西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
第二章 交直型电力机车的功率因数
§ 2-1 概述
1、交直型电力机车的电路结构
单相交流电
单相整流电路
二极管整流,SS1
桥式
整流
不控整流：有级调速
半控整流：无级调速
全控整流：再生制动
可见，我国绝大多数电力机车均采用桥式整流电路，
也就是相控整流调压方式 。
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2、相控整流调压的优点,
(1)实现牵引电机端压平滑无级调节．可以减少调压过程中的
电流冲击，使牵引电机力矩变化平滑，在机车起动时可以
较好地利用轮轨粘着力，一般可使起动牵引力提高 8％ ~10
％；在运行中可以获得机车工作范围内的任意牵引力和机
车速度；
(2)无级调压具有快速性，有利于更好地利用机车的惯性，特
别是在山区线路，坡道多变的情况下，由于无级调压的快
速性可节省电能 2％ ~3％。
(3)采用相控调压，可取消笨重的有触点式调压开关，调压时
不必切换主电路，故不需要限流元件，也不会有电弧产生。
§ 2-1 概述
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3、相控整流调压的缺点,
交直型整流机车的最大缺点之一是 功率因数
较低 和 谐波分量较高 。
(1)功率因数低，系统的利用率低，引起电网压降，
引起无功损耗。 电网压降与负载的无功功率大小
成正比。
(2)谐波电流对通讯造成干扰，引起继电保护误动作。
§ 2-1 概述
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4、功率因数的定义
前提假设,电网电压无畸变为正弦波。（而电网电流
为非正弦波）
功率因数,
注意,这里的功率因数是总功率因数，与正弦波电路
中的功率因数有区别。只有基波电流与输入电网电
压同频率，可能产生有功功率，其他高次谐波电流
与电网电压频率不同，只能产生无功功率。
§ 2-1 概述
1
11
1
11 ???? c o s
I
c o sI
IU
c o sIU
S
PPF 1 ?????
视在功率
有功功率
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
1
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1
11 ???? c o s
I
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c o sIU
S
PPF 1 ?????
视在功率
有功功率
§ 2-1 概述
次谐波的程度）（表示电流波形含有高
—电流波形畸变系数—
的相位差—基波电压与电流之间—
—输入电流有效值—
—输入电流基波有效值—
I
I
I
I
1
1
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1
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? 谐波系数
? 相移系数
基波电压与基波电流之间的相位系数。
可见，机车整流电路的谐波和功率因数可以用 PF、
DF,HF来描述。
?
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1
2
1
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I
II
HF
§ 2-1 概述
1?c o sDF ?
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§ 2-2-1 不控整流电路的功率因数
§ 2-2 整流电路的功率因数
u
wt
wt
i
i 1
u
i
id
假设,L=∞，整流电流平直，不
考虑换向重叠角 γ，则电流 i为方
波。
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? 根据假设，变压器原边绕组流过的方波电流与电
网电压同相位。
§ 2-2-1 不控整流电路的功率因数
4840
1
90
90
1
2
1
1
.HF
.c o sPF
I.
I
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1
1
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）（根据傅利叶分解可得
可见不控整流电路的功率因数较高，达到 0.9。
相移系数
电流畸变系数
功率因数
谐波系数
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? 实际情况中要考虑 换向重叠角 γ（ 即整流元件的导通和关断有一
个时间过程，不可能瞬间完成，管子中的电流有一个上升 /下降的过程 ）
? 因此，交流电流要滞后交流电压，近似认为相移系数
换向重叠角取决于 电压级位, 变压器漏抗, 负载电流 。
随着负载电流越大和电压极位越低，换向重叠角越大，相
移系数越小，相应功率因数越低，但是不是正比关系。
§ 2-2-1 不控整流电路的功率因数
?? 321 c o sc o sDF ??
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交大 § 2-2-2 全控整流电路的功率因数
id
i
u
T 1
T 3
T 2
T 4
+
Ud
- i
1
i
wt
wt
u
Id
wt
u d
α
φ
假设,L=∞，整流电流平直，不
考虑换向重叠角 γ，则电流 i为方
波。
电流与电压不同相，电流滞后电
压一个角度，此角度为电路的控
制角 α。
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? 根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值,
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
?
