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1
第二章 可控整流电路
? 负载 ∶ 电阻性, 电感性, 电容性, 反电势
? 分类 ∶ 电路形式 (桥式, 零式 )
? 相数 (单相, 三相, 多相 )
? 控制方式 (相控, 斩控 )
? 器件 (半控式, 全控式 )
? 工作范围 (单象限, 多象限 )
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2
第二章 可控整流电路
讨论, （ 1）主电路形式
（ 2）结构特点
（ 3）工作原理
（ 4）工作特性
（ 5）电压电流波形
（ 6）数量关系
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3
§２ -１ 单相半波可控整流电路
一 电阻性负载
（ 一 ） 工作原理
α和 θ的定义
θ=π-α
移相与同步的概念
波形
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4
§２ -１ 单相半波可控整流电路
（ 二 ）
１．直流平均电压 Ｕ ｄ
Ｕ ｄ ＝
2
c o s1
45.0
)c o s1(
2
2
s i n2
2
1
2
2
2
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
U
U
wt d w tU
Ｕ ｄ =f(α) α= 0 θ=π Ud = 0.45U2
α=π θ= 0 Ud = 0
移相范围 180o
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5
§２ -１ 单相半波可控整流电路
２,
IT = I2 =
?
??
?
?
?
?
?
?
2
2s i n
4
1
)(
2
1
2
2
?
??
?
d
d
d
R
U
td
R
U
Id = Ud/Rd = 0.45
2
c o s1/
2
??
dRU
)c o s1(2
)(22s i n2
?
?????
?
???
dI
I
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6
§２ -１ 单相半波可控整流电路
３．功率因数
22
2
2
22
2c o s
IU
RI
IU
UI
s
p d????
?
??
?
?
?
?
?
?
2
2s in
4
1
)s in2(
2
1
2
2
2
?
??
? ?
U
tdwtUU
?
???
?? 22s in4
1c o s ???
α= 0,cosφ = 0.707
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
４, 纹波因数
直流电压 (电流 )谐波总有效值 /直流电压 (电流 )平均值
??
?
???
1
)c o ss in(
n
nndd tnbtnaUu ??
?? ??? 2220 22 1 ndd UUtdUU ? ??
n次谐波电压 tnbtnaU
nnn ?? co ss i n ??
222
0
2
2
1
2
1
nnnn batdUu ??? ?
? ?
?
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
电压谐波分量有效值 222 dnh UUUU ??? ?
电压纹波因数
1)(/ 2 ???
?
? UUUU dhu
电流纹波因数
dni II /??
单相半波 1
)c o s1(
)(2s in
2
2 ??
??
?
?
?????
? n
直流平均值
基波最大值脉动系数 =
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9
§２ -１ 单相半波可控整流电路
５, 晶闸管承受的最大正,
22UU TM ?
Ｕ ＴＭ
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
二,
(一 )工作原理
ωt＝ 0～ α 阻断 ud=0,uT =u2
ωt １ ～ ωt ２ 导通 ud= u2,uT =0
id,ωt ２ 时 id最大, eL上 （ +） 下 （ -）, 但 （ u2+eL） >0导通
ωt ２ ～ ωt ３ ud=u2,uT=0
id,idmax,eL上 （ -） 下 （ +）, 维持导通 （ u2+eL） >0
ωt ３ ～ ωt ４
u2<0,但 eL上 （ -） 下 （ +）, 仍导通 （ u2+eL） >0
ωt ４ 时,u2= eL,eT关断。 波形
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11
§２ -１ 单相半波可控整流电路
结论 ∶
Ld存在, 使 θ↑→Ud↓(有负面积 )
α↑→导通延迟 →正半周储能 ↓→导通能力差 θ↓
d
dRLtg ?? 1?? ↑→Ld↑→储能 ↑→导通能力 θ↑
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
(二 ）
如 ωLd>>Rd,φ=π/2
正负面积近似相等, Ud≈0,加 VDF改进
波形
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
三,
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
2
c o s145.0)c o s1(
2
2
2
2 ??
?
???? UUU
d
θ=π-α
ddT II ?
??
2
??
dT II ?
??
2
??
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
３, θ=π+α
dd D F II ?
??
2
??
dDF II ?
??
2
??
４,
ddd
d
dd IUtdu
ItdiuP ??? ? ?? ? ?
???
2
0
2
022
1
22 IUS ?
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
dUU ?
?
c o s1
2
2 ??
?
??
22
???
dT III
)(
c o s1c o s
???
??
?
???
