任務(wù)一單相整流電路調(diào)試課件

1、項(xiàng)目一 交直機(jī)車直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng) 電力牽引系統(tǒng)歸為二大類，一類是采用直流牽引電動(dòng)機(jī)的牽引系統(tǒng)我們稱為直流傳動(dòng)系統(tǒng)；另一類采用交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的牽引系統(tǒng)我們稱為交流傳動(dòng)系統(tǒng)。 交流傳動(dòng)系統(tǒng)，在變頻調(diào)速技術(shù)成熟以前，變極調(diào)速、定子調(diào)壓調(diào)速、轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速等都只在一些特定場(chǎng)合有一定的應(yīng)用，但由于其性能較差，很難運(yùn)用在機(jī)車的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)中。而直流調(diào)速系統(tǒng)具有較優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，且控制簡(jiǎn)單，因此，早期的電力機(jī)車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)基本上采用直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)。韶山系列電力機(jī)車的電傳動(dòng)系統(tǒng)是按通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化原則設(shè)計(jì)的交-直傳動(dòng)電力機(jī)車，由主電路、輔助電路和控制電路組成，SS6型與SS4B型電力機(jī)車電

2、氣線路相比，僅在6軸與4軸組合上有區(qū)別。 本項(xiàng)目以SS6型電力機(jī)車為例。通過(guò)SS6型電力機(jī)車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)與調(diào)試項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握交直電力機(jī)車直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及主電路工作原理與基本控制原理，培養(yǎng)學(xué)生利用相關(guān)儀器、設(shè)備對(duì)直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)、調(diào)試及常見(jiàn)故障分析與檢修的能力；掌握牽引變流器檢查維護(hù)的安全操作規(guī)范?！卷?xiàng)目描述】1、掌握交直電力機(jī)車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及主電路工作原理與基本控制原理；2、了解交直電力機(jī)車直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的主要設(shè)備；3、掌握直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)常用電力電子器件的結(jié)構(gòu)與工作原理及特性；4、掌握直流牽引電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理與技術(shù)參數(shù)；5、掌握交直機(jī)車調(diào)速與制動(dòng)的工作原理

3、；6、培養(yǎng)學(xué)生利用相關(guān)儀器、設(shè)備對(duì)交直機(jī)車直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)、調(diào)試及常見(jiàn)故障分析與檢修的能力；7、掌握牽引變流器檢查維護(hù)的安全操作規(guī)范?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】 機(jī)車一般采用內(nèi)燃牽引與電力牽引兩大類。早期以內(nèi)燃牽引為主，自從電氣化鐵路問(wèn)世以業(yè)，電力牽引因?yàn)楣β蚀?、速度高、效率高、過(guò)載能力強(qiáng)逐步成為機(jī)車牽引的主流。采用直流牽引電動(dòng)機(jī)的牽引系統(tǒng)我們稱為直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)；另一類采用交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的牽引系統(tǒng)我們稱為交流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)。 軌道交通車輛電力傳動(dòng)方式按接觸網(wǎng)和牽引電動(dòng)機(jī)所采用的電流制進(jìn)行分類，分為：（1）直-直流傳動(dòng)；（2）交-直流傳動(dòng)；（3）直-交流傳動(dòng)；（4）交-直-交流傳動(dòng)。【項(xiàng)目導(dǎo)入】圖1-

4、1 電力機(jī)車傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖圖1-2（a）內(nèi)燃機(jī)車直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖圖1-2(b) 電力機(jī)車直流牽引傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖【項(xiàng)目導(dǎo)入】任務(wù)一、單相整流電路調(diào)試【學(xué)習(xí)目標(biāo)】： 完成本課題的學(xué)習(xí)后，能夠用萬(wàn)用表測(cè)試晶閘管和單結(jié)晶體管的好壞。 掌握晶閘管工作原理。 分析單相半波整流電路的工作原理。 分析單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的工作原理。 掌握觸發(fā)電路與主電路電壓同步的基本概念。 掌握有源逆變的工作原理，有源逆變的條件。 1-1、晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理一、晶閘管的工作原理1晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管引出三個(gè)極，陽(yáng)極A、陰極K、門極（控制極）G小電流塑封式小電流塑封式小電流螺旋式陰極（K）陰