?
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c o sU
c o sU
ttdsi nUU
d
d
0
22
2
1
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Ud0 为 α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最
大输出电压平均值。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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? 对输入电流进行傅利叶分解，可得,
? ???
?
???
1
0
n
nn tnsi nbtnc o saIi ??
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量
为零。即
00 ?I
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§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数 ? ?
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i
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α π+α 2π+α
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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同理,
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
可见，输入电流只存在奇数次谐波,
不存在偶数次谐波。
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? 根据以上推导，可得,
n次谐波的移相角
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
?? n
b
aa rc t a n
n
n
n ???
可见，基波电流滞后于电源电压，基波电流
相位角等于控制角。
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? 全控整流电路的参数,
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
0
1
2
1
90
90
4 8 4 30
d
d
1
2
1
U
U
.0, 9 c o sDFPF
.
I
I
.
I
II
HF
c o sc o sDF
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功率因数：
电流波形畸变系数：
谐波系数：
相移系数：
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? 结论,
1、全控桥的功率因数与
输出电压的平均值成
正比。
2、在满电压时，功率因
数为 0.9，控制角越大，
输出电压越低，功率
因数越低。
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
U d /U d0
PF
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
u
i
id
u d
wt
I d
u
wt
wt
i
i 1 假设,L=∞，整流电流平直，不
考虑换向重叠角 γ，则电流 i为方
波。
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
? 根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值,
2
1
2
122
2
1
0
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U
c o s
U
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Ud0 为 α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最大输出电压平均值。
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? 与全控桥的分析方法一样，对半控桥输入
电流进行傅利叶分解，可得,
? ???
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1
0
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量
为零。即
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I d
wt
i
§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
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?同理,
§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
? ?
? ?
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PF
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HF
c o sc o sDF
ItdII
n
c o s
n
I
I
n
dd
d
n
n
可见，电流基波滞后电源
电压的角度是 α/2。
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? 不控整流桥功率因数恒
定为 0.9，较高；
? 全控桥功率因数与
Ud/Ud0成正比，即与
cosa成正比，在控制角 a
较小时，功率因数较大，
在控制角 a较大时，功率
因数较小；
? 半控桥介于不控与全控
之间，比全控桥功率因
数高，谐波含量较低。
小结
U d /U d0
PF
不控桥
半控桥
全控桥
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§ 2-3 多段桥顺序控制
§ 2-3-1 二段半控桥
i
i
u d
u d 2
a1
x1
a2
x2
A
X
电路结构,
变压器副边绕组分成电压
相等的 a1x1,a2x2;
每段绕组接一个半控桥，
RM1,RM2；
两个半控桥串联。
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u d1
u d 2
a1
x1
a2
x2
A
X
§ 2-3-1 二段桥顺序控制
二段桥的工作过程,
1、第一段桥 RM1工作（即 T1,T2的控制
角 α1为 α ），第二段桥 RM2闭锁（即 T3、
T4的控制角 α2为 π）。
u d1
wt
I d
ua1x1
wt
wt
ia1x1
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
二段桥的工作过程,
2、第一段桥 RM1满开放（即 T1,T2的控制角 α1为 0 ），第二段桥
RM2工作（即 T3,T4的控制角 α2为 α）。
wt
u d1
wt
wt
u d2
u a1x1 u
a2x2
u d1 +u d2
wt
wt
i a1x1
i a2x2
wt
i AX
wt
I d
I d
Id/2k
Id/k
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? 由各段调节区的波形，可推导出各段调节区的运行性
能参数。
?? ?? 10
§ 2-3-1 二段桥顺序控制
第一调节区,?? ?
2
输出整流电压平均值
? ?