S
P
５．晶闸管及续流二极管承受的最大正、反向峰值电压均为
交流电压的最大值
22U
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§２ -１ 单相半波可控整流电路
特点,简单, 成本低, 调整方便
波形差, 脉动 f,I2/Id 大
直流分量 →直流磁化 →饱和 →B↓
→Sfe ↑→变压器体积 ↑→Cu,Fe↑
作业 ∶
P,85 习题 2,5
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
一, 电阻性负载
（ 一 ）
正半周 ∶ ??? ??,0
?????? 2,????负半周 ∶
变压器副边绕组有正反电流，平均值为零，没有直流磁化现象
波形
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
（ 二 ）
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
Ｕ ｄ ＝
2
c o s19.0s i n21
22
???
?
?
?
??? UttdU
２．直流电流平均值Ｉ ｄ,有效值Ｉ ２
2
c o s19.0/ 2 ????
d
ddd R
URUI
?
???
????
?
?
???? ? 2s in
2
1)s in2(1 222
2
dd R
Utdt
R
UI
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
３, 晶闸管电流平均值, 有效值
2
c o s145.0
2
1 2 ????
d
ddT R
UII
2
22
2
1)s in2(
2
1 Itdt
R
UI
d
T ?? ?
?
?
???
４．功率因数
?
???
??
?????? 2s i n
2
1c o s
222
2
U
U
IU
UI
s
p
?
???
????
?
?
???? ? 2s i n
2
1)s i n2(1
2
2
2 UtdtUU
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20
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
５,
1)c o s1(4 )(22s in1)( 22 ?? ????? ? ??????
d
u U
U
６．晶闸管承受的最大反向峰值电压为相电压峰值
22UU TM ?
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
一, 电感性负载
（ 一 ）
ωLd很大, id连续, 平直
在 ωｔ＝０～ π∶ ｕ ２ 正半周内, ａ点电位为 （ ＋ ）, ｂ点 （ － ）
在 ωｔ＝ π～２ π∶ ｕ ２ 负半周，ｂ点为（＋）、ａ点为（－）
波形 有续流
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
（ 二 ）
１, 直流平均电压
???? ??? c o s9.0s in21 22 UttdUU d ?? ? ?
２．直流电流平均值、有效值
? ??? ??? ?? tdiII dd 2 12
回路电压方程 tUiR
dt
diL
dddd ?s i n2 2??
??? ??? ?? ????????? ???? tdUtdiRtddtdiL dddd s i n2 2
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
??? ?? ?? ?????? ???? tdUtdiRtdiL ddII dddd s i n2 2
0+RdId =
?2
2 2U ? ???
? ?? tds in
= Ud
d
d
d R
UI ?即
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
３, 晶闸管电流平均值, 有效值
ddT II 2
1?
dddT IItdII 2
1
2
1
2
1 22 ??? ? ? ?
???
??
?
４．功率因数
???
?
c o s9.0c o s9.0c o s
c o s9.0
22
22
22
IU
IU
S
P
IUIUPP ddd
??
???
５．晶闸管承受的最大正、反向电压均为相电压峰值
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
Ld较小时的情况 ∶
Ld较小, 储能不够导通至 π+α
电流断续
? ?? ???????? ?? ???? ? ?? c o sc o s2s in21 22 UttdUU d
可加 续流二极管
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26
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
三,
(一 )电阻 — 反电势负载
1,U2>E 导通 Ud =
dd RiEU ??2
U2=E 关断 id = 0
2,停止导电角
ａ ≥δ时,θ:α~π－ δ,θ=π－ δ－ α<π 断续
tdEtUEU d ??? ??? )s i n2(1 2 ??? ? ?
α＜ δ时,θ:δ~π－ δ,θ=π－ 2δ<π
断续 (要正常导通，脉宽应 >δ－ α)
tdEtUEU d ??? ??? )s i n2(1 2 ??? ? ? 波形
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27
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
3,影响
(1)机械特性变软
(2)换向困难
(3)电流容易上升
（ 二 ） 电感 —反电势负载
)s i n (2 22 ?? ?? tUU
EiRdtdiLU dddd ???2
? ? ? ?
??
???
??
??? ????
???
?
???
? ??? ?
22
2
2s inc o ss inc o s2
2
U
Ete
U
E
R
Ui tg t
d
d ???????
?
?
波形
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§２ -２ 单相桥式全控整流电路
)(1 RdLdtg ?? ??
当 ωｔ＝０时，ｉ ｄ ＝０
? ? ddtg RIEEUEeUE ???
???
?
???
? ????? ?
22 2
c o sc o s)1(2 ?????
?