5、極（K）陽(yáng)極（A）陽(yáng)極（A）門極（G）門極（G）1晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號(hào)1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理1晶閘管的結(jié)構(gòu) 晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 晶閘管等效電路1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2工作原理 實(shí)驗(yàn)電路1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2工作原理 實(shí)驗(yàn)步驟: 第一步：按圖（a）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。 第二步：按圖（b）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。 第三步：按圖（c）接線，陽(yáng)極和陰極之間加反向電壓，門極和陰極之間加正向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。 第四步：按圖（d）接線，陽(yáng)極和陰極

6、之間加正向電壓，門極和陰極之間不加電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2工作原理 第五步：按圖（e）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈不亮，晶閘管不導(dǎo)通。 第六步：按圖（f）接線，陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓，門極和陰極之間也加正向電壓，指示燈亮，晶閘管導(dǎo)通。 第七步：按圖（g）接線，去掉觸發(fā)電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。 第八步：按圖（h）接線，門極和陰極之間加反向電壓，指示燈亮，晶閘管仍導(dǎo)通。 第九步：按圖（i）接線，去掉觸發(fā)電壓，將電位器阻值加大，晶閘管陽(yáng)極電流減小，當(dāng)電流減小到一定值時(shí)，指示燈熄滅，晶閘管關(guān)斷。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工

7、作原理2工作原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論實(shí)驗(yàn)順序?qū)嶒?yàn)前燈的情況實(shí)驗(yàn)時(shí)晶閘管條件實(shí)驗(yàn)后燈的情況結(jié)論陽(yáng)極電壓Ua門極電壓Ug導(dǎo)通實(shí)驗(yàn)1暗反向反向暗晶閘管在反向陽(yáng)極電壓作用下，不論門極為何電壓，它都處于關(guān)斷狀態(tài)2暗反向零暗3暗反向正向暗1暗正向反向暗晶閘管同時(shí)在正向陽(yáng)極電壓與正向門極電壓作用下，才能導(dǎo)通2暗正向零暗3暗正向正向亮關(guān)斷實(shí)驗(yàn)1亮正向正向亮已導(dǎo)通的晶閘管在正向陽(yáng)極作用下，門極失去控制作用2亮正向零亮3亮正向反向亮4亮正向（逐漸減小到接近于零）任意暗晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，當(dāng)陽(yáng)極電壓減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2工作原理 晶閘管關(guān)斷實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：（1）當(dāng)晶閘管承受反向陽(yáng)極電壓時(shí)，

8、無(wú)論門極是否有正向觸發(fā)電壓或者承受反向電壓，晶閘管不導(dǎo)通，只有很小的的反向漏電流流過(guò)管子，這種狀態(tài)稱為反向阻斷狀態(tài)。說(shuō)明晶閘管像整流二極管一樣，具有單向?qū)щ娦?。?）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，門極加上反向電壓或者不加電壓，晶閘管不導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為正向阻斷狀態(tài)。這是二極管所不具備的。（3）當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，門極加上正向觸發(fā)電壓，晶閘管導(dǎo)通，這種狀態(tài)稱為正向?qū)顟B(tài)。這就是晶閘管閘流特性，即可控特性。（4）晶閘管一旦導(dǎo)通后維持陽(yáng)極電壓不變，將觸發(fā)電壓撤除管子依然處于導(dǎo)通狀態(tài)。即門極對(duì)管子不再具有控制作用。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2工作原理 結(jié)論： 1.晶閘管導(dǎo)通條件：陽(yáng)極加正向

