大工20秋《电力电子技术》复习资料五
电力电子技术辅导资料五主 题：第二章整流电路（第1节上）学习时间：2020年4月27日--5月3日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
群众路线是我们党的生命线和根本工作路线，是我们党永葆青春活力和战斗力的重要传家宝。不论过去、现在和将来，我们都要坚持一切为了群众，一切依靠群众，从群众中来，到群众中去，把党的正确主张变为群众的自觉行动，把群众路线贯彻到治国理政全部活动之中。
摘选自《坚持和运用好毛泽东主席思想活的灵魂》《习近平谈治国理政》
内 容：一、本周知识点及重难点分布
表5-1 本周知识点要求掌握程度一览表
序号
学习知识点
要求掌握程度
本周难点
了解
熟悉
理解
掌握
1
整流电路概述
★
2
单相半波可控整流电路
★
☆
2
单相桥式全控整流电路
★
☆
二、知识点详解
【知识点1】整流电路概述
1、整流电路定义：将交流电变为直流电，英文缩写为：AC-DC电路。
2、应用：整流电路是出现最早使用最广的电力电子电路。
3、分类：
① 按组成的器件：不可控、半控、全控。
② 按电路结构：桥式电路、零式电路。
③ 按交流输入相数：单相电路、多相电路。
④ 安变压器二次侧电流的方向是单向或双向：单拍电路、双拍电路。
4、四个典型电路：
① 单相半波可控整流电路
② 单相桥式全控整流电路
③ 单相全波可控整流电路
④ 单相桥式半控整流电路【知识点2】单相半波可控整流电路
1、电阻性负载
电阻性负载：电阻加热炉、电解、电镀等。
电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。
变压器T：变换电压和电器隔离的作用。
（1）基本概念
触发延迟角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度，也成触发角或控制角。
导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度。
a）电路图 b)工作波形
图5-1 单相半波可控整流电路的电路图和工作波形
（2）基本数量关系
整流输出电压平均值：
当，最大；当，最小。VT移向范围为180°。
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，简称相控方式。
整流输出电压平均值：
流过晶闸管电流有效值：
VT承受最大正反向电压：
☆2、电感性负载
电感性负载：变压器和电机的励磁绕组、电磁线圈等。
阻感负载的特点：电感抗拒电流变化的作用，电感电流不能突变。
（1）工作原理
在触发角处，VT开通，因电感L的存在，不能突变。
在，不为零，VT开通；在，为零，VT关断。 与带电阻负载时相比，电压平均值下降。
续流二极管：当过零变负时，导通，为零，VT承受反压关断。L储存的能量保证了电流在回路中流通，此过程称为续流。
a）电路图 b)工作波形
图5-2 带电感性负载单相半波可控整流电路的电路图和工作波形
a）电路图 b)工作波形
图5-3 带电感性负载有续流二极管电路的电路图和工作波形
（2）数量关系（近似恒为）
晶闸管电流平均值：
续流二极管的电流平均值：
晶闸管电流有效值：
续流二极管电流有效值：
晶闸管承受最大正反向电压：
二极管承受最大反向电压：
VT移相范围0~180°
（3）特点：
①简单，调整方便；
②输出脉动大；
③变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。【知识点3】单相桥式全控整流电路
☆1、电阻性负载
a）电路图 b)工作波形
图5-4 带电阻性负载单相桥式全控整流电路的电路图和工作波形
整流输出电压平均值：
当，最大；当，最小。VT移向范围为0-180°。
整流输出电流平均值：
晶闸管电流平均值：
晶闸管电流有效值：
变压器二次侧电流有效值与输出直流电流有效值相等：
变压器的容量：
晶闸管电流有效值与整流输出电流有效值关系：
晶闸管承受的最大正向电压：
反向关断时的最大反向电压：
☆2、电感性负载
a）电路图 b)工作波形