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10
12
1
2
1
11
21
1
4
1
1
2
2
2
21
02
1
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Ua1x1 ----第一段变压器副边绕
组额定输出电压有效值
U2 ----整个副边绕组额定输出
电压有效值
Ud0 ----RM1,RM2满开放时输
出的最大电压平均值
20
22 UU
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
输入电流有效值
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1
14
1
2
1
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1
1
1
1
1
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c o s
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I
I
1
1
1
n
d
n
谐波系数：
相移系数：
功率因数：
相移角：
谐波电流：
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
?? ?? 20第二调节区,01 ??
输出整流电压平均值
? ?
? ?
20
22
0
2
22
0
11
21
3
4
1
3
2
2
2
21
22
1
2
2
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西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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输入电流有效值
?
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4
31 2??
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2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
2
35
4
3
1
610
3
2
3
2
3
3
35
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1
1
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谐波系数：
相移系数：
功率因数：
相移角：
谐波电流：
§ 2-3-1 二段桥顺序控制
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
根据推导的公式，可以描点画出二段半控桥的功率因数与输
出电压的关系曲线，如下图。
由曲线可见，二段桥的功率因数
比一段桥的功率因数有显著提高。
在 Ud/Ud0=0.5时，二段桥的功率
因数为 0.9。
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§ 2-3-2 四段半控桥顺序控制
X
A
x2
a2
x1
a1
u d 2
u d o
1/4
1/4
1/2
电路结构,
1、三段绕组组成四段半
控桥
2、三绕组的电压分配是
a1o和 ox1，各为 1/4额定
值； a2x2为 1/2额定值。
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§ 2-3-2 四段半控桥顺序控制
X
A
x2
a2
x1
a1
u d 2
u d o
1/4
1/4
1/2
控制顺序,
1、第一段是控制由 T1, T2和 D1,D2
所组成的半控桥，而 T3~T6都闭锁，仅
a1o段绕组有电流流过。当 T1,T2满开
放时，输出电压是 1/4额定值。
2、第二段是控制由 T3, T4和 D1,D2
所组成的半控桥,维持 T1, T2满开放，
控制 T3, T4，而 T4,T5闭锁,a1x1
段绕组有电流流过。当 T3,T4满开放
时，输出电压是 1/2额定值。
3、第三段是控制由 T1, T2和 D1,D2所组成的半控桥,维持 T5, T6满开放，
T3, T4闭锁,a1o,a2x2段绕组有电
流流过。当 T1,T2满开放时，输出电压
是 3/4额定值。
4、第四段是控制由 T3, T4和 D1,D2所
组成的半控桥,维持 T1, T2, T5,
T6满开放,a1x1,a2x2段绕组有电流流
过。当 T1,T2满开放时，输出电压是额
定值。
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? 思考题：根据四段半控桥的工作过程，画
出各段工作的电压电流波形，并分析各段
的运行性能参数。并描点画出四段桥的输
出电压比 Ud/Ud0与功率因数 PF的关系曲线。
§ 2-3-2 四段半控桥顺序控制
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? 控制段数越多，在相同的
输出电压比的情况下，功
率因数越高。
? 段数多的负面影响是主电
路复杂，元件数量越多，
控制越复杂。
? 采用四段半控桥已具有比
较好的功率因数，多于四
段控制的经济意义不大。
小结,
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第二章 交直型电力机车的功率因数
§ 2-1 概述
1、交直型电力机车的电路结构
单相交流电
单相整流电路
二极管整流,SS1
桥式
整流
不控整流：有级调速
半控整流：无级调速
全控整流：再生制动
可见，我国绝大多数电力机车均采用桥式整流电路，
也就是相控整流调压方式 。
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2、相控整流调压的优点,
(1)实现牵引电机端压平滑无级调节．可以减少调压过程中的
电流冲击，使牵引电机力矩变化平滑，在机车起动时可以
较好地利用轮轨粘着力，一般可使起动牵引力提高 8％ ~10
％；在运行中可以获得机车工作范围内的任意牵引力和机
车速度；
(2)无级调压具有快速性，有利于更好地利用机车的惯性，特
别是在山区线路，坡道多变的情况下，由于无级调压的快
速性可节省电能 2％ ~3％。
(3)采用相控调压，可取消笨重的有触点式调压开关，调压时
不必切换主电路，故不需要限流元件，也不会有电弧产生。
§ 2-1 概述
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
3、相控整流调压的缺点,
交直型整流机车的最大缺点之一是 功率因数
较低 和 谐波分量较高 。
(1)功率因数低，系统的利用率低，引起电网压降，
引起无功损耗。 电网压降与负载的无功功率大小
成正比。
(2)谐波电流对通讯造成干扰，引起继电保护误动作。
§ 2-1 概述
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
4、功率因数的定义
前提假设,电网电压无畸变为正弦波。（而电网电流
为非正弦波）
功率因数,
注意,这里的功率因数是总功率因数，与正弦波电路
中的功率因数有区别。只有基波电流与输入电网电
压同频率，可能产生有功功率，其他高次谐波电流
与电网电压频率不同，只能产生无功功率。
§ 2-1 概述
1
11
1
11 ???? c o s
I
c o sI
IU
c o sIU
S
PPF 1 ?????
