流电路: :电压可调；电压可调； 二极管整流电路二极管整流电路:电压固定；电压固定； 相控整流电路的类型相控整流电

16、路的类型 ：第第2章章 相控整流电路相控整流电路 （1）输出的）输出的直流电压直流电压大小可以控制；大小可以控制； （2）输出直流侧电压和交流侧电流中的纹波都必）输出直流侧电压和交流侧电流中的纹波都必须限制在须限制在允许范围允许范围内；内； （3）整流器的）整流器的效率效率要高。要高。 利用电力电子器件的可控开关特性把交流电能利用电力电子器件的可控开关特性把交流电能变为直流电能的整流电路构成的系统称为变为直流电能的整流电路构成的系统称为整流器整流器。l整流器电路性能和控制方式必须满足的要求：整流器电路性能和控制方式必须满足的要求：l定义：定义：2.1 整流器的性能指标整流器的性能指标定义晶闸管

17、从承受正向电压起到触发导通之间的电角度定义晶闸管从承受正向电压起到触发导通之间的电角度称为控制角称为控制角(或移相角或移相角)，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用表表示。示。 tUusin222图图2.2.1 单相半波可控整流单相半波可控整流 1、电路图、电路图（2.2.2）2、 电阻性负载时参数计算：电阻性负载时参数计算：根据波形图根据波形图2.2.1 (b)，可求出可求出整流输出电压平均值整流输出电压平均值为：为：2cos145. 02cos12)(sin221222 UUttdUUd 移相范围：移相范围：整流输出电压整流输出电压Ud

18、的平均值从最大值变化到零时，控制的平均值从最大值变化到零时，控制角角的变化范围为移相范围。的变化范围为移相范围。当当=0时，时，Ud=0，当当=时，时，Ud=0.45U2为最大值。为最大值。 这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称位控制方式，简称相控方式相控方式。单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为。242sin)()sin2(21222UtdtUU根据有效值的定义，根据有效值的定义，整流输出电压的有效值整流输出电压的有效值为为 （2.2.4）那

19、么，整流输出电流的平均值那么，整流输出电流的平均值Id和有效值和有效值I分别为分别为RUI RUIdd 电流的波形系数电流的波形系数Kf为为 )cos1(2)(22sin2cos12242sin dfIIK（2.2.7）（2.2.5）（2.2.6）上式上式(2.2.7)表明，控制角表明，控制角越大，波形系数越大，波形系数Kf越大。越大。 （2.2.8）如果忽略晶闸管如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为 电源输入的视在功率为电源输入的视在功率为（2.2.10）（2.2.9） 从上式可知，功率因数是控制角从上式可知，功率因数是控制角的函数，且

20、越的函数，且越大，相控整流输出电压大，相控整流输出电压越低，功率因数越低，功率因数PF越小。越小。 当当=0时，时，PF=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波，为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波，而且基波电流与基波电压而且基波电流与基波电压(即电源输入正弦电压即电源输入正弦电压)也不同相，即是使电阻性负载，也不同相，即是使电阻性负载，PF也不会等于也不会等于1。UIRIPd 2IUS2 电路的功率因数电路的功率因数242sin22UUIUUISPPF2.2 单相半波可控单相半波可控整流电路中，如果：整流电路中，如果：（1）晶闸管门极不加触发脉冲；）晶闸管门极不加

21、触发脉冲；（2）晶闸管内部短路；）晶闸管内部短路；（3）晶闸管内部断开；）晶闸管内部断开；试分析上述三种情况负载两端电压试分析上述三种情况负载两端电压ud的波形。的波形。 2.6：某：某电阻性负载电阻性负载要求要求024V直流电压，最大负载电流直流电压，最大负载电流Id=30A，如采用，如采用由由220V交流直接供电交流直接供电和由变压器降压到和由变压器降压到60V供电的单相半波相控整流电路供电的单相半波相控整流电路，是否两种方案都能满足要求，是否两种方案都能满足要求?试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定试比较两种供电方案的晶闸管的导通角、额定电压、额定电流。电流。2.7：某：某

22、电阻性负载电阻性负载，Rd=50,要求要求Ud在在0600V可调，试用可调，试用单相半波整流电路单相半波整流电路来供给，分别计算：来供给，分别计算： （1）晶闸管额定电压、电流值；）晶闸管额定电压、电流值；（2）连接负载的导线截面积）连接负载的导线截面积(导线允许电流密度导线允许电流密度j=6A/mm2)；（3）负载电阻上消耗的最大功率。）负载电阻上消耗的最大功率。 图图2.2.3 感性负载单相半波可控整流电路及其波形感性负载单相半波可控整流电路及其波形1 1、工作原理、工作原理感性负载上的输出电压平均值感性负载上的输出电压平均值U Ud d )(21)(21tdutduUUULRdLdRd0

