内容发布更新时间 : 2024/11/14 11:02:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

的电角度用?表示，称为导通角，且?????。

②在单相半波整流电路中，改变的?大小即改变触发脉冲在每周期内出现的时刻，则ud和id的波形也随之改变，但是直流输出电压瞬时值ud的极性不变，其波形只在u2的正半周出现，这种通过对触发脉冲的控制来实现控制直流输出电压大小的控制方式称为相位控制方式，简称相控方式。

③理论上移相范围0～180。在本课题中若要实现移相范围达到0～180，则需要改进触发电路以扩大移向范围。

（2）基本的物理量计算

1）输出电压平均值与平均电流的计算：

ooooUd?1π1?cos?2Usin?td(?t)?0.45U222π??2

Id?UdU1?cos??0.452RdRd2

可见，输出直流电压平均值Ud 与整流变压器二次侧交流电压U2和控制角?有关。当U2给定后，Ud仅与?有关，当?＝0°时，则Ud0＝0.45 U2，为最大输出直流平均电压。当

?＝0°时，Ud＝0。只要控制触发脉冲送出的时刻，Ud就可以在0～0.45 U2之间连续可调。

2）负载上电压有效值与电流有效值的计算： 根据有效值的定义，U应是ud波形的均方根值，即

1ππ??sin2?2U?(2Usin?t)d(?t)?U?222π??2π4π

负载电流有效值的计算：

I?U2Rdπ??sin2??2π4π

3）晶闸管电流有效值IT与管子两端可能承受的最大电压：

在单相半波可控整流电路种，晶闸管与负载串联，所以负载电流的有效值也就是流过晶闸管电流的有效值，其关系为

I?IT＝

U2Rdπ??sin2??2π4π

由图1－16中uT波形可知，晶闸管可能承受的正反向峰值电压为

UTM?2U2

4）功率因数cos?

cos??PUI??SU2Iπ??sin2??2π4π

例1－3 单相半波可控整流电路，阻性负载，电源电压U2为220V，要求的直流输出电压为50V，直流输出平均电流为20A，试计算：

1． 晶闸管的控制角?。 2． 输出电流有效值。 3． 电路功率因数。

4． 晶闸管的额定电压和额定电流，并选择晶闸管的型号。 解：

1．由

Ud?0.45U21?cos?2计算输出电压为50V时的晶闸管控制角α

cos??求得?＝90°

2?50?1?00.45?220

2．

Rd?Ud50??2.5?Id20 I?U2Rdπ??sin2??2π4π＝44.4A

π??sin2??2π4π＝0.5

当?＝90°时，

cos??

3．

PUI??SU2I4．根据额定电流有效值IT大于等于实际电流有效值I相等的原则IT≥I

IT则IT(AV)≥(1.5~2)1.57，取2倍安全裕量，晶闸管的额定电流为IT(AV)≥42.4~56.6A。

按电流等级可取额定电流50A。

晶闸管的额定电压为UTn=(2~3)UTM=(2~3)2?220=622~933V. 按电压等级可取额定电压700V即7级。 选择晶闸管型号为：KP50－7。

2．电感性负载

直流负载的感抗ωLd和电阻Rd的大小相比不可忽略时，这种负载称电感性负载。属于此类负载的如：工业上电机的励磁线圈、输出串接电抗器的负载等。电感性负载与电阻性负载时有很大不同。为了便于分析，在电路中把电感Ld与电阻Rd分开，如图1-17所示。

我们知道，电感线圈是储能元件，当电流id流过线圈时，该线圈就储存有磁场能量，id

愈大，线圈储存的磁场能量也愈大，当id减小时，电感线圈就要将所储存的磁场能量释放出

来，试图维持原有的电流方向和电流大小。电感本身是不消耗能量的。众所周知，能量的存放是不能突变的，可见当流过电感线圈的电流增大时，Ld两端就要产生感应电动势，即

uL?Lddiddt，其方向应阻止id的增大，如图1-17（a）所示。反之，id要减小时，Ld两端

感应的电动势方向应阻碍的id减小，如图1-17（b）所示。

（a） （b）

图1-17 电感线圈对电流变化的阻碍作用

（a）电流id增大时Ld两端感应电动势方向 （b）电流id减小时Ld两端感应电动势方向

（1）无续流二极管时

图1-18所示为电感性负载无续流二极管某一控制角α时输出电压、电流的理论波形，从波形图上可以看出：

图1-18 单相半波电感性负载时输出电压及电流波形

1）在0～?期间：晶闸管阳极电压大于零，此时晶闸管门极没有触发信号，晶闸管处

于正向阻断状态，输出电压和电流都等于零。

2）在?时刻：门极加上触发信号，晶闸管被触发导通，电源电压u2施加在负载上，输

出电压ud=u2。由于电感的存在，在ud的作用下，负载电流id只能从零按指数规律逐渐上升。

3）在π时刻：交流电压过零，由于电感的存在，流过晶闸管的阳极电流仍大于零，晶

闸管会继续导通，此时电感储存的能量一部分释放变成电阻的热能，同时另一部分送回电网，电感的能量全部释放完后，晶闸管在电源电压u2的反压作用下而截止。直到下一个周期的正半周，即2π＋?时刻，晶闸管再次被触发导通。如此循环，其输出电压、电流波形如图1－18所示。

结论：由于电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，使负载电压波形出现部分负值，其结果使输出电压平均值Ud减小。电感越大，维持导电时间越长，输出电压负值部分占的比例愈大，Ud减少愈多。当电感Ld非常大时（满足ωLd>>Rd，通常ωLd>10Rd即可），对于不同的控制角?，导通角?将接近2π-2?，这时负载上得到的电压波形正负面积接近相等，平均电压Ud≈0。可见，不管如何调节控制角?，Ud值总是很小，电流平均值Id也很小，没有实用价值。

实际的单相半波可控整流电路在带有电感性负载时，都在负载两端并联有续流二极管。

（2）接续流二极管时 1）电路结构

为了使电源电压过零变负时能及时地关断晶闸管，使ud波形不出现负值，又能给电感线圈Ld提供续流的旁路，可以在整流输出端并联二极管，如图1-19所示。由于该二极管是为电感负载在晶闸管关断时提供续流回路，

在晶闸管关断时，该管能为负载提供续流回路，故称续流二极管 图1-19 电感性负载接续流二极管时的电路

2）工作原理

作用：使负载不出现负电压 图1-20所示为电感性负载接续流二极管某一控制角?时输出电压、电流的理论波形。