9、電壓、門極加適當(dāng)正向電壓。 2.關(guān)斷條件：流過(guò)晶閘管的電流小于維持電流。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理二、 晶閘管特性與主要參數(shù)1晶閘管的陽(yáng)極伏安特性 晶閘管的陽(yáng)極與陰極間電壓和陽(yáng)極電流之間的關(guān)系，稱為陽(yáng)極伏安特性。 晶閘管陽(yáng)極伏安特性1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù)（1）晶閘管的電壓定額1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 規(guī)定，當(dāng)門極斷開(kāi)晶閘管處在額定結(jié)溫時(shí)，允許重復(fù)加在管子上的正向峰值電壓為晶閘管的斷態(tài)重復(fù)峰值電壓，用UDRM表示。2）反向重復(fù)峰值電壓URRM 規(guī)定當(dāng)門極斷開(kāi)，晶閘管處在額定結(jié)溫時(shí)，允許重復(fù)加在管子上的反向峰值電壓為反向重復(fù)峰值電壓，用URRM表示。1.1 晶閘管

10、的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù)3）額定電壓 將UDRM和URRM中的較小值按百位取整后作為該晶閘管的額定值。 通常標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)規(guī)定為：電壓在1000V以下，每100V為一級(jí)，1000V到3000V，每200V為一級(jí)，用百位數(shù)或千位和百位數(shù)表示級(jí)數(shù)。 選擇晶閘管的額定電壓是實(shí)際工作時(shí)可能承受的最大電壓的23倍，即：（）（） （2 3 ）1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù)4）通態(tài)平均電壓UT（AV） 在規(guī)定環(huán)境溫度、標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，元件通以額定電流時(shí)，陽(yáng)極和陰極間電壓降的平均值，稱通態(tài)平均電壓（一般稱管壓降），約為1.5V。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù) （2）

11、晶閘管的電流定額 1）額定電流:通態(tài)平均電流是指在環(huán)境溫度為40和規(guī)定的冷卻條件下，晶閘管在導(dǎo)通角不小于170電阻性負(fù)載電路中，當(dāng)不超過(guò)額定結(jié)溫且穩(wěn)定時(shí)，所允許通過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值，稱為晶閘管的額定電流。 晶閘管的電流的有效值與額定值的的關(guān)系為： 例如額定電流為100A的晶閘管，其允許通過(guò)的電流有效值為157A。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù) 選擇晶閘管額定電流的原則：管子在額定電流時(shí)的電流有效值大于其所在電路中可能流過(guò)的最大電流的有效值，同時(shí)取倍的余量，即：1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理例題例1-1 一晶閘管接在220V交流電路中，通過(guò)晶閘管電流的有效值為50A，

12、問(wèn)如何選擇晶閘管的額定電壓和額定電流？1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理例題解答解：晶閘管額定電壓 （23） =（23） 220V=622933V按晶閘管參數(shù)系列取800V，即8級(jí)。晶閘管的額定電流 =（1.52） =4864A按晶閘管參數(shù)系列取50A。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù)2）維持電流IH 在室溫下門極斷開(kāi)時(shí)，元件從較大的通態(tài)電流降到剛好能保持導(dǎo)通的最小陽(yáng)極電流稱為維持電流IH。3）擎住電流IL 在晶閘管加上觸發(fā)電壓，當(dāng)元件從阻斷狀態(tài)剛轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)就去除觸發(fā)電壓，此時(shí)要保持元件持續(xù)導(dǎo)通所需要的最小陽(yáng)極電流，稱擎住電流IL。4）斷態(tài)重復(fù)峰值電流IDRM和反向重復(fù)峰值電流I

13、RRM IDRM和IRRM分別是對(duì)應(yīng)于晶閘管承受斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM時(shí)的峰值電流。5）浪涌電流 ITSM是一種由于電路異常情況（如故障）引起的并使結(jié)溫超過(guò)額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過(guò)載電流。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù) （3）門極參數(shù) 1）門極觸發(fā)電流 室溫下，在晶閘管的陽(yáng)極陰極加上6V的正向陽(yáng)極電壓，管子由斷態(tài)轉(zhuǎn)為通態(tài)所必需的最小門極電流，稱為門極觸發(fā)電流。 2）門極觸發(fā)電壓 門極觸發(fā)電壓產(chǎn)生門極觸發(fā)電流所必需的最小門極電壓，稱為門極觸發(fā)電壓。 1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù)（4）動(dòng)態(tài)參數(shù) 1）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dtd

