電力電子應用技術莫正康版主編11

電力電子應用技術莫正康版主編12023/12/27電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子器件的分類按照器件能夠被控制信號所控制的程度，分為以下三類：半控型器件絕緣柵雙極晶體管（Insulated-GateBipolarTransistor——IGBT）電力場效應晶體管（電力MOSFET）門極可關斷晶閘管（GTO）等不可控器件只有兩個端子，器件的通和斷是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的。電力二極管（PowerDiode）通過控制信號既可控制其導通又可控制其關斷，又稱自關斷器件。器件的關斷由其在主電路中承受的電壓和電流決定晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件全控型器件通過控制信號可以控制其導通而不能控制其關斷。不能用控制信號來控制其通斷,因此也就不需要驅動電路?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]電力電子器件的分類

按照驅動電路加在器件控制端和公共端之間信號的性質，分為兩類：按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況分為三類：

1)電流驅動型

1)單極型器件2)電壓驅動型通過從控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導通或者關斷的控制僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實現(xiàn)導通或者關斷的控制2)雙極型器件3)復合型器件由一種載流子參與導電的器件由電子和空穴兩種載流子參與導電的器件由單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件晶閘管及派生器件、晶體管（GTR）MOSFET、IGBT、MCT、IGCT、SIT、SITHMOSFET、SIT晶閘管及派生器件、GTR、SITHIGBT、MCT、IGCT★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]第一節(jié)功率二極管1基本結構和工作原理與信息電子電路中的二極管一樣2以半導體PN結為基礎,PN結具有單向導電性。二極管是一個正方向導電、反方向阻斷的電力電子器件。3由一個面積較大的PN結和兩端引線以及封裝組成的4從外形上看，主要有螺栓型和平板型兩種封裝電力二極管的外形、結構和電氣圖形符號a)外形b)結構c)電氣圖形符號AKAKa)IKAPNJb)c)電力電子應用技術莫正康版主編1[1]5功率二極管的伏安特性

當外加正向電壓大于UTO

（門檻電壓）即克服PN結內(nèi)電場后管子才開始導通，正向導通后其壓降基本不隨電流變化。反向工作時，當反向電壓增大到UB（擊穿電壓），使PN結內(nèi)電場達到雪崩擊穿強度時，反向漏電流ＩＲＲ劇增，導致二極管擊穿損壞。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]用于工頻整流的功率二極管亦稱整流管，國產(chǎn)型號為ＺP，主要參數(shù)說明如下：

（1）額定正向平均電流ＩF（額定電流）指管子長期運行在規(guī)定散熱條件下，允許流過正弦半波時的最大平均電流，將此電流值配規(guī)定系列的電流等級。6功率二極管的主要參數(shù)★ＩF受發(fā)熱限制，因此在使用中按有效值相等的原則來選取管子電流定額，并應留有一定的裕量。對應額定電流ＩF，其有效值為1.57ＩF。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]（2）反向重復峰值電壓ＵＲＲＭ（額定電壓）指管子反向能重復施加的最高峰值電壓，此值通常為擊穿電壓ＵB的2／3。（3）正向平均電壓ＵF在規(guī)定條件下，管子流過額定正弦半波電流時，管子兩端的正向平均電壓亦稱管壓降，此值比直流壓降小。（4）反向漏電流ＩＲＲ對應于反向重復峰值電壓時的漏電流。使用時，往往按照電路中電力二極管可能承受的反向最高峰值電壓的兩倍來選定電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]第二節(jié)晶閘管晶閘管的優(yōu)點：1.功率放大倍數(shù)高：達104以上2.快速響應好：ms級3.功耗小，效率高：晶閘管的正向壓降為1V，功耗＜1％4.無磨損，無噪音，體積小，費用低?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]晶閘管的缺點：

1.過載能力小2.晶閘管工作在深調(diào)速（α較大）時，產(chǎn)生較大的無功功率，使裝置cosφ降低，并產(chǎn)生高次諧波，引起電網(wǎng)波形畸變?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]◆關于晶閘管（Thyristor）：晶體閘流管，也稱可控硅（SiliconControlledRectifier——SCR）1956年美國貝爾實驗室（BellLab）發(fā)明了晶閘管1957年美國通用電氣公司（GE）開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品1958年商業(yè)化，開辟了電力電子技術迅速發(fā)展和廣泛應用的嶄新時代20世紀80年代以來，開始被性能更好的全控型器件取代能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，在大容量的場合具有重要地位◆晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類型——普通晶閘管，廣義上講，晶閘管還包括其許多類型的派生器件電力電子應用技術莫正康版主編1[1]晶閘管是電力電子器件，工作時發(fā)熱大，必須安裝散熱器。圖a為小電流塑封式，電流稍大時也需緊固在散熱板上，圖b、c為螺栓式，使用時必須緊栓在散熱器上，圖d為平板式，使用時由兩個彼此絕緣的散熱器把其緊夾在中間。一、晶閘管的結構與工作原理晶閘管是一種功率四層半導體器件，有三個引出極，陽極（A）、陰極（K）、門極（G），常用的有螺栓式與平板式。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

