1、1,3.1 單相半波可控整流電路,一、電阻性負載 電爐、電焊機及白熾燈等均屬于電阻性負載 變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。 電阻負載的特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同。 工作原理分析,圖3-1 單相半波可控整流電路 （電阻性負載）及波形,2,1.工作原理分析 在電源電壓正半周，晶閘管承受正向電壓，在t=處觸發(fā)晶閘管，晶閘管開始導通；負載上的電壓等于變壓器輸出電壓u2。在t=時刻，電源電壓過零，晶閘管電流小于維持電流而關斷，負載電流為零。 在電源電壓負半周，uT0，晶閘管承受反向電壓而處于關斷狀態(tài)，負載電流為零，負載上沒有輸出電壓，直到電源電壓u2的下一周期，直流輸出電壓ud和負載電流i

2、d的波形相位相同。 通過改變觸發(fā)角的大小，直流輸出電壓ud的波形發(fā)生變化，負載上的輸出電壓平均值發(fā)生變化，顯然=180時，Ud=0。由于晶閘管只在電源電壓正半波內導通，輸出電壓ud為極性不變但瞬時值變化的脈動直流，故稱“半波”整流。,3.1 單相半波可控整流電路,3,首先，引入兩個重要的基本概念： 觸發(fā)角 ：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加 發(fā)脈沖止的電角度,用表示,也稱觸發(fā)角或控制角。 導通角 ：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度 稱為導通角，用表示 。 在單相半波可控整流電阻性負載電路中, 移相角的控制范圍為:0， 對應的導通角的可變范圍是0， 兩者關系為 =。,3.1 單相半波可

3、控整流電路,4,2. 基本數(shù)量關系 (1) 直流輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id,3.1 單相半波可控整流電路,輸出電流平均值Id :,直流輸出電壓平均值Ud :,5,(2) 輸出電壓有效值U與輸出電流有效值I,3.1 單相半波可控整流電路,輸出電流有效值I :,直流輸出電壓有效值U :,6,(3) 晶閘管電流有效值和變壓器二次側電流有效值 單相半波可控整流電路中，負載、晶閘管和變壓器二次側流過相同的電流，故其有效值相等，即：,3.1 單相半波可控整流電路,7,(4) 功率因數(shù)cos 整流器功率因數(shù)是變壓器二次側有功功率與視在功率的比值 式中 P變壓器二次側有功功率，P=UI=I2R S

4、變壓器二次側視在功率，S=U2I2 (5) 晶閘管承受的最大正反向電壓UTM 晶閘管承受的最大正反向電壓Um是相電壓峰值。,3.1 單相半波可控整流電路,8,例3-1 如圖所示單相半波可控整流器，電阻性負載，電源電壓U2為220V，要求的直流輸出最高平均電壓為50 V，直流輸出平均電流為20A 。 試計算： (1) 晶閘管的控制角； (2) 輸出電流有效值； (3) 電路功率因數(shù)； (4) 晶閘管的額定電壓和額定電流。,3.1 單相半波可控整流電路,9,解 : (1),當=90時，輸出電流有效值,(3),則=90,10,(4) 晶閘管電流有效值IT 與輸出電流有效值相等，即：,選取晶閘管型號為

5、 KP100-7F晶閘管。,取2倍安全裕量，晶閘管的額定電流為：,則,11,3.1 單相半波可控整流電路,二、電感性負載 電感性負載通常是電機的勵磁線圈、繼電器線圈及其他含有電抗器的負載。 電感性負載的特點：感生電動勢總是阻礙電感中流過的電流使得流過電感的電流不發(fā)生突變。,圖3-2 帶阻感負載的 單相半波電路及其波形,12,1. 無續(xù)流二極管時 工作原理 0：uT大于零，但門極沒有觸發(fā)信號，晶閘管處于正向關斷狀態(tài)，輸出電壓、電流都等于零。 在t=時，門極有觸發(fā)信號，晶閘管被觸發(fā)導通，負載電壓ud= u2。 當t=時，交流電壓u2過零，由于有電感電勢的存在，晶閘管的電壓uT仍大于零，晶閘管會繼續(xù)

6、導通，電感的儲能全部釋放完后，晶閘管在u2反壓作用下而截止。直到下一個周期的正半周。,3.1 單相半波可控整流電路,有負面積,圖3-3 電感負載,不接續(xù)流管時的電壓電流波形圖,13,數(shù)量關系 直流輸出電壓平均值Ud為 從Ud的波形可以看出，由于電感負載的存在，電源電壓由正到負過零點也不會關斷，輸出電壓出現(xiàn)了負波形，輸出電壓和電流的平均值減??；當大電感負載時輸出電壓正負面積趨于相等，輸出電壓平均值趨于零，則Id也很小。 所以，實際的大電感電路中，常常在負載兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管。,3.1 單相半波可控整流電路,14,2.接續(xù)流二極管時 工作原理 u20：uT0。在t=處觸發(fā)晶閘管導通， ud=

7、u2續(xù)流二極管VDR承受反向電壓而處于斷態(tài)。 u20：電感的感應電壓使VDR承受正向電壓導通續(xù)流，晶閘管承受反壓關斷,ud=0。如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導通到下一周期晶閘管導通，使id連續(xù)。,3.1 單相半波可控整流電路,圖3-4 帶阻感負載(接續(xù)流管)的 單相半波電路及其波形,15,由以上分析可以看出，電感性負載加續(xù)流二極管后，輸出電壓波形與電阻性負載波形相同，續(xù)流二極管可以起到提高輸出電壓的作用。在大電感負載時負載電流波形連續(xù)且近似一條直線，流過晶閘管的電流波形和流過續(xù)流二極管的電流波形是矩形波。 對于電感性負載加續(xù)流二極管的單相半波可控整流器移相范圍與單相半波可控整流電路電阻性負載相同為0180，且有+=180。,3.1 單相半波可控整流電路,16,基本數(shù)量關系 (1) 輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id 輸出電壓平均值Ud 輸出電流平均值Id,3.1 單相半波可控整流電路,17,(2) 晶閘管的電流平均值IdT與晶閘管的電流有效值IT 晶閘管的電流平均值IdT ： 晶閘管的電流有效值IT：,3.1 單相半波可控整流電路,18,(3) 續(xù)流二極管的電流平均值IdD與續(xù)流