图5-5 带电感性负载单相桥式全控整流电路的电路图和工作波形
整流输出电压平均值：
当，最大；当，最小。VT移向范围为90°。
晶闸管电流的平均值和有效值：；
晶闸管承受的最大正反向电压：
变压器二次电流有效值：
3、带反电动势负载时的工作情况
反电动势负载：当负载是蓄电池、直流电动机的电枢，负载可看成直流电压源。
a）电路图 b)工作波形
图5-6 带反电动势单相桥式全控整流电路的电路图和工作波形
工作原理及波形分析：
① 在时，晶闸管承受正电压，有导通的可能。
② 导通之后，，直至，降至0使晶闸管关断，则。
③ 晶闸管提前停止导电，称为停止导电角，三、重点理论
1、整流电路定义：将交流电变为直流电，英文缩写为：AC-DC电路。（知识点1）
2、单相半波可控整流电路电阻性负载（知识点2）
电阻负载的特点：电压与电流成正比，两者波形相同。
触发延迟角与导通角关系：
整流输出电压平均值：
当，最大；当，最小。VT移向范围为180°。
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，简称相控方式。
整流输出电压平均值：
流过晶闸管电流有效值：
VT承受最大正反向电压：
3、单相半波可控整流电路电感性负载（知识点2）
阻感负载的特点：电感抗拒电流变化的作用，电感电流不能突变。
晶闸管电流平均值：
续流二极管的电流平均值：
晶闸管电流有效值：
续流二极管电流有效值：
晶闸管承受最大正反向电压：
二极管承受最大反向电压：
VT移相范围0~180°
4、单相桥式全控整流电路电阻性负载（知识点3）
整流输出电压平均值：
当，最大；当，最小。VT移向范围为0-180°。
整流输出电流平均值：
晶闸管电流平均值：
晶闸管电流有效值：
变压器二次侧电流有效值与输出直流电流有效值相等：
晶闸管电流有效值与整流输出电流有效值关系：
晶闸管承受的最大正向电压：
反向关断时的最大反向电压：
5、单相桥式全控整流电路电感性负载（知识点3）
整流输出电压平均值：
当，最大；当，最小。VT移向范围为90°。
晶闸管电流的平均值和有效值：；
晶闸管承受的最大正反向电压：
变压器二次电流有效值：四、例题
例题5.1如图所示的单相半波可控整流电路，已知交流电源，负载电阻，在控制角时，要求：
（1）画出、、的波形；
（2）求整流输出电压平均值、整流输出电流平均值 和整流输出电流有效值，并选择晶闸管元件（考虑2倍裕量）。
a）电路图 b)解析波形
图5-7 例题5.1题电路图及解析波形
解:（1） 如图5-7 b）所示。
（2）
选择晶闸管承受最大正反向电压为：
考虑2倍裕量，晶闸管正反向重复峰值电压：
晶闸管的额定电流：
2倍裕量，则可选择额定电流：
例题5.2 单相桥式全控整流电路，负载为电阻性负载，，，控制角。要求：
（1）计算整流输出电压平均值、整流输出电流平均值；
（2）选取电路中晶闸管电压及电流定额。
解：（1）
（2）晶闸管承受的峰值电压：
一般取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍，则晶闸管电压定额：
晶闸管电流有效值：
晶闸管的额定电流：
实际应用中取 1.5~2倍裕量，则额定电流：
例题5.3 在单相桥式全控整流电路中，电感性负载，L足够大，，当输出直流电压平均值时，控制角，求电源电压，晶闸管承受的最大峰值电压。
解：
承受的最大峰值电压为：
例题5.4 单相桥式全控整流电路接电阻性负载，要求输出电压在0～100V连续可调，输出电压平均值为30 V时，负载电流平均值达到20A。系统采用220V的交流电压通过降压变压器供电，且晶闸管的最小控制角，（设降压变压器为理想变压器）。试求：
（1）变压器二次侧电流有效值；
（2）考虑安全裕量，选择晶闸管电压、电流定额。
解：（1）负载电阻：
直流输出电压：
输出最大100V时，则：
（2），，
晶闸管承受电压峰值：
晶闸管电流有效值：
考虑3倍余量，选器件耐压为168×3＝500V；电流为(55.3/1.57)×3＝100A
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