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§２ -３三相半波可控整流电路
多相整流
? 三相半波
o 共阴极
o 共阳极
? 三相桥式
o 全控
o 半控
? 双反星形
? 六相半波
? 12相电路
? 多相电路
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§２ -３三相半波可控整流电路
二,
共阴极接法
（ 一 ） 工作原理
1,α 自然换流点
导通原则 ∶ 阳极电位高的元件
2,α≤３０ °
以 α＝３０ ° 为例, 负载电
流为零, 处于临界状态
θ＝１２０°,UT1上有正电压。
3,α＞３０ °
α＝６０ ° 为例, 直流电流变得
不连续 。
θ＜１２０°，
波形
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§２ -３三相半波可控整流电路
?
?
?
?
?
?
?
?
a
ac
ab
T
u
u
u
u
0
1
结论：
(1) 最大
du,0 ???
(2),电流连续?30?? θ=120o
(3)α>30o,电流断续,θ=150o-α
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§２ -３三相半波可控整流电路
（ 二 ） 基本数量关系
１, 直流平均电压 Ｕ ｄ
１ ） α≤３０ °
?????? ??
???
c o s17.1c o s32 23s i n232
1
22
6
5
6
2 UUttdUU ??? ?
?
?
２） α＞３０°
)]6c o s (1[6 7 5.0)]6c o s (1[2 23s in2
32
1
222
6
???????? ? ?? ??????? ? ? UUttdUU d
Ｕ ｄ ＝０，故电阻性负载下三相半波可控整流电路的移相范
围为１５０°
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33
§２ -３三相半波可控整流电路
２,
当 α≤３０ °
? ??? ?? ?? ??? 6
5
6
22 )s in2(
2
1 td
R
tUI
d
T
当 α＞３０° 时
? ?? ? ?? ???
6
22 )s in2(
2
1 td
R
tUI
d
T
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34
§２ -３三相半波可控整流电路
３, 晶闸管电流
ddT II 3
1?
４．晶闸管承受的最大反向电压ＵＲＭ为线电压峰值
26UU RM ?
22UU FM ?
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35
§２ -３三相半波可控整流电路
二,
(一 )
α≤３０ ° 时, 大电感负载压波形与电阻负载时相同 。
α＞３０ ° 后, 负载电感Ｌ ｄ 中感应电势ｅ Ｌ 的作用,
使得交流电压过零时晶闸管不会关断 。
波形
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36
§２ -３三相半波可控整流电路
（ 二 ）
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
?co s17.1 2UU d ?
２．晶闸管电流
ddT II 3
1?
dddT IIII 5 7 8.03
1
3 6 0
1 2 0 2 ???
TII ?2
3,晶闸管承受的最大正、反向峰值电压均为线电压峰值
26UU TM ?
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§２ -３三相半波可控整流电路
（ 三 ）
当 α≤３０ ° 时, 无影响 。
当 α＞３０ °, ｕ ｄ 波形和电阻性负载一样 。
VT∶ θ=150o-α
VDF∶ 3(α-30o)
ddT II 3 6 0
1 5 0 ???
dT II 3 6 0
1 5 0 ???
ddD II 120
30?? ?
dD II 120
30?? ?
波形
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38
§２ -３三相半波可控整流电路
三,
导通原则：
电位低优先导通
?co s17.1 2UU d ??
共阴：门极触发电路有公共接线
共阳：螺栓式
作业 ∶
P,86 习题 16,17,21
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39
§２ -４三相桥式全控整流电路
一, 电感性负载
（ 一 ） 工作原理
ωＬ ｄ ＞＞Ｒ ｄ
1,=0°
(1) ua最大, ub最小, VT1,VT6通,ud=uab
(2) ua最大, uc最小, VT1,VT2通, ud=uac
(3) ub最大, uc最小, VT2,VT3通, ud=ubc
(4) ub最大, ua最小, VT3,VT4通,ud=uba
(5) uc最大, ua最小, VT4,VT5通, ud=uca
(6) uc最大, ub最小, VT5,VT6通, ud=ucb
iT为 120°宽的矩形波
波形
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§２ -３三相半波可控整流电路
uT1=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
通
通
通
5
3
10
VT
VT
VT
u
u
ac
ab
2,0° < o60??
以 α=30° 为例
? ?? ud ?
α=60° 时
ud出现过零点。
3,α>60°
ud负面积, Ld作用, eL+u2l>0 仍通 。
α=90° 时,ud=0。 移相范围 90°。
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§２ -４三相桥式全控整流电路
（ 二 ）
宽脉冲或双窄脉冲
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§２ -４三相桥式全控整流电路
（ 三 ）
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
?