23、2)(21)(2100 diLtddtdiLtduULdL )(21tduURd故故 （2.2.11）（2.2.12）（2.2.13） 式式(2.2.13)表明表明, 感性负载上的电压平均值等于负载电阻上感性负载上的电压平均值等于负载电阻上的电压平均值。的电压平均值。v由于负载中存在电感，使负载电压波形出现负值部分，晶闸管的流通由于负载中存在电感，使负载电压波形出现负值部分，晶闸管的流通角角变大，且负载中变大，且负载中L越大，越大，越大，输出电压波形图上负压的面积越越大，输出电压波形图上负压的面积越大，从而使输出电压平均值减小。大，从而使输出电压平均值减小。v在大电感负载在大电感负载LR的情况

24、下，负载电压波形图中正负面积相近，的情况下，负载电压波形图中正负面积相近，即不论即不论为何值，为何值， ，都有，都有 。 2. 大电感性负载（大电感性负载（LLR R ）图图2.2.4 LR 时不同时不同时的电压波形时的电压波形 22 0 dU 3. 大电感负载大电感负载+续流二极管续流二极管图图2.2.5 大电感负载接续流管的单相大电感负载接续流管的单相 半波整流电路及电流电压波形半波整流电路及电流电压波形 电源电压正半周，负载电流由晶闸管导通提供；电源电压负半电源电压正半周，负载电流由晶闸管导通提供；电源电压负半周时，续流二极管周时，续流二极管D D维持负载电流；维持负载电流； 因此负载电

25、流是一个连续且平稳的直流电流。大电感负载时，因此负载电流是一个连续且平稳的直流电流。大电感负载时，负载电流波形是一条平行于横轴的直线，其值为负载电流波形是一条平行于横轴的直线，其值为I Id； 晶闸管与续流管承受的最大电压均为晶闸管与续流管承受的最大电压均为大电感大电感+续流二极管的参数计算续流二极管的参数计算 若设若设T和和D分别为晶闸管和续流二极管在一个周期内的导通角，分别为晶闸管和续流二极管在一个周期内的导通角，则容易得出晶闸管的电压平均值为则容易得出晶闸管的电压平均值为流过续流二极管的电流平均值为流过续流二极管的电流平均值为流过晶闸管和续流管的电流有效值分别为流过晶闸管和续流管的电流有

26、效值分别为 22UddTdTIII 22 ddDdDIII 22 ddDDIII 22 ddTTIII 22 （2.2.17）（2.2.14）（2.2.15）（2.2.16）例题：图为中小型发电机采用例题：图为中小型发电机采用单相半波单相半波晶闸管自激恒压激磁晶闸管自激恒压激磁的原理图。发电机相电压为的原理图。发电机相电压为220V，要求激磁电压为，要求激磁电压为45V。激。激磁线圈的电阻为磁线圈的电阻为4，电感为，电感为0.2H，试决定晶闸管的导通角、，试决定晶闸管的导通角、流过晶闸管与续流二极管的平均值与有效值。流过晶闸管与续流二极管的平均值与有效值。习题：有一转差离合器的励磁绕组，其直流

27、电阻为习题：有一转差离合器的励磁绕组，其直流电阻为4545，希，希望在望在0 090V90V范围内可调，采用单相半波可控整流电路，由范围内可调，采用单相半波可控整流电路，由电网直接供电，电源电压为电网直接供电，电源电压为220V220V，试选择晶闸管和二极管。，试选择晶闸管和二极管。v优点：优点：线路简单，调整方便；线路简单，调整方便；v缺点：缺点：（1 1）输出电压脉动大，负载电流脉动大（电阻性负载时）。）输出电压脉动大，负载电流脉动大（电阻性负载时）。（2 2）整流变压器次级绕组中存在直流电流分量，）整流变压器次级绕组中存在直流电流分量， 使铁芯磁化，变使铁芯磁化，变压器容量不能充分利用。

28、若不用变压器，则交流回路有直流电流，压器容量不能充分利用。若不用变压器，则交流回路有直流电流，使电网波形畸变引起额外损耗。使电网波形畸变引起额外损耗。v应用：应用：单相半波可控整流电路只适于小容量、波形要求不高的场合。单相半波可控整流电路只适于小容量、波形要求不高的场合。2.2.1 2.2.1 单相半波相控整流电路单相半波相控整流电路总结总结2.2.1 2.2.1 单相半波相控整流电路单相半波相控整流电路 1. 1. 电阻性负载电阻性负载2cos145. 02cos12)(sin221222UUttdUUdRUIdd 242sin)()sin2(21222 UtdtUURUI )cos1(2)