视在功率
有功功率
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
1
11
1
11 ???? c o s
I
c o sI
IU
c o sIU
S
PPF 1 ?????
视在功率
有功功率
§ 2-1 概述
次谐波的程度）（表示电流波形含有高
—电流波形畸变系数—
的相位差—基波电压与电流之间—
—输入电流有效值—
—输入电流基波有效值—
I
I
I
I
1
1
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1
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
? 谐波系数
? 相移系数
基波电压与基波电流之间的相位系数。
可见，机车整流电路的谐波和功率因数可以用 PF、
DF,HF来描述。
?
? 2
1
2
1
2 1 ?
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I
II
HF
§ 2-1 概述
1?c o sDF ?
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
§ 2-2-1 不控整流电路的功率因数
§ 2-2 整流电路的功率因数
u
wt
wt
i
i 1
u
i
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假设,L=∞，整流电流平直，不
考虑换向重叠角 γ，则电流 i为方
波。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
? 根据假设，变压器原边绕组流过的方波电流与电
网电压同相位。
§ 2-2-1 不控整流电路的功率因数
4840
1
90
90
1
2
1
1
.HF
.c o sPF
I.
I
I
c o sDF
1
1
?
?
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??
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?
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?
?
）（根据傅利叶分解可得
可见不控整流电路的功率因数较高，达到 0.9。
相移系数
电流畸变系数
功率因数
谐波系数
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
? 实际情况中要考虑 换向重叠角 γ（ 即整流元件的导通和关断有一
个时间过程，不可能瞬间完成，管子中的电流有一个上升 /下降的过程 ）
? 因此，交流电流要滞后交流电压，近似认为相移系数
换向重叠角取决于 电压级位, 变压器漏抗, 负载电流 。
随着负载电流越大和电压极位越低，换向重叠角越大，相
移系数越小，相应功率因数越低，但是不是正比关系。
§ 2-2-1 不控整流电路的功率因数
?? 321 c o sc o sDF ??
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大 § 2-2-2 全控整流电路的功率因数
id
i
u
T 1
T 3
T 2
T 4
+
Ud
- i
1
i
wt
wt
u
Id
wt
u d
α
φ
假设,L=∞，整流电流平直，不
考虑换向重叠角 γ，则电流 i为方
波。
电流与电压不同相，电流滞后电
压一个角度，此角度为电路的控
制角 α。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
? 根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值,
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
?
?
?
??
?
??
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c o sU
c o sU
ttdsi nUU
d
d
0
22
2
1
?
?
? ?
?
Ud0 为 α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最
大输出电压平均值。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
? 对输入电流进行傅利叶分解，可得,
? ???
?
???
1
0
n
nn tnsi nbtnc o saIi ??
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量
为零。即
00 ?I
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数 ? ?