14、u/dt是在額定結(jié)溫和門極開(kāi)路的情況下，不導(dǎo)致從斷態(tài)到通態(tài)轉(zhuǎn)換的最大陽(yáng)極電壓上升率。2）通態(tài)電流臨界上升率di/dtdi/dt是在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無(wú)有害影響的最大通態(tài)電流上升率。1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理2晶閘管的主要參數(shù)（5）晶閘管的型號(hào)根據(jù)國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，普通晶閘管的型號(hào)及含義如下：1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理例題 例12：根據(jù)調(diào)節(jié)燈電路中的參數(shù)，確定本課題中晶閘管的型號(hào)?1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理例題解答解：第一步：?jiǎn)蜗喟氩煽卣髡{(diào)光電路晶閘管可能承受得的最大電壓第二步：考慮23倍的余量 （23） （23）第三步：確定所需晶閘管的額定電壓等級(jí)因?yàn)殡娐窡o(wú)儲(chǔ)能元器件，因

15、此選擇電壓等級(jí)為7的晶閘管就可以滿足正常工作的需要了。（）（1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理例題解答第四步：根據(jù)白熾燈的額定值計(jì)算出其阻值的大小第五步：確定流過(guò)晶閘管電流的有效值為：流過(guò)晶閘管的平均電流為：1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理例題解答由此可得，當(dāng)時(shí)流過(guò)晶閘管電流的最大有效值為：第六步：考慮1.52倍的余量第七步：確定晶閘管的額定電流:因?yàn)殡娐窡o(wú)儲(chǔ)能元器件，所以選擇額定電流為1A的晶閘管可以需要。由以上分析確定晶閘管應(yīng)選用的型號(hào)為：KP1-7 1.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理1-2、單相半波整流電路不控整流：以二極管作為整流器件，輸出的直流電壓大小不 能調(diào)節(jié)；可控整流：以晶閘管作為整流器件

16、，通過(guò)改變晶閘管 的觸發(fā)角來(lái)調(diào)節(jié)輸出的直流電壓的大小。教學(xué)單元二、單相整流電路按輸入交流電相數(shù)可分為單相整流與三相整流。單相整流可分為單相半波整流與單相橋式整流。三相整流同樣可分為三相半波整流與三相橋式整流。整流：將交流電變成直流電（ACDC）。根據(jù)整流后直流電壓是否可調(diào)分為不控整流與可控整流。1.2 單相整流電路1單相半波不控整流不控整流電路輸出電壓平均值：0 期間：電源電壓U2上端為正，下端為負(fù)，二極管承受正向電壓而導(dǎo)通。忽略管壓降，燈泡兩端電壓等于電源電壓U2。 2 期間：電源電壓U2下端為正，上端為負(fù)，二極管承受反向電壓而截止，燈泡兩端無(wú)電壓。一、單相半波整流電路0 期間 2 期間1.

17、2 單相整流電路半波整流案例：調(diào)光燈（a）調(diào)光燈燈泡的亮度由燈泡從電源吸收的功率決定。功率所以調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓，就能調(diào)節(jié)燈泡的亮度。（b）調(diào)光燈電路原理圖2、單相半波可控整流電路帶電阻性負(fù)載1.2 單相整流電路2、單向半波可控整流帶電阻性負(fù)載名詞術(shù)語(yǔ)和概念：控制角：控制角也叫觸發(fā)角或觸發(fā)延遲角，是指晶閘管從承受正向電壓開(kāi)始到觸發(fā)脈沖出現(xiàn)之間的電角度。導(dǎo)通角：是指晶閘管在一周期內(nèi)處于導(dǎo)通的電角度。移相：移相是指改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻，即改變控制角的大小。移相范圍：移相范圍是指一個(gè)周期內(nèi)觸發(fā)脈沖的移動(dòng)范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍。調(diào)光燈主電路1.2 單相整流電路（1）單相半波可控整流工作過(guò)程