平板式普通晶閘管屬于雙面散熱，適用于大功率場合；螺栓式普通晶閘管屬于單面散熱，適用于中、小功率場合。平板式普通晶閘管和螺

栓式普通晶閘管的區(qū)別電力電子應用技術莫正康版主編1[1]晶閘管散熱器，圖a適用于螺栓式，圖b、c用于平板式。平板式兩面散熱效果好，電流在200Ａ以上的管子都采用平板式結構。自冷式風冷式水冷式電力電子應用技術莫正康版主編1[1]集成化的晶閘管模塊電力電子應用技術莫正康版主編1[1]集成化的晶閘管模塊電力電子應用技術莫正康版主編1[1]晶閘管導通關斷實驗原理圖晶閘管的工作條件電力電子應用技術莫正康版主編1[1]實驗順序實驗前燈的情況實驗時晶閘管情況實驗后燈的情況陽極電壓門極電壓導通實驗123暗暗暗反向反向反向反向零正向暗暗暗123暗暗暗正向正向正向反向零正向暗暗亮關斷實驗123亮亮亮正向正向正向正向零反向亮亮亮4亮正向(減小到零）(任意)暗電力電子應用技術莫正康版主編1[1]實驗結論1.晶閘管在反向陽極電壓作用下，不論門極為何種電壓，都處于關斷狀態(tài)。2.晶閘管同時在正向陽極電壓與正向門極電壓作用下，才能導通。3.已導通的晶閘管在正向陽極電壓作用下，門極失去控制作用。4.晶閘管在導通狀態(tài)時，當Ea減小到接近零時，晶閘管關斷。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]管芯由四層半導體（P1N1P2N2）組成,形成三個PN結（Ｊ1、Ｊ2、Ｊ3）。晶閘管內(nèi)部結構電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

晶閘管由四層半導體交替疊成，可等效看成兩個晶體管Ｖ1（Ｐ1—Ｎ1—Ｐ2）與V2（N1—Ｐ2—Ｎ2）的組成。一、晶閘管的結構與工作原理電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

晶閘管的工作原理IG↑→Ib2↑→IC2(Ib1)↑→IC1↑晶閘管的雙晶體管模型與工作電路圖電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

Ic1=

1IA+ICBO1（1.1）

Ic2=

2IK+ICBO2（1.2）IK=IA+IG（1.3）

IA=Ic1+Ic2（1.4）式中

1和

2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益；ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流。由以上式（1.1）~（1.4）可得

（1.5）電力電子應用技術莫正康版主編1[1]晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下

是很小的，而當發(fā)射極電流建立起來之后，

迅速增大。阻斷狀態(tài)：IG=0，

1+

2→0。流過晶閘管的漏電流稍大于兩個晶體管漏電流之和。開通（門極觸發(fā)）：注入觸發(fā)電流IG使晶體管的發(fā)射極電流增大以致

1+

2→1的話，流過晶閘管的電流IA（陽極電流）將→∞，實現(xiàn)飽和導通。IA實際由外電路決定，即IA=EA/R。且IG失去作用。關斷：逐漸減小IA，實際使

1+

2→0，IA=ICBO1+ICBO2晶閘管的導通條件陽極正向，門極正向。（觸發(fā)導通）晶閘管的關斷條件電流過零，電壓過零?！铩镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]其他幾種可能導通的情況：陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成雪崩效應陽極電壓上升率du/dt過高結溫較高光直接照射硅片，即光觸發(fā)光觸發(fā)可以保證控制電路與主電路之間的良好絕緣而應用于高壓電力設備中，稱為光控晶閘管（LightTriggeredThyristor——LTT）。其它都因不易控制而難以應用于實踐，只有門極觸發(fā)（包括光觸發(fā)）是最精確、迅速而可靠的控制手段返回電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

