第一节单相桥式整流电路培训课程课件

第一节单相桥式整流电路第一节单相桥式整流电路1优选第一节单相桥式整流电路优选第一节单相桥式整流电路2单相全桥整流电路单相半波整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况带续流二极管的阻感性负载工作情况单相全桥整流电路纯阻性负载工作情况单相全桥整流电路单相半波整流电路3单相桥式可控整流电路一.单相桥式全控整流电路（一）电阻性负载假设:SCR为理想开关u2=U2msinωt单相桥式可控整流电路一.单相桥式全控整流电路4工作原理－无触发〔0，α〕u2>0时T1T4承受正向电压若无门极触发信号:T1T4正向阻断；承受电压为u2/2;T2T3承受反向电压反向阻断；承受电压为u2/2id=0,ud=0；工作原理－无触发〔0，α〕u2>0时T1T4承受正向5工作原理－有触发〔α，π〕ωt=α时，给T1T4同时加触发信号T1T4导通iT1=iT4=id=i2ud=u2，uT1=uT4=0id=ud/R=u2/RT2T3反向阻断承受电压u2工作原理－有触发〔α，π〕ωt=α时，给T1T4同时加触发信6工作原理－无触发〔π，π＋α〕ωt=π时，iT1=iT4=id=0T1T4关断π<ωt<π+α时，u2<0，无门极触发信号T2T3承受正压正向阻断；T1T4承受反压反向阻断；承受电压u2/2，u2/2id=0,ud=0；工作原理－无触发〔π，π＋α〕ωt=π时，7uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：L较小α较大时，L储能id继续下降,直到0（L能量释放完向负载输出的平均电流值为初始条件：ωt=ai，d=0，求解为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。较小，在id下降过程中不cosφ=P/S=UI/U2=U/U2给T2T3同时加触发信号id变化滞后于ud;(二)单相桥式半控整流电路工作原理－无触发〔π，π＋α〕当ωt=π，u2=0时，半控整流工作状态工作模态导通角θ大于阻性负载;当u2由峰值开始下降后，*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发导通Ud=U2感性负载全桥可控整流电路计算工作原理－有触发〔π＋α，2π〕ωt=π+α时，给T2T3同时加触发信号T2T3导通iT2=iT3=id=i2ud=u2id=ud/R=u2/RT1T4反向阻断，承受电压u2ωt=2π时，iT2=iT3=id=0，T2T3关断uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化工作原理－有触发〔π8单相桥式全控整流电路

工作原理及波形分析

VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。T2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。单相桥式全控整流电路

工作原理及波形分析

VT1和VT49单相全桥感性整流电路（ωL>>R）在第二个周期，此时工作模态同前晶闸管导通角θ与a无关，均为180°当ωt=π，u2=0时，感性负载全桥可控整流电路计算半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。L较小α较大时，L储能VT3和VD4续流，ud又为零。（给T1T4同时加触发信号）负载由阻性负载和反电势组成ωt=α时，给T1T4同时加触发信号id仍>0，T1T4继续导通感性负载全桥可控整流电路计算负载电阻上电压有效值U在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向电感量较小，控制角较大模态负载由阻性负载和反电势组成闸管持续导通从而导致失控的现象。导通角θ大于阻性负载;id=idmax，电感量较小，控制角较大（电流断续）θ<π，id波形断续。改变触发脉冲出现的时刻（即改变控制角的小）。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）流的持续性，T1会一直导通！SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。单相桥式全控整流电路感性负载小结半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）至ωt=π+a时刻，给VT2和VT3加变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形改变α角，可以改变输出电压电流波形和大小；T2和VT3导通后，u2通过VT2和id脉动幅度很小，近似为不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2T2和VT3导通后，u2通过VT2和工作原理－有触发〔π＋α，2π〕单相全桥整流电路小结T1T4和T2T3两组SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；改变α角，可以改变输出电压电流波形和大小；

SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。

SCR是否能触发导通的依据是电压正偏。

SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）导通角θ大于阻性负载;10几个名词术语介绍（1）控制角α从晶闸管承受正向电压时刻起到加触发脉冲为止这段时间所对应的角度。（2）导通角θSCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。（3）移相改变触发脉冲出现的时刻（即改变控制角的小）。移相控制几个名词术语介绍（1）控制角α11几个名词术语介绍（4）移相范围改变α角使输出整流电压平均值从最大值降到最小值，控制角α的变化范围即触发脉冲移相范围。（5）同步使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。（6）换流（换相）在可控整流电路中，从一路SCR导通变换为另一路SCR导通的过程。几个名词术语介绍（4）移相范围12电感量较小，控制角较大时小结负载由阻性负载和反电势组成与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软.晶闸管移相范围为90°。当U2<E时，T1和T4承受反向电压Ud=E感性负载半控整流工作模态ωt=α时，给T1T4同时加触发信号u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。初始条件：ωt=ai，d=0，求解T1T4承受反压反向阻断；过零变正时，VD4导通，VD3关断。当ωt=π+α时类似改变α角，可以改变输出电压电流波形和大小；阻感性负载单相桥式半控整流电路单相全桥感性整流电路（ωL>>R）为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保单相桥式全控整流电路的计算1电感量较小，控制角较大模态假设负载电感很大，负载电流id连感性负载全桥可控整流电路计算SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。单相桥式全控整流电路的计算1数量关系负载输出电压的平均值为向负载输出的平均电流值为流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：电感量较小，控制角较大时小结单相桥式全控整流电路的计算1数量13单相桥式全控整流电路的计算流过晶闸管的电流有效值变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：又单相桥式全控整流电路的计算流过晶闸管的电流有效值变压器二次测14单相桥式全控整流电路电阻性负载

基本数量关系

负载电阻上电压有效值UU=IR功率因数cosφ

功率因数cosφ=P/S=UI/U2=U/U2不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2单相桥式全控整流电路电阻性负载

基本数量关系

负载电阻上电15基本数量关系α增大时:Ud/U2I2/IdCosφ基本数量关系α增大时:16单相全桥整流电路单相半波整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况带续流二极管的阻感性负载工作情况单相全桥整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况1.电感量较小，控制角较大（电流断续）单相全桥整流电路单相半波整流电路17(二)电感性负载uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化(二)电感性负载uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化18电感量较小，控制角较大模态过程分析ωt=α时，（给T1T4同时加触发信号）T1T4导通id从0开始上升(uL>0)L储能，ud=u2电网供能量给R和L电感量较小，控制角较大模态过程分析19电感量较小，控制角较大模态当u2由峰值开始下降后，ud下降但id仍上升L吸收能量直到id上升速率0，id=idmax，此后id开始下降，L释放能量电感量较小，控制角较大模态当u2由峰值开始下降后，20电感量较小，控制角较大模态当ωt=π，u2=0时，id仍>0，T1T4继续导通电感感应电势维持电流当ωt=π~ωt1时，u2<=0L供能量给R，同时回馈给电网id继续下降,直到0（L能量释放完T1T4关断ωtwt1（π+α）四管均断态，id=0,ud=0电感量较小，控制角较大模态当ωt=π，u2=0时，21电感量较小，控制角较大模态当ωt=π+α时类似电感量较小，控制角较大模态当ωt=π+α时类似22电感量较小，控制角较大时小结带RL负载后ud出现负值;

id变化滞后于ud;导通角θ大于阻性负载;