?
?
??
??
??
???? 3
2
3
22 c o s34.2s i n6
3
1 UttdUU
d
２, 晶闸管电流与三相半波时相同, 即平均值为
d
dd RUI ?
ddT II 3
1? 3dT II ?
３．变压器次级绕组电流有效值为
? ? ddd IIII 3232322 1 222 ??????? ??? ???
其值比三相半波时高 2倍，说明绕组的利用率提高了。
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§２ -４三相桥式全控整流电路
二,
（ 一 ）
α ≤６０ °
＝６０ ° 是电阻负载下电流连续与否的临界点 。
＞６０ °
波形
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44
§２ -４三相桥式全控整流电路
1．直流平均电压Ｕ ｄ
(1)当０° ≤α≤６０° 时，
与电感性负载相同,α=６０° 时为临界点
(2)α＞６０° 时，
??
?
??
? ?
?
??
?
? ???? ?
?
????? ?
?? 3
c o s134.2s in23
3
1
22
3
UttdUU d
当 α＝１２０° 时，Ｕ ｄ ＝０
2．平均电流
ddd RUI /?
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45
§２ -４三相桥式全控整流电路
3．
IdT = Id/3
α≤６０° 时 ? ?
?
? ?
?
??
??? 3
2
3
22 )s in6(
2
2 td
R
tUI
d
T
α＞６０° 时
? ?? ? ?? ???
3
22 )s in6(
2
2 td
R
tUI
d
T
4．变压器次级绕组相电流有效值
TII 22 ?
5．晶闸管承受的最大正、反向峰值电压为线电压峰值
26U
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作业 ∶
P.86 习题 14,22
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47
§ 2-5 换流重叠现象
一,
a 相向 b相换流
,1”点时,触通，开始换流2VT
?? dab I:i,0:i
,2”点时,0i,Ii
adb ??VT
1,VT2同时导通时间为换
流重叠时间,μ角内,VT1、
VT2都通，相当于短路。
假想电流
dk Ii ?0:
kaa iii ?? 0 da Ii ?0
换流结束
kbb iii ?? 0 00 ?bi
dk ii ? dba Iii ?? 0 波形
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§ 2-5 换流重叠现象
ik↑时, LB上产生感应电势
dt
diL k
B
a相：
dt
diL k
B
左（－）右（＋）
b相,
dt
diL k
B
左（＋）右（－）
dt
d ikLuu
Bab 2??
22
baab
bBbd
uuuuu
dt
d ikLuu ???????
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§ 2-5 换流重叠现象
ua,ub的平均值 与 μ=0的相比, 少了阴影部分的面积,
称换流压降 △ Ud
? ?
d
B
Id
dBBB
Bdbd
I
mX
IL
m
d ikL
m
td
td
d ik
wL
m
td
dt
d ik
L
m
tduu
m
U
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
??
?
??
?
??
?
2222
22
1
0
????
????
??
??
?
??
三相半波 m＝３
三相桥式 m＝６
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§ 2-5 换流重叠现象
二, 换流重叠角 μ
)c o s (2
)c o s (2
2
2
m
tUu
m
tUu
b
a
?
?
?
?
??
??
tmULuuLdtd ik
B
ab
B
?? s ins in222 1)(2 1 2???
ttdmULd ik
B
???? s ins in21 2?
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51
§ 2-5 换流重叠现象
α,Id的大小对 μ的影响
换流重叠现象的影响：母线电抗器作用, 谐波
? ?? ????
?
??
?
??
?
???
? ??
?
c o sc o s
s i n2
s i n
s i n2
2
0
2
B
d
I
B
X
m
U
I
ttd
X
m
U
d i k
d
22
2
2
6
2
63
3,
s in2
)c o s (c o s
U
XI
mU
mU
mU
IX BddB ?
?
?????
，桥式
半波
????
?? ?c o s.
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§ 2-5 换流重叠现象
三, 考虑换流重叠后的直流平均电压
2c o s)2c o s (34.2
17.1
2
??? ?? UU
d
已知 U2,LB,Id时, 可按 Id
?
??