18、分析輸出電壓與晶閘管兩端波形1）在0 期間：晶閘管承受正向電壓，此時(shí)晶閘管門極沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，輸出電壓和電流都等于零。2）在時(shí)刻：晶閘管繼續(xù)承受正向電壓，門極加上觸發(fā)信號(hào)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓u2施加在負(fù)載上，忽略晶閘管管壓降，負(fù)載兩端波形與電源電壓相同，輸出電壓ud=u2。0 期間單相半波整流主電路1.2 單相整流電路（1）工作過(guò)程分析3）在時(shí)刻：交流電壓過(guò)零，流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極電流等于零，晶閘管關(guān)斷。 2 期間，晶閘管承受反向電壓不能導(dǎo)通，輸出電壓與電流都等于零。4）晶閘管兩端電壓分析：在晶閘管導(dǎo)通期間，忽略晶閘管的管壓降， UVT=0 ，在晶閘管截止期間，管子將

19、承受全部電源反向電壓。5) 移相范圍：0 輸出電壓與晶閘管兩端波形 2 期間1.2 單相整流電路 時(shí)波形（a）輸出電壓波形 （b）晶閘管兩端電壓波形觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻過(guò)零關(guān)斷時(shí)刻（2）不同角度時(shí)的波形分析輸出電壓實(shí)測(cè)波形晶閘管兩端電壓實(shí)測(cè)波形1.2 單相整流電路（2）不同角度時(shí)的波形分析 時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形輸出電壓實(shí)測(cè)波形晶閘管兩端電壓實(shí)測(cè)波形1.2 單相整流電路（2）不同角度時(shí)的波形分析 時(shí)的波形分析（a）輸出電壓波形（b）晶閘管兩端電壓波形晶閘管兩端電壓實(shí)測(cè)波形輸出電壓實(shí)測(cè)波形1.2 單相整流電路（3）單相半波可控整流帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算1）輸出電壓平均

20、值與平均電流的計(jì)算：2）晶閘管可能承受的正反向峰值電壓為：3)功率因數(shù)1.2 單相整流電路電感中電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系：當(dāng)電感中電流發(fā)生變化，電感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將阻止電流變化趨勢(shì)。電感中電流愈大其儲(chǔ)存的能量愈大。 當(dāng)電流增大時(shí)，電感將產(chǎn)生左正右負(fù)的自感電勢(shì)，阻礙電流的增大。 電流的方向與電壓方向相同，電感儲(chǔ)存能量。 當(dāng)電流減小時(shí)，電感將產(chǎn)生左負(fù)右正的自感電勢(shì)，阻礙電流的減小，電流的方向與電壓方向相反，電感釋放能量。2 單相半波整流帶電感性負(fù)載1.2 單相整流電路（1）無(wú)續(xù)流二極管時(shí)1）在0 期間：晶閘管陽(yáng)極承受正向電壓，此時(shí)晶閘管門極沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)，輸出電壓和電流都等于

21、零。2）在時(shí)刻：晶閘管繼續(xù)承受正向電壓，當(dāng)門極加上觸發(fā)信號(hào)時(shí)，晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓u2施加在負(fù)載上，忽略晶閘管的管壓降，輸出電壓ud=u2。2 單相半波整流帶電感性負(fù)載0 期間1.2 單相整流電路續(xù)流期間3）在時(shí)刻：交流電壓過(guò)零，由于電感釋放儲(chǔ)存的能量， 由于此時(shí)電感L感應(yīng)電勢(shì)極性是上負(fù)下正，使電流方向不變，只要該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比u2大，VT仍承受正向電壓，且流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極電流仍大于維持電流，晶閘管會(huì)繼續(xù)導(dǎo)通。直到電感的能量全部釋放完后，晶閘管在u2的反壓作用下而截止。L兩端的電壓何時(shí)變?yōu)樯县?fù)下正，如何判斷？電感中電流為何會(huì)滯后電壓到達(dá)最大值？1.2 單相整流電路（1）無(wú)續(xù)流二極管時(shí)結(jié)論：