29、(22sin2cos12242sin dfIIK总结总结 2. 2. 电感性负载电感性负载（等效为电感（等效为电感L L和电阻和电阻R R串联串联）图图2.2.3 感性负载单相半波可控整流电路及其波形感性负载单相半波可控整流电路及其波形2.2.1 2.2.1 单相半波相控整流电路单相半波相控整流电路总结总结 2. 2. 电感性负载（大电感、并联续流二极管）电感性负载（大电感、并联续流二极管）2.2.1 2.2.1 单相半波相控整流电路单相半波相控整流电路ddTdTIII 22 ddDdDIII 22 总结总结2.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路 1 1、阻性负载、阻

30、性负载2cos19 . 0)cos1 (2)(sin21222UUttdUUd 即即U Ud d为最小值时，为最小值时，=180=180，UdUd为最大值时为最大值时=0=0，所以单相全控所以单相全控桥式整流电路带电阻性负载时，桥式整流电路带电阻性负载时，的移相范围是的移相范围是0 0180180。新课新课1 1、阻性负载参数计算：、阻性负载参数计算：3 3）输出电流的平均值和有效值分别为）输出电流的平均值和有效值分别为2 2）整流输出电压的有效值为）整流输出电压的有效值为1 1）整流输出电压的平均值）整流输出电压的平均值 2cos19.0)cos1(2)(sin21222 UUttdUUd

31、22sin)()sin2(1222UtdtUU2cos19 . 02 ddddRURUI 22sin2ddRURUI（2.2.18）（2.2.19）（2.2.20）（2.2.21）2.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路 1 1、阻性负载参数计算：、阻性负载参数计算：4 4）流过每个晶闸管的平均电流为输出电流平均值的一半，即）流过每个晶闸管的平均电流为输出电流平均值的一半，即5 5）流过每个晶闸管的电流有效值为）流过每个晶闸管的电流有效值为2cos145. 0212 dddTRUII222sin2)()sin2(21222IRUtdtRUIddT （2.2.23）（2.

32、2.22）26 6）晶闸管承受的最大反向电压为）晶闸管承受的最大反向电压为 U U2 2。 7 7）在一个周期内每个晶闸管只导通一次，流过晶闸管的电流）在一个周期内每个晶闸管只导通一次，流过晶闸管的电流波形系数为波形系数为 )cos1(2)(22sin2cos1222sin222 dddTTfTRURUIIK（2.2.24）22.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路 1 1、阻性负载参数计算：、阻性负载参数计算： 9） 在一个周期内电源通过变压器两次向负载提供能量，因此负在一个周期内电源通过变压器两次向负载提供能量，因此负载电流有效值载电流有效值d d与变压器次级电流有

33、效值与变压器次级电流有效值I2相同。那么电路的功率因相同。那么电路的功率因数可以按下式计算数可以按下式计算8 8）负载电流的波形系数为）负载电流的波形系数为)cos1(2)(22sin dfIIK 22sin2222UUUUIUIUSPPFddd（2.2.26）（2.2.25）2.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路 、 的移相范围相等，均为的移相范围相等，均为0 0180180；、输出电压平均值、输出电压平均值UdUd是半波整流电路的倍；是半波整流电路的倍；、在相同的负载功率下，流过晶闸管的平均电流减小一半；、在相同的负载功率下，流过晶闸管的平均电流减小一半；、功率因

34、数提高了、功率因数提高了 倍。倍。2 通过上述数量关系的分析，通过上述数量关系的分析，电阻负载时，电阻负载时，对单相全控桥式整对单相全控桥式整流电路与半波整流电路可作如下比较：流电路与半波整流电路可作如下比较：2.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路( (续续) ) 例例2.2.2 2.2.2 阻性负载的单相全控桥式整流电路，已知负载电阻阻性负载的单相全控桥式整流电路，已知负载电阻为为44，要求输出电流在，要求输出电流在0 025A25A之间变化，求：之间变化，求：（1 1）整流变压器的变比；）整流变压器的变比；（2 2）连接导线的截面积（取允许电流密度）连接导线的截面