已知 U2,LB,Rd时, 可按 Ud=Ud’-ΔUd和回路电压方程计算 Id,Ud
作业 ∶
P,86 习题 19,20
μ Ud
μ
1
第二章 可控整流电路
? 负载 ∶ 电阻性, 电感性, 电容性, 反电势
? 分类 ∶ 电路形式 (桥式, 零式 )
? 相数 (单相, 三相, 多相 )
? 控制方式 (相控, 斩控 )
? 器件 (半控式, 全控式 )
? 工作范围 (单象限, 多象限 )
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2
第二章 可控整流电路
讨论, （ 1）主电路形式
（ 2）结构特点
（ 3）工作原理
（ 4）工作特性
（ 5）电压电流波形
（ 6）数量关系
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3
§２ -１ 单相半波可控整流电路
一 电阻性负载
（ 一 ） 工作原理
α和 θ的定义
θ=π-α
移相与同步的概念
波形
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4
§２ -１ 单相半波可控整流电路
（ 二 ）
１．直流平均电压 Ｕ ｄ
Ｕ ｄ ＝
2
c o s1
45.0
)c o s1(
2
2
s i n2
2
1
2
2
2
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
U
U
wt d w tU
Ｕ ｄ =f(α) α= 0 θ=π Ud = 0.45U2
α=π θ= 0 Ud = 0
移相范围 180o
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5
§２ -１ 单相半波可控整流电路
２,
IT = I2 =
?
??
?
?
?
?
?
?
2
2s i n
4
1
)(
2
1
2
2
?
??
?
d
d
d
R
U
td
R
U
Id = Ud/Rd = 0.45
2
c o s1/
2
??
dRU
)c o s1(2
)(22s i n2
?
?????
?
???
dI
I
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6
§２ -１ 单相半波可控整流电路
３．功率因数
22
2
2
22
2c o s
IU
RI
IU
UI
s
p d????
?
??
?
?
?
?
?
?
2
2s in
4
1
)s in2(
2
1
2
2
2
?
??
? ?
U
tdwtUU
?
???
?? 22s in4
1c o s ???
α= 0,cosφ = 0.707
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7
§２ -１ 单相半波可控整流电路
４, 纹波因数
直流电压 (电流 )谐波总有效值 /直流电压 (电流 )平均值
??
?
???
1
)c o ss in(
n
nndd tnbtnaUu ??
?? ??? 2220 22 1 ndd UUtdUU ? ??
n次谐波电压 tnbtnaU
nnn ?? co ss i n ??
222
0
2
2
1
2
1
nnnn batdUu ??? ?
? ?
?
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8
§２ -１ 单相半波可控整流电路
电压谐波分量有效值 222 dnh UUUU ??? ?
电压纹波因数
1)(/ 2 ???
?
? UUUU dhu
电流纹波因数
dni II /??
单相半波 1
)c o s1(
)(2s in
2
2 ??
??
?
?
?????
? n
直流平均值
基波最大值脉动系数 =
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9
§２ -１ 单相半波可控整流电路
５, 晶闸管承受的最大正,
22UU TM ?
Ｕ ＴＭ
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10
§２ -１ 单相半波可控整流电路
二,
(一 )工作原理
ωt＝ 0～ α 阻断 ud=0,uT =u2
ωt １ ～ ωt ２ 导通 ud= u2,uT =0
id,ωt ２ 时 id最大, eL上 （ +） 下 （ -）, 但 （ u2+eL） >0导通
ωt ２ ～ ωt ３ ud=u2,uT=0
id,idmax,eL上 （ -） 下 （ +）, 维持导通 （ u2+eL） >0
ωt ３ ～ ωt ４
u2<0,但 eL上 （ -） 下 （ +）, 仍导通 （ u2+eL） >0
ωt ４ 时,u2= eL,eT关断。 波形
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11
§２ -１ 单相半波可控整流电路
结论 ∶
Ld存在, 使 θ↑→Ud↓(有负面积 )
α↑→导通延迟 →正半周储能 ↓→导通能力差 θ↓
d
dRLtg ?? 1?? ↑→Ld↑→储能 ↑→导通能力 θ↑
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12
§２ -１ 单相半波可控整流电路
(二 ）
如 ωLd>>Rd,φ=π/2
正负面积近似相等, Ud≈0,加 VDF改进
波形
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13
§２ -１ 单相半波可控整流电路
三,
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
2
c o s145.0)c o s1(
2
2
2
2 ??
?
???? UUU
d
θ=π-α
ddT II ?
??
2
??
dT II ?
??
2
??
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14
§２ -１ 单相半波可控整流电路
３, θ=π+α
dd D F II ?
??
2
??
dDF II ?
??
2
??
４,
ddd
d
dd IUtdu
ItdiuP ??? ? ?? ? ?
???
2
0
2
022
1
22 IUS ?
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15
§２ -１ 单相半波可控整流电路
dUU ?
?
c o s1
2
2 ??
?
??
22
???
dT III
)(
c o s1c o s
???
??
?