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4
20
2
11
1
2
2
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n
I
kn
ns i nns i n
n
I
ttdnc o sIttdnc o sI
ttdnc o stia
d
d
dd
n
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i 1
i
wt
Id
α π+α 2π+α
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
交大
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4
20
2
11
1
2
2
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n
I
kn
nc o snc o s
n
I
ttdnsi nIttdnsi nI
ttdnsi ntib
d
d
dd
n
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?
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??
?
??
?
同理,
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
可见，输入电流只存在奇数次谐波,
不存在偶数次谐波。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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? 根据以上推导，可得,
n次谐波的移相角
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
?? n
b
aa rc t a n
n
n
n ???
可见，基波电流滞后于电源电压，基波电流
相位角等于控制角。
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? 全控整流电路的参数,
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
0
1
2
1
90
90
4 8 4 30
d
d
1
2
1
U
U
.0, 9 c o sDFPF
.
I
I
.
I
II
HF
c o sc o sDF
?????
??
?
?
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??
?
??
功率因数：
电流波形畸变系数：
谐波系数：
相移系数：
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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? 结论,
1、全控桥的功率因数与
输出电压的平均值成
正比。
2、在满电压时，功率因
数为 0.9，控制角越大，
输出电压越低，功率
因数越低。
§ 2-2-2 全控整流电路的功率因数
U d /U d0
PF
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
u
i
id
u d
wt
I d
u
wt
wt
i
i 1 假设,L=∞，整流电流平直，不
考虑换向重叠角 γ，则电流 i为方
波。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
? 根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值,
2
1
2
122
2
1
0
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?
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c o s
U
c o s
U
ttds i nUU
d
d
?
?
?
?
? ?
Ud0 为 α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最大输出电压平均值。
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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? 与全控桥的分析方法一样，对半控桥输入
电流进行傅利叶分解，可得,
? ???
?
???
1
0
n
nn tnsi nbtnc o saIi ??
§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量
为零。即
00 ?I
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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I d
wt
i
§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
? ?
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?
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2
20
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n
I
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西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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2
20
1
2
2
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I
kn
nc o s
n
I
ttdns i nIb
d
d
dn
?
?
?
?
??
?
?
?同理,
§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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§ 2-2-3 半控整流电路的功率因数
? ?
? ?
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?
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1
12
1
14
2
1
1
2
22
2
1
2 c o s
PF
c o s
HF
c o sc o sDF
ItdII
n
c o s
n
I
I
n
dd
d
n
n
可见，电流基波滞后电源
电压的角度是 α/2。
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? 不控整流桥功率因数恒
定为 0.9，较高；
? 全控桥功率因数与
Ud/Ud0成正比，即与
cosa成正比，在控制角 a
较小时，功率因数较大，
在控制角 a较大时，功率
因数较小；
? 半控桥介于不控与全控
之间，比全控桥功率因
数高，谐波含量较低。
小结
U d /U d0
PF
不控桥
半控桥
全控桥
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§ 2-3 多段桥顺序控制
§ 2-3-1 二段半控桥
i
i
u d
u d 2
a1
x1
a2
x2
A
X
电路结构,
变压器副边绕组分成电压
相等的 a1x1,a2x2;
每段绕组接一个半控桥，
RM1,RM2；
两个半控桥串联。
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u d1
u d 2
a1
x1
a2
x2
A
X
§ 2-3-1 二段桥顺序控制
二段桥的工作过程,
1、第一段桥 RM1工作（即 T1,T2的控制
角 α1为 α ），第二段桥 RM2闭锁（即 T3、
T4的控制角 α2为 π）。
u d1
wt
I d
ua1x1
wt
wt
ia1x1
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
二段桥的工作过程,
2、第一段桥 RM1满开放（即 T1,T2的控制角 α1为 0 ），第二段桥
RM2工作（即 T3,T4的控制角 α2为 α）。
wt
u d1
wt
wt
u d2
u a1x1 u
a2x2
u d1 +u d2
wt
wt
i a1x1
i a2x2
wt
i AX
wt
I d
I d
Id/2k
Id/k
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? 由各段调节区的波形，可推导出各段调节区的运行性
能参数。
?? ?? 10
§ 2-3-1 二段桥顺序控制
第一调节区,?? ?