35、积（取允许电流密度j=6A/mmj=6A/mm2 2) )（3 3）选择晶闸管的型号（考虑）选择晶闸管的型号（考虑2 2倍余量）倍余量）（4 4）在不考虑损耗的情况下，选择整流变压器的容量）在不考虑损耗的情况下，选择整流变压器的容量（5 5）计算负载电阻的功率）计算负载电阻的功率（6 6）计算电路的最大功率因数。）计算电路的最大功率因数。v2.72.7某电阻性负载，某电阻性负载，Rd=50,Rd=50,要求要求UdUd在在0 0600V600V可调，试可调，试用单相全控桥整流电路来供给，分别计算：用单相全控桥整流电路来供给，分别计算：v晶闸管额定电压、电流值；晶闸管额定电压、电流值；v连接负载

36、的导线截面积连接负载的导线截面积( (导线允许电流密度导线允许电流密度j=6Aj=6Ammmm2 2) )；v负载电阻上消耗的最大功率。负载电阻上消耗的最大功率。 2 2大电感负载大电感负载 图图2.2.8 2.2.8 单相全控桥式整流电路带电感性负载电路与波形图单相全控桥式整流电路带电感性负载电路与波形图电路控制角的电路控制角的移相范围为移相范围为0 0/2/22.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路( (续续) ) 2 2大电感负载参数计算：大电感负载参数计算：1 1）在电流连续的情况下整流输出电压的平均值为）在电流连续的情况下整流输出电压的平均值为2 2）整流输出

37、电压有效值为）整流输出电压有效值为3 3）晶闸管承受的最大正反向电压为）晶闸管承受的最大正反向电压为 U U2 2。 cos22)(sin2122UttdUUd cos9 . 02U (0(09090) )222)()sin2(1UtdtUU 2(2.2.27) (2.2.28) 4）在一个周期内每组晶闸管各导通）在一个周期内每组晶闸管各导通180180，两组轮流导通，两组轮流导通，变压器次级中的电流是正负对称的方波，电流的平均值变压器次级中的电流是正负对称的方波，电流的平均值I Id d和和有效值有效值I I相等，其波形系数为。相等，其波形系数为。2.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路

38、单相桥式相控整流电路( (续续) ) 2 2大电感负载参数计算：大电感负载参数计算：5 5）在电流连续的情况下整流输出电压的平均值为）在电流连续的情况下整流输出电压的平均值为(2.2.29) (2.2.30) 单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器次级中电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器次级中电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器的利用率高。变压器的利用率高。 在大电感负载情况下，在大电感负载情况下，接近接近/2时，输出电压的平均值接时，输出电压的平均值接近于零，负载上的电压太小。且理想的大电感

39、负载是不存在的，近于零，负载上的电压太小。且理想的大电感负载是不存在的，故实际电流波形不可能是一条直线，而且在故实际电流波形不可能是一条直线，而且在之前，电流就之前，电流就出现断续。电感量越小，电流开始断续的出现断续。电感量越小，电流开始断续的值就越小。值就越小。dddTdTIIII2122 dddTTIIII2122 6）结论：）结论：2.2.2 2.2.2 单相桥式相控整流电路单相桥式相控整流电路( (续续) ) 习题：习题： 单相桥式全控整流电路，单相桥式全控整流电路，U U2 2100V100V，负载中负载中R=2R=2，L L值极大，当值极大，当=45=45时，要求：时，要求：作出作

40、出u ud d、i id d、和、和i i2 2的波形；的波形；求整流输出平均电压求整流输出平均电压U Ud d、电流、电流I Id d，变压器二，变压器二次电流有效值次电流有效值I I2 2；考虑考虑2 2倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压倍安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。和额定电流。 图为单相全波整流电路，由一只晶闸管与一只整流二极管组成，已知图为单相全波整流电路，由一只晶闸管与一只整流二极管组成，已知U U2 2=220 V=220 V，=45=45。求：。求：画出画出=45=45时时U Ud d的波形的波形输出直流电压输出直流电压U Ud d画出晶闸管两端电压画出晶闸管两端电压

41、U UT T与二极管两端电压与二极管两端电压U Ud d波形。波形。2.8 2.8 整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题整流变压器二次侧中间抽头的双半波相控整流电路如图题2.82.8所示。所示。（1 1）说明整流变压器有无直流磁化问题）说明整流变压器有无直流磁化问题? ?（2 2）分别画出电阻性负载和大电感负载在）分别画出电阻性负载和大电感负载在=60=60时的输出电压时的输出电压UdUd、电、电流流idid的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知的波形，比较与单相全控桥式整流电路是否相同。若已知U2=220VU2=220V，分别计算其输出直流电压值分别计算其输出直流电压值UdUd。（3 3）画出电阻性负载）画出电阻性负载=60=60时晶闸管两端的电压时晶闸管两端的电压u uT T波形，说明该电路波形，说明该