???
S
P
５．晶闸管及续流二极管承受的最大正、反向峰值电压均为
交流电压的最大值
22U
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16
§２ -１ 单相半波可控整流电路
特点,简单, 成本低, 调整方便
波形差, 脉动 f,I2/Id 大
直流分量 →直流磁化 →饱和 →B↓
→Sfe ↑→变压器体积 ↑→Cu,Fe↑
作业 ∶
P,85 习题 2,5
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17
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
一, 电阻性负载
（ 一 ）
正半周 ∶ ??? ??,0
?????? 2,????负半周 ∶
变压器副边绕组有正反电流，平均值为零，没有直流磁化现象
波形
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18
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
（ 二 ）
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
Ｕ ｄ ＝
2
c o s19.0s i n21
22
???
?
?
?
??? UttdU
２．直流电流平均值Ｉ ｄ,有效值Ｉ ２
2
c o s19.0/ 2 ????
d
ddd R
URUI
?
???
????
?
?
???? ? 2s in
2
1)s in2(1 222
2
dd R
Utdt
R
UI
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19
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
３, 晶闸管电流平均值, 有效值
2
c o s145.0
2
1 2 ????
d
ddT R
UII
2
22
2
1)s in2(
2
1 Itdt
R
UI
d
T ?? ?
?
?
???
４．功率因数
?
???
??
?????? 2s i n
2
1c o s
222
2
U
U
IU
UI
s
p
?
???
????
?
?
???? ? 2s i n
2
1)s i n2(1
2
2
2 UtdtUU
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20
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
５,
1)c o s1(4 )(22s in1)( 22 ?? ????? ? ??????
d
u U
U
６．晶闸管承受的最大反向峰值电压为相电压峰值
22UU TM ?
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21
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
一, 电感性负载
（ 一 ）
ωLd很大, id连续, 平直
在 ωｔ＝０～ π∶ ｕ ２ 正半周内, ａ点电位为 （ ＋ ）, ｂ点 （ － ）
在 ωｔ＝ π～２ π∶ ｕ ２ 负半周，ｂ点为（＋）、ａ点为（－）
波形 有续流
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22
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
（ 二 ）
１, 直流平均电压
???? ??? c o s9.0s in21 22 UttdUU d ?? ? ?
２．直流电流平均值、有效值
? ??? ??? ?? tdiII dd 2 12
回路电压方程 tUiR
dt
diL
dddd ?s i n2 2??
??? ??? ?? ????????? ???? tdUtdiRtddtdiL dddd s i n2 2
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23
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
??? ?? ?? ?????? ???? tdUtdiRtdiL ddII dddd s i n2 2
0+RdId =
?2
2 2U ? ???
? ?? tds in
= Ud
d
d
d R
UI ?即
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24
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
３, 晶闸管电流平均值, 有效值
ddT II 2
1?
dddT IItdII 2
1
2
1
2
1 22 ??? ? ? ?
???
??
?
４．功率因数
???
?
c o s9.0c o s9.0c o s
c o s9.0
22
22
22
IU
IU
S
P
IUIUPP ddd
??
???
５．晶闸管承受的最大正、反向电压均为相电压峰值
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25
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
Ld较小时的情况 ∶
Ld较小, 储能不够导通至 π+α
电流断续
? ?? ???????? ?? ???? ? ?? c o sc o s2s in21 22 UttdUU d
可加 续流二极管
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26
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
三,
(一 )电阻 — 反电势负载
1,U2>E 导通 Ud =
dd RiEU ??2
U2=E 关断 id = 0
2,停止导电角
ａ ≥δ时,θ:α~π－ δ,θ=π－ δ－ α<π 断续
tdEtUEU d ??? ??? )s i n2(1 2 ??? ? ?
α＜ δ时,θ:δ~π－ δ,θ=π－ 2δ<π
断续 (要正常导通，脉宽应 >δ－ α)
tdEtUEU d ??? ??? )s i n2(1 2 ??? ? ? 波形
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27
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
3,影响
(1)机械特性变软
(2)换向困难
(3)电流容易上升
（ 二 ） 电感 —反电势负载
)s i n (2 22 ?? ?? tUU
EiRdtdiLU dddd ???2
? ? ? ?
??
???
??
??? ????
???
?
???
? ??? ?
22
2
2s inc o ss inc o s2
2
U
Ete
U
E
R
Ui tg t
d
d ???????
?
?
波形
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28
§２ -２ 单相桥式全控整流电路
)(1 RdLdtg ?? ??
当 ωｔ＝０时，ｉ ｄ ＝０
? ? ddtg RIEEUEeUE ???