22、由于電感的存在，晶閘管在過(guò)零點(diǎn)不能關(guān)斷，出現(xiàn)負(fù)的電壓，所以不管如何調(diào)節(jié)控制角，Ud值總是很小，電流平均值Id也很小，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。實(shí)際的單相半波可控整流電路在帶有電感性負(fù)載時(shí)，都在負(fù)載兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管。1.2 單相整流電路（2）單相半波整流帶電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí) 電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)的電路 晶閘管在電源電壓過(guò)零點(diǎn)時(shí)，該管能為電感性負(fù)載負(fù)載提供續(xù)流回路，確保晶閘管可靠關(guān)斷，故稱續(xù)流二極管。作用：使負(fù)載不出現(xiàn)負(fù)電壓1.2 單相整流電路（2）帶電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí) 波形圖分析：在電源電壓正半周（0區(qū)間），晶閘管承受正向電壓，觸發(fā)脈沖在 時(shí)刻觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，負(fù)載上有輸出電壓和電流。晶閘

23、管導(dǎo)通期間，續(xù)流二極管VD承受反向電壓而關(guān)斷。0區(qū)間1.2 單相整流電路在電源電壓負(fù)半周（2區(qū)間），電感釋放儲(chǔ)存的能量，感應(yīng)電壓下正上負(fù)，使二極管VD承受正向電壓導(dǎo)通，維持負(fù)載電流通過(guò)VD構(gòu)成回路，而不通過(guò)變壓器，稱為續(xù)流。此時(shí)電源電壓u20，u2通過(guò)續(xù)流二極管使晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載兩端的輸出電壓僅為續(xù)流二極管的管壓降。如果電感足夠大，續(xù)流二極管一直導(dǎo)通到下一周期晶閘管導(dǎo)通，使電流id連續(xù)，且id波形近似為一條直線。（2）帶電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)2區(qū)間1.2 單相整流電路（3）帶電感性負(fù)載接續(xù)流二極管時(shí)電路參數(shù)計(jì)算輸出電壓平均值Ud與輸出電流平均值Id。1.2 單相整流電路（3）接

24、續(xù)流二極管時(shí)電路參數(shù)計(jì)算流過(guò)晶閘管電流的平均值IdT和有效值IT流過(guò)晶閘管電流的平均值IdT：流過(guò)晶閘管電流的有效值IT：1.2 單相整流電路（3）接續(xù)流二極管時(shí)電路參數(shù)計(jì)算流過(guò)續(xù)流二極管電流的平均值IdD和有效值ID流過(guò)續(xù)流二極管電流的平均值IdD :1.2 單相整流電路（3）接續(xù)流二極管時(shí)電路參數(shù)計(jì)算晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓。晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓都為電源電壓的峰值，即：1.2 單相整流電路1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管1單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)圖中e為發(fā)射極，b1為第一基極，b2為第二基極。由圖可見(jiàn)，在一塊高

25、電阻率的N型硅片上引出兩個(gè)基極b1和b2，兩個(gè) 基極之間的電阻就是硅片本身的電阻，一般為212k。在兩個(gè)基極之間靠近b1的地方摻入P型雜質(zhì)并引出電極，成為發(fā)射極e。它是一種特殊的半導(dǎo)體器件，有三個(gè)電極，只有一個(gè)PN結(jié)，因此稱為“單結(jié)晶體管”，又因?yàn)楣茏佑袃蓚€(gè)基極，所以又稱為“雙極二極管”。1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)（a）結(jié)構(gòu) （b）等效電路 （c）圖形符號(hào) （d）外形管腳排列1、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)觸發(fā)電路常用的國(guó)產(chǎn)單結(jié)晶體管的型號(hào)主要有BT31，BT33，BT35，其外形與管腳排列。發(fā)射極e第一基極b1第二基極b21