L较小α较大时，L储能较小，在id下降过程中不足以维持T1T4导通至T2T

触发导通时刻，导通角

θ<π，id波形断续。电感量较小，控制角较大时小结带RL负载后ud出现负值;23感性负载全桥可控整流电路计算VT处于通态时，如下方程成立初始条件：ωt=ai，d=0，求解当ωt=θ+a时，id=0，代入式整理得感性负载全桥可控整流电路计算VT处于通态时，如下方程成立初始24单相全桥感性整流电路（ωL>>R）id脉动幅度很小，近似为一直流Id；导通角θ=π波形iT:矩形波(幅值Id)i2:矩形波(正负幅值均为Id)单相全桥感性整流电路（ωL>>R）id脉动幅度很小，近似25单相桥式全控整流电路感性负载小结假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线。2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。至ωt=π+a时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。T2和VT3导通后，u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称换相，亦称换流。单相桥式全控整流电路感性负载小结假设负载电感很大，负载电流i26单相桥式全控整流电路（感性负载）数量关系晶闸管移相范围为90°。晶闸管承受的最大正反向电压均为晶闸管导通角θ与a无关，均为180°变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形波，其相位由a角决定，有效值I2=Id。单相桥式全控整流电路（感性负载）数量关系晶闸管移相范围为9027反电势负载模态分析负载由阻性负载和反电势组成当U2<E时，T1和T4承受反向电压Ud=E反电势负载模态分析负载由阻性负载和反电势组成28反电势负载模态分析*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发导通Ud=U2反电势负载模态分析*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发29id=0,ud=0；u2>0时T1T4承受正向ωt=α时，给T1T4同时加触发信号有续流二极管VD时，续流过程由VD当ωt=π，u2=0时，T2T3承受正压正向阻断；SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。当U2<E时，T1和T4承受反向电压Ud=E在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向工作原理－有触发〔π＋α，2π〕负载由阻性负载和反电势组成π<ωt<π+α时，T1T4承受反压反向阻断；负载由阻性负载和反电势组成阻感性负载单相桥式半控整流电路当u2由峰值开始下降后，U=IR功率因数cosφ感性负载全桥可控整流电路计算反电势负载模态分析直至|u2|=E，id即降至0使得晶闸管关断，此后