???
?
???
? ????? ?
22 2
c o sc o s)1(2 ?????
?
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29
§２ -３三相半波可控整流电路
多相整流
? 三相半波
o 共阴极
o 共阳极
? 三相桥式
o 全控
o 半控
? 双反星形
? 六相半波
? 12相电路
? 多相电路
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30
§２ -３三相半波可控整流电路
二,
共阴极接法
（ 一 ） 工作原理
1,α 自然换流点
导通原则 ∶ 阳极电位高的元件
2,α≤３０ °
以 α＝３０ ° 为例, 负载电
流为零, 处于临界状态
θ＝１２０°,UT1上有正电压。
3,α＞３０ °
α＝６０ ° 为例, 直流电流变得
不连续 。
θ＜１２０°，
波形
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31
§２ -３三相半波可控整流电路
?
?
?
?
?
?
?
?
a
ac
ab
T
u
u
u
u
0
1
结论：
(1) 最大
du,0 ???
(2),电流连续?30?? θ=120o
(3)α>30o,电流断续,θ=150o-α
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32
§２ -３三相半波可控整流电路
（ 二 ） 基本数量关系
１, 直流平均电压 Ｕ ｄ
１ ） α≤３０ °
?????? ??
???
c o s17.1c o s32 23s i n232
1
22
6
5
6
2 UUttdUU ??? ?
?
?
２） α＞３０°
)]6c o s (1[6 7 5.0)]6c o s (1[2 23s in2
32
1
222
6
???????? ? ?? ??????? ? ? UUttdUU d
Ｕ ｄ ＝０，故电阻性负载下三相半波可控整流电路的移相范
围为１５０°
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33
§２ -３三相半波可控整流电路
２,
当 α≤３０ °
? ??? ?? ?? ??? 6
5
6
22 )s in2(
2
1 td
R
tUI
d
T
当 α＞３０° 时
? ?? ? ?? ???
6
22 )s in2(
2
1 td
R
tUI
d
T
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34
§２ -３三相半波可控整流电路
３, 晶闸管电流
ddT II 3
1?
４．晶闸管承受的最大反向电压ＵＲＭ为线电压峰值
26UU RM ?
22UU FM ?
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35
§２ -３三相半波可控整流电路
二,
(一 )
α≤３０ ° 时, 大电感负载压波形与电阻负载时相同 。
α＞３０ ° 后, 负载电感Ｌ ｄ 中感应电势ｅ Ｌ 的作用,
使得交流电压过零时晶闸管不会关断 。
波形
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36
§２ -３三相半波可控整流电路
（ 二 ）
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
?co s17.1 2UU d ?
２．晶闸管电流
ddT II 3
1?
dddT IIII 5 7 8.03
1
3 6 0
1 2 0 2 ???
TII ?2
3,晶闸管承受的最大正、反向峰值电压均为线电压峰值
26UU TM ?
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37
§２ -３三相半波可控整流电路
（ 三 ）
当 α≤３０ ° 时, 无影响 。
当 α＞３０ °, ｕ ｄ 波形和电阻性负载一样 。
VT∶ θ=150o-α
VDF∶ 3(α-30o)
ddT II 3 6 0
1 5 0 ???
dT II 3 6 0
1 5 0 ???
ddD II 120
30?? ?
dD II 120
30?? ?
波形
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38
§２ -３三相半波可控整流电路
三,
导通原则：
电位低优先导通
?co s17.1 2UU d ??
共阴：门极触发电路有公共接线
共阳：螺栓式
作业 ∶
P,86 习题 16,17,21
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39
§２ -４三相桥式全控整流电路
一, 电感性负载
（ 一 ） 工作原理
ωＬ ｄ ＞＞Ｒ ｄ
1,=0°
(1) ua最大, ub最小, VT1,VT6通,ud=uab
(2) ua最大, uc最小, VT1,VT2通, ud=uac
(3) ub最大, uc最小, VT2,VT3通, ud=ubc
(4) ub最大, ua最小, VT3,VT4通,ud=uba
(5) uc最大, ua最小, VT4,VT5通, ud=uca
(6) uc最大, ub最小, VT5,VT6通, ud=ucb
iT为 120°宽的矩形波
波形
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40
§２ -３三相半波可控整流电路
uT1=
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
通
通
通
5
3
10
VT
VT
VT
u
u
ac
ab
2,0° < o60??
以 α=30° 为例
? ?? ud ?