26、、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（2）單結(jié)晶體管的伏安特性單結(jié)晶體管的伏安特性：當(dāng)兩基極b1和b2間加某一固定直流電壓時(shí)，發(fā)射極電流與發(fā)射極正向電壓Ue之間的關(guān)系曲線稱為單結(jié)晶體管的伏安特性f（Ue）。1、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路截止區(qū)aP段當(dāng)開(kāi)關(guān)Q閉合，電壓Ubb通過(guò)單結(jié)晶體管等效電路中的rbl和rb2分壓，得A點(diǎn)電位UA，可表示為式中 分壓比，是單結(jié)晶體管的主要參數(shù)，一般為0309。（2）單結(jié)晶體管的伏安特性1、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路當(dāng)UeUp時(shí)，等效二極管VD導(dǎo)通，Ie增大，這時(shí)大量的空穴載流子從發(fā)射極注入A

27、點(diǎn)到b1的硅片，使rbl迅速減小，導(dǎo)致UA下降，因而Ue也下降。UA的下降，使PN結(jié)承受更大的正偏，引起更多的空穴載流子注入到硅片中，使rbl進(jìn)一步減小，形成更大的發(fā)射極電流。當(dāng)Ie增大到一定程度，硅片中載流子的濃度趨于飽和，rbl已減小至最小值，A點(diǎn)的分壓UA最小，因而Ue也最小，得曲線上的V點(diǎn)。V點(diǎn)稱為谷點(diǎn)，谷點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的電壓和電流稱為谷點(diǎn)電壓Uv和谷點(diǎn)電流Iv。這一區(qū)間稱為特性曲線的負(fù)阻區(qū)。（2）單結(jié)晶體管的伏安特性負(fù)阻區(qū)PV段1、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（2）單結(jié)晶體管的伏安特性飽和區(qū)VN段當(dāng)硅片中載流子飽和后，欲使繼續(xù)增大，必須增大電壓Ue，單結(jié)晶體管處于飽

28、和導(dǎo)通狀態(tài)。1、單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)與工作原理1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路2單結(jié)晶體管張馳振蕩電路（a）單結(jié)晶體管張馳振蕩電路的電路圖（b）單結(jié)晶體管張馳振蕩電路波形圖1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，是由同步電路和脈沖移相與形成兩部分組成的。(1）同步電路觸發(fā)信號(hào)和電源電壓在頻率和相位上相互協(xié)調(diào)的關(guān)系叫同步。同步電路由同步變壓器、橋式整流電路VD1VD4、電阻R1及穩(wěn)壓管組成。1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路同步電路分析3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路（2）脈沖移相與形成 1）電路組成 脈沖移相由電阻RE和電容C組成，脈沖形成由單結(jié)晶體管、溫補(bǔ)電阻R3、輸出

29、電阻R4組成。 改變張馳振蕩電路中電容C的充電電阻的阻值，就可以改變充電的時(shí)間常數(shù)，圖中用電位器RP來(lái)實(shí)現(xiàn)這一變化，例如：RPC出現(xiàn)第一個(gè)脈沖的時(shí)間后移Ud3單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1.3 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1.4、單相橋式整流電路1單相橋式全控整流電路（1）電阻性負(fù)載 單相橋式整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)主電路如下圖。單相橋式整流主電路共陽(yáng)極組晶閘管：當(dāng)有觸發(fā)脈沖時(shí)，陰極電位低的先導(dǎo)通共陰極組晶閘管：當(dāng)有觸發(fā)脈沖時(shí)，陽(yáng)極電位高的先導(dǎo)通。（1） 0: U2為正，VT1和VT4無(wú)觸發(fā)脈沖截止，VT1和VT4分擔(dān)U2/2的正向電壓，VT2和VT3分擔(dān)U2/2 的反向電壓, Ud=0;（2） : U2為正， V