Ud=E。与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。id=0,ud=0；反电势负载模态分析直至|u2|=E，i30反电势负载模态分析在第二个周期，此时工作模态同前U2为负值(|u2|>E）T2和T3会承受正向电压而换流导通。反电势负载模态分析在第二个周期，此时工作模态同前31反电势负载α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。当α＜δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。反电势负载α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。32反电势负载数量关系输出电压平均值反电势负载数量关系输出电压平均值33反电势负载数量关系晶闸管导通后的回路方程输出电流平均值Id：反电势负载数量关系晶闸管导通后的回路方程输出电流平均值Id：34单相桥式整流电路－反电动势负载负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软.为了克服此缺点，一般在主电路中直流输侧串联一个平波电抗器，用来减少电流的脉动和延长晶闸管导通的时间这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud的计算公式亦一样。单相桥式整流电路－反电动势负载负载为直流电动机时，如果出现电35(二)单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况(二)单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路36阻性负载单相桥式半控整流电路半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。阻性负载单相桥式半控整流电路半控电路与全控电37感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态38感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态39当ωt=π+α时类似id=0,ud=0；ωt=α时，给T1T4同时加触发信号过零变正时，VD4导通，VD3关断。触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。ωt=α时，给T1T4同时加触发信号单相半控桥带阻感负载的小结电流迅速转移到VT2和VT3上，此iT2=iT3=id=i2半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。完成，晶闸管关断，避免了某一个晶完成，晶闸管关断，避免了某一个晶U=IR功率因数cosφωt=π+α时，L较小α较大时，L储能直至|u2|=E，id即降至0过零变正时，VD4导通，VD3关断。感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态当ωt=π+α时类似感性负载半控整流工作模态40感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态41阻感性负载单相桥式半控整流电路半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。负载输出电压的平均值为阻感性负载单相桥式半控整流电路半控电路感性负载时与电阻负载的42单相半控桥带阻感负载的小结假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态在u2正半周，触发角a处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通。但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD3续流。在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD3向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT3和VD4续流，ud又为零。单相半控桥带阻感负载的小结假设负载中电感很大，且电路已工作于43失控现象假设电感足够大，电流不断续当关断VT1，VT2准备关闭系统时，由于电流的持续性，T1会一直导通！D3和D4轮流换流，无法关闭系统，造成失控！在失控时，ud仍为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保持恒定。即使没有驱动信号，仍然无法关闭系统。为了避免失控，通常在输出端反联二极管失控现象假设电感足够大，电流不断续44晶闸管导通角θ与a无关，均为180°ωtwt1（π+α）uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化单相全桥感性整流电路（ωL>>R）半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。iT2=iT3=id=0，T2T3关断当α＜δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。π<ωt<π+α时，即使没有驱动信号，仍然无法关闭系统。U=IR功率因数cosφid变化滞后于ud;在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形电感量较小，控制角较大模态SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。ωt=α时，给T1T4同时加触发信号当ωt=π+α时类似VT3分别向VT1和VT4施加反压使不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2半控整流工作状态工作模态晶闸管导通角θ与a无关，均为180°半控整流工作状态工作模态45半控整流工作状态工作模态半控整流工作状态工作模态46半控整流工作状态工作模态半控整流工作状态工作模态47续流二极管的作用有续流二极管VD时，续流过程由VD完成，晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。续流二极管的作用有续流二极管VD时，续流过程由VD48初始条件：ωt=ai，d=0，求解当ωt=π+α时类似在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向U=IR功率因数cosφ负载由阻性负载和反电势组成过零变正时，VD4导通，VD3关断。过零变正时，VD4导通，VD3关断。阻感性负载单相桥式半控整流电路晶闸管移相范围为90°。iT1=iT4=id=0感性负载全桥可控整流电路计算直至|u2|=E，id即降至0*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发导通Ud=U2当ωt=π，u2=0时，T2和VT3导通后，u2通过VT2和T1T4承受反压反向阻断；导通角θ大于阻性负载;有续流二极管VD时，续流过程由VDid=0,ud=0；导通角θ大于阻性负载;电感量较小，控制角较大模态当ωt=π+α时类似半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。id=idmax，过零变正时，VD4导通，VD3关断。iT2=iT3=id=0，T2T3关断负载由阻性负载和反电势组成晶闸管导通角θ与a无关，均为180°导通角θ大于阻性负载;VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。