机车电力电子技术 课件 5.1 单相半波整流电路

复习提问1.晶闸管及结构KAG2.晶闸管导通条件晶闸管是双极性、电流驱动型半控器件，是PNPN四层半导体三个PN结结构。晶闸管加正向电压，并且有门极触发电流时，晶闸管导通。3.晶闸管关断条件晶闸管阳极电流小于维持电流或加反向电压。4.单相半波整流电路（1）电路结构u

tOuoO（2）输出电压波形（3）输出电压平均值：UO–++–aTrDuoubRLio–++–aTrDuou2bRLio5.正弦量三要素φ=0复习提问

怎样改变输出电压的大小呢？在实际的生产生活中经常需要把交流电变换为直流电，且输出电压可调。例如，韶山系列电力机车，直流电机驱动，接触网为交流电，需要由晶闸管构成的相控整流电路来调节输出电压大小以调节机车的运行速度。今天开始认知第5章相控整流电路的结构、原理输出电压波形、大小、电流计算等。第五章

交—直相控整流电路

整流电路：通过电力电子器件将交流电转换为直流电的电路称为整流电路（AC/DC）。分类：1.相数：单相、三相、多相；2.器件：不控、半控、全控；3.电路结构：半波、全波。

相控整流：通过相位控制来调节输出直流电压大小的整流电路。1.阻性负载电路结构、工作过程、输出电压波形重点难点2.感性负载电路结构、工作过程、输出电压波形5.1单相半波可控整流电路5.1单相半波可控整流电路–++–aTrDuoubRLio–++–aTrDuou2bRLiou

tOuoOUOφ=01.电路结构

输出电压可调输出电压波形面积可调应用可控器件控制输出波形面积控制触发时刻引入新课一、电阻性负载

2.工作过程分析

ααu2ugudidωt1π2π000ωtωtωtidudθ①0~ωt1,VT关断，1)输出电压分析②ωt1时刻，VT触发导通，③ωt1~π，VT继续导通，ud=;ud=

;ud=

;+-5.1单相半波可控整流电路ωt2一、电阻性负载

2.工作过程分析

1)输出电压分析+-④π，VT关断，⑤ωt=π~2π，VT关断，ud=。ud=;以上为一个循环。整个过程不断循环。2)名词①控制角α②移相③相控④导通角θ=π-αααu2ugudidωt1π2π000ωtωtωtidudθ5.1单相半波可控整流电路ωt2一、电阻性负载

2.工作过程分析

ααu2uguTωt1π2π00ωtωt①0~ωt1,2)晶闸管电压分析②ωt1时刻，③ωt1~π，④π，uT=;uT=

;⑤ωt=π~2π，uTuT=;uT=

;uT=

。整个过程不断循环。☞晶闸管通态电压近似为0，断态承受变压器副边电压。5.1单相半波可控整流电路ωt2一、电阻性负载

3.输出电压平均值

ααu2ugudidωt1π2π00ωtωtidudUdIdθT4.输出电流平均值

5.晶闸管电流平均值

5.1单相半波可控整流电路例题4-1：单相半波可控整流电路，电阻性负载，不经整流变压器直接与220V交流电源相接，要求输出的直流平均电压为85V，最大输出直流平均电流为20A，求此电路中α、R、IdT、导通角θ。解：①已知

由公式

由公式得

②负载电阻

③晶闸管电流平均值

④晶闸管的导通角

5.1单相半波可控整流电路ααu2ugudidωt1π2π00ωtωtωtid从0开始增加。udθ整个过程不断环。ωt2+-+-1.不接续流二极管①0~ωt1,VT关断，③ωt1~π,VT导通，ud=0;ud=u2;⑤ωt2~2π，VT关断，②ωt1，VT触发导通，ud=u2;id、ud不同步。④π~ωt2,VT仍然

开通，ud=0;ud=u2<0;id减小到0。导通角θ+-缺点：负载两端出现负压。5.1单相半波可控整流电路二、感性负载

2.接续流二极管（大电感）ααu2ugudidωt1π2π00ωtωtud+-0iTiD+→VT→L→R→－1）电路结构2）工作过程正半周，VT首先正向阻断，然后触发导通（VD截止）；5.1单相半波可控整流电路ωt2二、感性负载

ααu2ugudidωt1π2π00ωtωtudωt2+-0iTiDU2负半周，负半周VT关断，VD续流。L→R→VD→L2）工作过程5.1单相半波可控整流电路2.接续流二极管（大电感）二、感性负载

ααu2ugudidωt1π2π00ωtωtud+-0iTiD3）输出电压平均值

4）输出电流平均值

5）晶闸管电流平均值

6）二极管电流平均值

Ud5.1单相半波可控整流电路ωt22.接续流二极管（大电感）二、感性负载

总结1.电阻性负载

2.阻感负载（无续流二极管）

3.阻感负载（有续流二极管）

ud0ωtud5.1单相半波可控整流电路复习1.控制角、移相、移相控制、导通角；2.画出单相半波可控整流阻性负载电路，并写出输出电压平均值和有效值计算公式；3.画出接入续流二极管单相半波可控整流感性负载电路，并指出VT、VD何时导通。