2
输出整流电压平均值
? ?
? ?
10
12
1
2
1
11
21
1
4
1
1
2
2
2
21
02
1
?
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?
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c o sU
c o sU
tdts i nU
tdts i nU
UUU
d
xa
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?
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?
Ua1x1 ----第一段变压器副边绕
组额定输出电压有效值
U2 ----整个副边绕组额定输出
电压有效值
Ud0 ----RM1,RM2满开放时输
出的最大电压平均值
20
22 UU
d ??
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
输入电流有效值
?
? 11
2 ??
dII
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? ?
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1
14
1
2
1
12
2
2
2
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
?
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I
HF
c o sc o sDF
c o s
c o s
I
I
PF
n
n
c o s
n
I
I
1
1
1
n
d
n
谐波系数：
相移系数：
功率因数：
相移角：
谐波电流：
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
?? ?? 20第二调节区,01 ??
输出整流电压平均值
? ?
? ?
20
22
0
2
22
0
11
21
3
4
1
3
2
2
2
21
22
1
2
2
?
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????
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c o sU
c o sU
tdtsi ntdtsi nU
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??
西南交通大学磁浮列车与磁浮技术研究所
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输入电流有效值
?
?
4
31 2??
dII
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
2
35
4
3
1
610
3
2
3
2
3
3
35
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I
HF
c o s
c o s
c o sDF
c o s
c o s
I
I
PF
nc o s
ns i n
a r c t a n
nc o s
n
I
I
1
1
1
n
d
n
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?
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??
谐波系数：
相移系数：
功率因数：
相移角：
谐波电流：
§ 2-3-1 二段桥顺序控制
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§ 2-3-1 二段桥顺序控制
根据推导的公式，可以描点画出二段半控桥的功率因数与输
出电压的关系曲线，如下图。
由曲线可见，二段桥的功率因数
比一段桥的功率因数有显著提高。
在 Ud/Ud0=0.5时，二段桥的功率
因数为 0.9。
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§ 2-3-2 四段半控桥顺序控制
X
A
x2
a2
x1
a1
u d 2
u d o
1/4
1/4
1/2
电路结构,
1、三段绕组组成四段半
控桥
2、三绕组的电压分配是
a1o和 ox1，各为 1/4额定
值； a2x2为 1/2额定值。
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§ 2-3-2 四段半控桥顺序控制
X
A
x2
a2
x1
a1
u d 2
u d o
1/4
1/4
1/2
控制顺序,
1、第一段是控制由 T1, T2和 D1,D2
所组成的半控桥，而 T3~T6都闭锁，仅
a1o段绕组有电流流过。当 T1,T2满开
放时，输出电压是 1/4额定值。
2、第二段是控制由 T3, T4和 D1,D2
所组成的半控桥,维持 T1, T2满开放，
控制 T3, T4，而 T4,T5闭锁,a1x1
段绕组有电流流过。当 T3,T4满开放
时，输出电压是 1/2额定值。
3、第三段是控制由 T1, T2和 D1,D2所组成的半控桥,维持 T5, T6满开放，
T3, T4闭锁,a1o,a2x2段绕组有电
流流过。当 T1,T2满开放时，输出电压
是 3/4额定值。
4、第四段是控制由 T3, T4和 D1,D2所
组成的半控桥,维持 T1, T2, T5,
T6满开放,a1x1,a2x2段绕组有电流流
过。当 T1,T2满开放时，输出电压是额
定值。
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? 思考题：根据四段半控桥的工作过程，画
出各段工作的电压电流波形，并分析各段
的运行性能参数。并描点画出四段桥的输
出电压比 Ud/Ud0与功率因数 PF的关系曲线。
§ 2-3-2 四段半控桥顺序控制
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? 控制段数越多，在相同的
输出电压比的情况下，功
率因数越高。
? 段数多的负面影响是主电
路复杂，元件数量越多，
控制越复杂。
? 采用四段半控桥已具有比
较好的功率因数，多于四
段控制的经济意义不大。
小结,