(二)单相桥式半控整流电路过零变正时，VD4导通，VD3关断。半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。流的持续性，T1会一直导通！单相桥式全控整流电路的计算id=ud/R=u2/R单相全桥感性整流电路（ωL>>R）当ωt=π+α时类似在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向π<ωt<π+α时，晶闸管移相范围为90°。第一节单相桥式整流电路感性负载全桥可控整流电路计算感性负载全桥可控整流电路计算当ωt=π+α时类似过零变正时，VD4导通，VD3关断。L较小α较大时，L储能当ωt=π，u2=0时，不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2iT2=iT3=id=i2T1T4承受反压反向阻断；id变化滞后于ud;变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：T1T4和T2T3两组SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；电感量较小，控制角较大（电流断续）负载由阻性负载和反电势组成SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。第一节单相桥式整流电路当ωt=π，u2=0时，假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态直至|u2|=E，id即降至0工作原理－无触发〔π，π＋α〕当ωt=π+α时类似导通角θ大于阻性负载;换流，无法关闭系统，造成失控！但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD3续流。半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。ωt=π+α时，ωt=α时，给T1T4同时加触发信号T1T4和T2T3两组SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。当ωt=π，u2=0时，单相桥式全控整流电路（感性负载）L较小α较大时，L储能ωt=α时，给T1T4同时加触发信号电感量较小，控制角较大时小结ωt=α时，给T1T4同时加触发信号阻感性负载单相桥式半控整流电路带续流二极管的阻感性负载工作情况工作原理－无触发〔π，π＋α〕阻感性负载单相桥式半控整流电路感性负载全桥可控整流电路计算波，其相位由a角决定，有效值I2=Id。带续流二极管的阻感性负载工作情况当ωt=π，u2=0时，uT1=uT4=0感性负载全桥可控整流电路计算换流，无法关闭系统，造成失控！感性负载全桥可控整流电路计算ωt=α时，给T1T4同时加触发信号SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。ωt=α时，给T1T4同时加触发信号当ωt=π+α时类似iT2=iT3=id=0，T2T3关断完成，晶闸管关断，避免了某一个晶id脉动幅度很小，近似为感性负载半控整流工作模态变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：过零变正时，VD4导通，VD3关断。这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud的计算公式亦一样。感性负载全桥可控整流电路计算半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。工作原理－有触发〔α，π〕id=ud/R=u2/RT2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。L较小α较大时，L储能与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。完成，晶闸管关断，避免了某一个晶T2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。π<ωt<π+α时，导通角θ大于阻性负载;晶闸管导通角θ与a无关，均为180°VT3和VD4续流，ud又为零。负载由阻性负载和反电势组成U=IR功率因数cosφ有续流二极管VD时，续流过程由VD与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。感性负载全桥可控整流电路计算电感量较小，控制角较大（电流断续）优选第一节单相桥式整流电路半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。U2为负值(|u2|>E）T2和T3会承受正向电压而换流导通。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）基本数量关系初始条件：ωt=ai，d=0，求解半控电路感性负载时与电阻49第一节单相桥式整流电路第一节单相桥式整流电路50优选第一节单相桥式整流电路优选第一节单相桥式整流电路51单相全桥整流电路单相半波整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况带续流二极管的阻感性负载工作情况单相全桥整流电路纯阻性负载工作情况单相全桥整流电路单相半波整流电路52单相桥式可控整流电路一.单相桥式全控整流电路（一）电阻性负载假设:SCR为理想开关u2=U2msinωt单相桥式可控整流电路一.单相桥式全控整流电路53工作原理－无触发〔0，α〕u2>0时T1T4承受正向电压若无门极触发信号:T1T4正向阻断；承受电压为u2/2;T2T3承受反向电压反向阻断；承受电压为u2/2id=0,ud=0；工作原理－无触发〔0，α〕u2>0时T1T4承受正向54工作原理－有触发〔α，π〕ωt=α时，给T1T4同时加触发信号T1T4导通iT1=iT4=id=i2ud=u2，uT1=uT4=0id=ud/R=u2/RT2T3反向阻断承受电压u2工作原理－有触发〔α，π〕ωt=α时，给T1T4同时加触发信55工作原理－无触发〔π，π＋α〕ωt=π时，iT1=iT4=id=0T1T4关断π<ωt<π+α时，u2<0，无门极触发信号T2T3承受正压正向阻断；T1T4承受反压反向阻断；承受电压u2/2，u2/2id=0,ud=0；工作原理－无触发〔π，π＋α〕ωt=π时，56uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：L较小α较大时，L储能id继续下降,直到0（L能量释放完向负载输出的平均电流值为初始条件：ωt=ai，d=0，求解为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。较小，在id下降过程中不cosφ=P/S=UI/U2=U/U2给T2T3同时加触发信号id变化滞后于ud;(二)单相桥式半控整流电路工作原理－无触发〔π，π＋α〕当ωt=π，u2=0时，半控整流工作状态工作模态导通角θ大于阻性负载;当u2由峰值开始下降后，*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发导通Ud=U2感性负载全桥可控整流电路计算工作原理－有触发〔π＋α，2π〕ωt=π+α时，给T2T3同时加触发信号T2T3导通iT2=iT3=id=i2ud=u2id=ud/R=u2/RT1T4反向阻断，承受电压u2ωt=2π时，iT2=iT3=id=0，T2T3关断uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化工作原理－有触发〔π57单相桥式全控整流电路