α=60° 时
ud出现过零点。
3,α>60°
ud负面积, Ld作用, eL+u2l>0 仍通 。
α=90° 时,ud=0。 移相范围 90°。
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41
§２ -４三相桥式全控整流电路
（ 二 ）
宽脉冲或双窄脉冲
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§２ -４三相桥式全控整流电路
（ 三 ）
１, 直流平均电压Ｕ ｄ
?
?
?
??
??
??
???? 3
2
3
22 c o s34.2s i n6
3
1 UttdUU
d
２, 晶闸管电流与三相半波时相同, 即平均值为
d
dd RUI ?
ddT II 3
1? 3dT II ?
３．变压器次级绕组电流有效值为
? ? ddd IIII 3232322 1 222 ??????? ??? ???
其值比三相半波时高 2倍，说明绕组的利用率提高了。
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43
§２ -４三相桥式全控整流电路
二,
（ 一 ）
α ≤６０ °
＝６０ ° 是电阻负载下电流连续与否的临界点 。
＞６０ °
波形
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44
§２ -４三相桥式全控整流电路
1．直流平均电压Ｕ ｄ
(1)当０° ≤α≤６０° 时，
与电感性负载相同,α=６０° 时为临界点
(2)α＞６０° 时，
??
?
??
? ?
?
??
?
? ???? ?
?
????? ?
?? 3
c o s134.2s in23
3
1
22
3
UttdUU d
当 α＝１２０° 时，Ｕ ｄ ＝０
2．平均电流
ddd RUI /?
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45
§２ -４三相桥式全控整流电路
3．
IdT = Id/3
α≤６０° 时 ? ?
?
? ?
?
??
??? 3
2
3
22 )s in6(
2
2 td
R
tUI
d
T
α＞６０° 时
? ?? ? ?? ???
3
22 )s in6(
2
2 td
R
tUI
d
T
4．变压器次级绕组相电流有效值
TII 22 ?
5．晶闸管承受的最大正、反向峰值电压为线电压峰值
26U
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46
作业 ∶
P.86 习题 14,22
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47
§ 2-5 换流重叠现象
一,
a 相向 b相换流
,1”点时,触通，开始换流2VT
?? dab I:i,0:i
,2”点时,0i,Ii
adb ??VT
1,VT2同时导通时间为换
流重叠时间,μ角内,VT1、
VT2都通，相当于短路。
假想电流
dk Ii ?0:
kaa iii ?? 0 da Ii ?0
换流结束
kbb iii ?? 0 00 ?bi
dk ii ? dba Iii ?? 0 波形
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48
§ 2-5 换流重叠现象
ik↑时, LB上产生感应电势
dt
diL k
B
a相：
dt
diL k
B
左（－）右（＋）
b相,
dt
diL k
B
左（＋）右（－）
dt
d ikLuu
Bab 2??
22
baab
bBbd
uuuuu
dt
d ikLuu ???????
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49
§ 2-5 换流重叠现象
ua,ub的平均值 与 μ=0的相比, 少了阴影部分的面积,
称换流压降 △ Ud
? ?
d
B
Id
dBBB
Bdbd
I
mX
IL
m
d ikL
m
td
td
d ik
wL
m
td
dt
d ik
L
m
tduu
m
U
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
??
?
??
?
??
?
2222
22
1
0
????
????
??
??
?
??
三相半波 m＝３
三相桥式 m＝６
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50
§ 2-5 换流重叠现象
二, 换流重叠角 μ
)c o s (2
)c o s (2
2
2
m
tUu
m
tUu
b
a
?
?
?
?
??
??
tmULuuLdtd ik
B
ab
B
?? s ins in222 1)(2 1 2???
ttdmULd ik
B
???? s ins in21 2?
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51
§ 2-5 换流重叠现象
α,Id的大小对 μ的影响
换流重叠现象的影响：母线电抗器作用, 谐波
? ?? ????
?
??
?
??
?
???
? ??
?
c o sc o s
s i n2
s i n
s i n2
2
0
2
B
d
I
B
X
m
U
I
ttd
X
m
U
d i k
d
22
2
2
6
2
63
3,
s in2
)c o s (c o s
U
XI
mU
mU
mU
IX BddB ?
?
?????
，桥式
半波
????
?? ?c o s.
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52
§ 2-5 换流重叠现象
三, 考虑换流重叠后的直流平均电压
2c o s)2c o s (34.2
17.1
2
??? ?? UU
d
已知 U2,LB,Id时, 可按 Id
?
??
已知 U2,LB,Rd时, 可按 Ud=Ud’-ΔUd和回路电压方程计算 Id,Ud
作业 ∶
P,86 习题 19,20
μ Ud
μ