30、T1和VT4 由于觸發(fā)脈沖UG的作用而導(dǎo)通， VT2和VT3承受U2 的反向電壓， id =U2/R ；（3） + ： U2為負(fù)，VT2和VT3無(wú)觸發(fā)脈沖截止，VT2和VT3分擔(dān)U2/2的正向電壓，VT1和VT4分擔(dān)U2/2 的反向電壓, Ud=0;（4）（ + ) 2: U2為負(fù)， VT2和VT3 由于觸發(fā)脈沖UG的作用而導(dǎo)通， VT1和VT4承受U2 的反向電壓， id =U2/R，且方向保持不變 。（1）單相橋式全控整流帶電阻性負(fù)載1.4、單相橋式整流電路（1）單相橋式全控整流電路帶電阻性負(fù)載單相全控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算：、輸出電壓平均值的計(jì)算公式：、負(fù)載電流平均值的計(jì)

31、算公式：、輸出電壓的有效值的計(jì)算公式：1.4、單相橋式整流電路（1）單相橋式全控整流電路帶電阻性負(fù)載、流過(guò)一只晶閘管的電流的平均值的計(jì)算公式：、晶閘管可能承受的最大電壓為：1.4、單相橋式整流電路（2）單相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載電感性負(fù)載主電路 假設(shè)電感很大，則輸出電流連續(xù)，分析時(shí)，認(rèn)為電路已處于穩(wěn)態(tài)。1.4、單相橋式整流電路單相全控橋式整流電路帶電感性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算：、輸出電壓平均值的計(jì)算公式：移相范圍是090。、負(fù)載電流平均值的計(jì)算公式：、流過(guò)一只晶閘管的電流的平均值和有效值的計(jì)算公式：、晶閘管可能承受的最大電壓為：（2）單相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載1.4、單相橋式整流電路為

32、了擴(kuò)大移相范圍，去掉輸出電壓的負(fù)值，提高Ud的值，也可以在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，接了續(xù)流二極管以后，移相范圍可以擴(kuò)大到0180。 （2）單相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載1.4、單相橋式整流電路四 單相橋式半控整流帶電感性負(fù)載半控整流主電路波形分析工作特點(diǎn)是：晶閘管在觸發(fā)時(shí)刻換流，二極管則在電源過(guò)零時(shí)刻換流；電路本身就具有自然續(xù)流作用，負(fù)載電流可以在電路內(nèi)部換流，所以，即使沒(méi)有續(xù)流二極管，輸出也沒(méi)有負(fù)電壓。但如果突然關(guān)斷觸發(fā)電路或突然把控制角增大到180 ,電路會(huì)發(fā)生失控現(xiàn)象。為了防止發(fā)生失控現(xiàn)象，一般在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。1.4、單相橋式整流電路單相橋式半控整流電路帶電感性負(fù)載加續(xù)流二極

33、管半控整流帶續(xù)流二極管波形分析四 單相橋式半控整流帶電感性負(fù)載1.4、單相橋式整流電路電路帶電感性負(fù)載電路參數(shù)的計(jì)算如下：、輸出電壓平均值的計(jì)算公式：移相范圍是0180。、負(fù)載電流平均值的計(jì)算公式：、流過(guò)一只晶閘管和整流二極管的電流的平均值和有效值的計(jì)算公式：電流的平均值四 單相橋式半控整流帶電感性負(fù)載1.4、單相橋式整流電路、流過(guò)續(xù)流二極管的電流的平均值和有效值分別為： 電流的平均值 電流的有效值、晶閘管可能承受的最大電壓為：四 單相橋式半控整流帶電感性負(fù)載1.4、單相橋式整流電路定義：當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源逆變。有源逆變電路是將直流電功率返送回電網(wǎng)。用途：有源逆變電路常用于直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速及高壓直流輸電等場(chǎng)合。有源逆變的概念1.5、有源逆變電路（1）電源間的連接方式 (a) (b) (c)圖（a）為兩個(gè)電源同極性連接，稱為電源逆向串聯(lián)；圖（b）也是兩電源同極性相連，也是電源逆向串聯(lián)； 圖（c）為兩電源反極性連接，稱為電源順向串聯(lián)； 1.5、有源逆變電路1.5、有源逆變電路（2）兩電源間的能量傳遞(a)圖（a)為兩個(gè)