工作原理及波形分析

VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。T2和VT3组成另一对桥臂，在u2负半周承受电压u2，得到触发脉冲即导通，当u2过零时关断。单相桥式全控整流电路

工作原理及波形分析

VT1和VT458单相全桥感性整流电路（ωL>>R）在第二个周期，此时工作模态同前晶闸管导通角θ与a无关，均为180°当ωt=π，u2=0时，感性负载全桥可控整流电路计算半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。L较小α较大时，L储能VT3和VD4续流，ud又为零。（给T1T4同时加触发信号）负载由阻性负载和反电势组成ωt=α时，给T1T4同时加触发信号id仍>0，T1T4继续导通感性负载全桥可控整流电路计算负载电阻上电压有效值U在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向电感量较小，控制角较大模态负载由阻性负载和反电势组成闸管持续导通从而导致失控的现象。导通角θ大于阻性负载;id=idmax，电感量较小，控制角较大（电流断续）θ<π，id波形断续。改变触发脉冲出现的时刻（即改变控制角的小）。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）流的持续性，T1会一直导通！SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。单相桥式全控整流电路感性负载小结半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）至ωt=π+a时刻，给VT2和VT3加变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形改变α角，可以改变输出电压电流波形和大小；T2和VT3导通后，u2通过VT2和id脉动幅度很小，近似为不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2T2和VT3导通后，u2通过VT2和工作原理－有触发〔π＋α，2π〕单相全桥整流电路小结T1T4和T2T3两组SCR管轮流触发导通，将交流电变成脉动的直流电；改变α角，可以改变输出电压电流波形和大小；

SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。

SCR是否能触发导通的依据是电压正偏。

SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。单相全桥感性整流电路（ωL>>R）导通角θ大于阻性负载;59几个名词术语介绍（1）控制角α从晶闸管承受正向电压时刻起到加触发脉冲为止这段时间所对应的角度。（2）导通角θSCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。（3）移相改变触发脉冲出现的时刻（即改变控制角的小）。移相控制几个名词术语介绍（1）控制角α60几个名词术语介绍（4）移相范围改变α角使输出整流电压平均值从最大值降到最小值，控制角α的变化范围即触发脉冲移相范围。（5）同步使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。（6）换流（换相）在可控整流电路中，从一路SCR导通变换为另一路SCR导通的过程。几个名词术语介绍（4）移相范围61电感量较小，控制角较大时小结负载由阻性负载和反电势组成与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软.晶闸管移相范围为90°。当U2<E时，T1和T4承受反向电压Ud=E感性负载半控整流工作模态ωt=α时，给T1T4同时加触发信号u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。初始条件：ωt=ai，d=0，求解T1T4承受反压反向阻断；过零变正时，VD4导通，VD3关断。当ωt=π+α时类似改变α角，可以改变输出电压电流波形和大小；阻感性负载单相桥式半控整流电路单相全桥感性整流电路（ωL>>R）为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保单相桥式全控整流电路的计算1电感量较小，控制角较大模态假设负载电感很大，负载电流id连感性负载全桥可控整流电路计算SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。单相桥式全控整流电路的计算1数量关系负载输出电压的平均值为向负载输出的平均电流值为流过晶闸管的电流平均值只有输出直流平均值的一半，即：电感量较小，控制角较大时小结单相桥式全控整流电路的计算1数量62单相桥式全控整流电路的计算流过晶闸管的电流有效值变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：又单相桥式全控整流电路的计算流过晶闸管的电流有效值变压器二次测63单相桥式全控整流电路电阻性负载

基本数量关系

负载电阻上电压有效值UU=IR功率因数cosφ

功率因数cosφ=P/S=UI/U2=U/U2不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2单相桥式全控整流电路电阻性负载

基本数量关系

负载电阻上电64基本数量关系α增大时:Ud/U2I2/IdCosφ基本数量关系α增大时:65单相全桥整流电路单相半波整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况带续流二极管的阻感性负载工作情况单相全桥整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况1.电感量较小，控制角较大（电流断续）单相全桥整流电路单相半波整流电路66(二)电感性负载uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化(二)电感性负载uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化67电感量较小，控制角较大模态过程分析ωt=α时，（给T1T4同时加触发信号）T1T4导通id从0开始上升(uL>0)L储能，ud=u2电网供能量给R和L电感量较小，控制角较大模态过程分析68电感量较小，控制角较大模态当u2由峰值开始下降后，ud下降但id仍上升L吸收能量直到id上升速率0，id=idmax，此后id开始下降，L释放能量电感量较小，控制角较大模态当u2由峰值开始下降后，69电感量较小，控制角较大模态当ωt=π，u2=0时，id仍>0，T1T4继续导通电感感应电势维持电流当ωt=π~ωt1时，u2<=0L供能量给R，同时回馈给电网id继续下降,直到0（L能量释放完T1T4关断ωtwt1（π+α）四管均断态，id=0,ud=0电感量较小，控制角较大模态当ωt=π，u2=0时，70电感量较小，控制角较大模态当ωt=π+α时类似电感量较小，控制角较大模态当ωt=π+α时类似71电感量较小，控制角较大时小结带RL负载后ud出现负值;

id变化滞后于ud;导通角θ大于阻性负载;

L较小α较大时，L储能较小，在id下降过程中不足以维持T1T4导通至T2T

触发导通时刻，导通角

θ<π，id波形断续。电感量较小，控制角较大时小结带RL负载后ud出现负值;72感性负载全桥可控整流电路计算VT处于通态时，如下方程成立初始条件：ωt=ai，d=0，求解当ωt=θ+a时，id=0，代入式整理得感性负载全桥可控整流电路计算VT处于通态时，如下方程成立初始73单相全桥感性整流电路（ωL>>R）id脉动幅度很小，近似为一直流Id；导通角θ=π波形iT:矩形波(幅值Id)i2:矩形波(正负幅值均为Id)单相全桥感性整流电路（ωL>>R）id脉动幅度很小，近似74单相桥式全控整流电路感性负载小结假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线。2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。至ωt=π+a时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。T2和VT3导通后，u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称换相，亦称换流。单相桥式全控整流电路感性负载小结假设负载电感很大，负载电流i75单相桥式全控整流电路（感性负载）数量关系晶闸管移相范围为90°。晶闸管承受的最大正反向电压均为晶闸管导通角θ与a无关，均为180°变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形波，其相位由a角决定，有效值I2=Id。单相桥式全控整流电路（感性负载）数量关系晶闸管移相范围为9076反电势负载模态分析负载由阻性负载和反电势组成当U2<E时，T1和T4承受反向电压Ud=E反电势负载模态分析负载由阻性负载和反电势组成77反电势负载模态分析*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发导通Ud=U2反电势负载模态分析*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发78id=0,ud=0；u2>0时T1T4承受正向ωt=α时，给T1T4同时加触发信号有续流二极管VD时，续流过程由VD当ωt=π，u2=0时，T2T3承受正压正向阻断；SCR管可能承受的最大反向电压为u2电压峰值，最大正向电压为u2峰值的一半。当U2<E时，T1和T4承受反向电压Ud=E在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向工作原理－有触发〔π＋α，2π〕负载由阻性负载和反电势组成π<ωt<π+α时，T1T4承受反压反向阻断；负载由阻性负载和反电势组成阻感性负载单相桥式半控整流电路当u2由峰值开始下降后，U=IR功率因数cosφ感性负载全桥可控整流电路计算反电势负载模态分析直至|u2|=E，id即降至0使得晶闸管关断，此后

Ud=E。与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。id=0,ud=0；反电势负载模态分析直至|u2|=E，i79反电势负载模态分析在第二个周期，此时工作模态同前U2为负值(|u2|>E）T2和T3会承受正向电压而换流导通。反电势负载模态分析在第二个周期，此时工作模态同前80反电势负载α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。当α＜δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当wt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。反电势负载α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。81反电势负载数量关系输出电压平均值反电势负载数量关系输出电压平均值82反电势负载数量关系晶闸管导通后的回路方程输出电流平均值Id：反电势负载数量关系晶闸管导通后的回路方程输出电流平均值Id：83单相桥式整流电路－反电动势负载负载为直流电动机时，如果出现电流断续则电动机的机械特性将很软.为了克服此缺点，一般在主电路中直流输侧串联一个平波电抗器，用来减少电流的脉动和延长晶闸管导通的时间这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud的计算公式亦一样。单相桥式整流电路－反电动势负载负载为直流电动机时，如果出现电84(二)单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路纯阻性负载工作情况阻感性负载工作情况(二)单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路85阻性负载单相桥式半控整流电路半控电路与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。阻性负载单相桥式半控整流电路半控电路与全控电86感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态87感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态88当ωt=π+α时类似id=0,ud=0；ωt=α时，给T1T4同时加触发信号过零变正时，VD4导通，VD3关断。触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通。ωt=α时，给T1T4同时加触发信号单相半控桥带阻感负载的小结电流迅速转移到VT2和VT3上，此iT2=iT3=id=i2半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。完成，晶闸管关断，避免了某一个晶完成，晶闸管关断，避免了某一个晶U=IR功率因数cosφωt=π+α时，L较小α较大时，L储能直至|u2|=E，id即降至0过零变正时，VD4导通，VD3关断。感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态当ωt=π+α时类似感性负载半控整流工作模态89感性负载半控整流工作模态感性负载半控整流工作模态90阻感性负载单相桥式半控整流电路半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。负载输出电压的平均值为阻感性负载单相桥式半控整流电路半控电路感性负载时与电阻负载的91单相半控桥带阻感负载的小结假设负载中电感很大，且电路已工作于稳态在u2正半周，触发角a处给晶闸管VT1加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通。但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移VD3，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD3续流。在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向VT1加反压使之关断，u2经VT3和VD3向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD3关断。VT3和VD4续流，ud又为零。单相半控桥带阻感负载的小结假设负载中电感很大，且电路已工作于92失控现象假设电感足够大，电流不断续当关断VT1，VT2准备关闭系统时，由于电流的持续性，T1会一直导通！D3和D4轮流换流，无法关闭系统，造成失控！在失控时，ud仍为正弦半波，即半周期ud为正弦，另外半周期ud为零，其平均值保持恒定。即使没有驱动信号，仍然无法关闭系统。为了避免失控，通常在输出端反联二极管失控现象假设电感足够大，电流不断续93晶闸管导通角θ与a无关，均为180°ωtwt1（π+α）uL=Ldid/dt，电感L抑制电流变化单相全桥感性整流电路（ωL>>R）半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同。SCR在一个周期内导通的时间所对应的角度。使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和相位的协调关系。α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。iT2=iT3=id=0，T2T3关断当α＜δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承负电压，不可能导通。π<ωt<π+α时，即使没有驱动信号，仍然无法关闭系统。U=IR功率因数cosφid变化滞后于ud;在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向变压器二次侧电流i2的波形为正负各180°的矩形电感量较小，控制角较大模态SCR从导通变关断的依据是流过SCR的电流为零(或AK两端电压小于零)。ωt=α时，给T1T4同时加触发信号当ωt=π+α时类似VT3分别向VT1和VT4施加反压使不考虑变压器损耗时，变压器的容量为Ｓ=U2半控整流工作状态工作模态晶闸管导通角θ与a无关，均为180°半控整流工作状态工作模态94半控整流工作状态工作模态半控整流工作状态工作模态95半控整流工作状态工作模态半控整流工作状态工作模态96续流二极管的作用有续流二极管VD时，续流过程由VD完成，晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。续流二极管的作用有续流二极管VD时，续流过程由VD97初始条件：ωt=ai，d=0，求解当ωt=π+α时类似在u2负半周触发角a时刻触发VT3，VT3导通，向U=IR功率因数cosφ负载由阻性负载和反电势组成过零变正时，VD4导通，VD3关断。过零变正时，VD4导通，VD3关断。阻感性负载单相桥式半控整流电路晶闸管移相范围为90°。iT1=iT4=id=0感性负载全桥可控整流电路计算直至|u2|=E，id即降至0*只有当u2绝对值大于E时SCR才能触发导通Ud=U2当ωt=π，u2=0时，T2和VT3导通后，u2通过VT2和T1T4承受反压反向阻断；导通角θ大于阻性负载;有续流二极管VD时，续流过程由VDid=0,ud=0；导通角θ大于阻性负载;电感量较小，控制角较大模态当ωt=π+α时类似半控电路感性负载时与电阻负载的输出电压波形相同