總結前面介紹的工作原理，可以簡單歸納晶閘管正常工作時的特性如下：承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用。要使晶閘管關斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值（維持電流）以下?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]1）Ig=0時，當陽極電壓足夠大時，晶閘管會“硬開通”，此電壓稱為正向轉折電壓。正向導通Ig0=0IaUaABIHURO2）Ig增加時，正向轉折電壓減小。3）晶閘管一旦導通，門極失去控制作用，晶閘管相當于二極管。1、晶閘管陽極伏安特性：4）當晶閘管加反向電壓而且此電壓足夠大時，晶閘管反向擊穿。UBOIg1Ig2二、晶閘管的伏安特性與主要參數(shù)電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]2.晶閘管的門極伏安特性

IGFM：門極正向峰電流

UGFM：門極正向峰電壓

PGM：門極峰值功率

PG：門極平均功率

確保觸發(fā)：Ig>IGT,Ug>UGT加反壓<10Ｖ，防止誤觸發(fā)

三個區(qū)：可靠觸發(fā)區(qū)：不可靠觸發(fā)區(qū)：不觸發(fā)區(qū)：電力電子應用技術莫正康版主編1[1]1.電壓參數(shù)晶閘管的主要參數(shù)——在門極斷路而結溫為額定值時，允許重復加在器件上的正向峰值電壓。通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的標值作為該器件的額定電壓UTN。選用時，額定電壓要留有一定裕量,一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓2~3倍?！陂T極斷路而結溫為額定值時，允許重復加在器件上的反向峰值電壓。——晶閘管通以正弦半波的額定電流平均值和額定結溫時，陽極和陰極之間電壓降的平均值。簡稱管壓降。1)

斷態(tài)重復峰值電壓UDRM2)

反向重復峰值電壓URRM3)

通態(tài)平均電壓UT（AV）★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]2.電流參數(shù)——晶閘管在環(huán)境溫度為40

C和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結溫不超過額定結溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。標稱其額定電流的參數(shù)。——使用時應按實際電流與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取晶閘管。應留一定的裕量，一般取1.5~2倍。1)

通態(tài)平均電流IT(AV)

★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]通態(tài)平均電流（額定電流）IT(AV)

單相、工頻、正弦半波、角度>170°

IT(AV)=I=Ｋf＝Ｉ/IT(AV)=π/2=1.57選擇元件：實際電流有效值=實際波形系數(shù)×I平均值

額定電流有效值=1.57IT(AV)兩者應相等波形系數(shù)Ｋf＝Ｉ有效值/I平均值電力電子應用技術莫正康版主編1[1]不同電流波形有不同的波形系數(shù)，表1-2中列出了四種常用電流波形的波形系數(shù)Ｋf值與額定電流為100A晶閘管在流過表中波形時允許通過的平均值。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]——使晶閘管維持導通所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安，與結溫有關。結溫越高，則IH越小?！чl管剛從斷態(tài)轉入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能維持導通所需的最小電流對同一晶閘管來說，通常IL約為IH的2~4倍。——指在室溫下，晶閘管施加正向陽極電壓時，使元件由斷態(tài)轉入通態(tài)所必須的最小門極電流。一般為毫安級。4)門極觸發(fā)電流IGT3)

擎住電流IL

2)

維持電流IH

電力電子應用技術莫正康版主編1[1]3.動態(tài)參數(shù)——指在規(guī)定條件下，晶閘管能承受而無有害影響的最大通態(tài)電流上升率。如果電流上升太快，則晶閘管剛一開通，便會有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，從而造成局部過熱而使晶閘管損壞。(2)通態(tài)電流臨界上升率di/dt在阻斷的晶閘管兩端施加的電壓具有正向的上升率時，相當于一個電容的J2結會有充電電流流過，被稱為位移電流。此電流流經(jīng)J3結時，起到類似門極觸發(fā)電流的作用。如果電壓上升率過大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導通。(1)斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt除開通時間tgt和關斷時間tq外，還有：——指在額定結溫和門極開路的情況下，不導致晶閘管從斷態(tài)到通態(tài)轉換的外加電壓最大上升率。返回電力電子應用技術莫正康版主編1[1]三、國產(chǎn)晶閘管的型號按國家有關部門規(guī)定，晶閘管的型號及其含義如下：電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

如KP100—12G表示額定電流為100A，額定電壓為1200V，管壓降（通態(tài)平均電壓）為1V的普通型晶閘管。

有的制造廠采用老型號3CT□／□。如3CT100／800表示額定電流為100A，額定電壓為800V的可控硅整流元件，即現(xiàn)在定名的晶閘管。3CTK為快速管，3CTS為雙向管。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]第三節(jié)單相相控整流電路一、單相半波相控整流電路（一）電阻性負載

單相半波相控整流電路，整流變壓器二次電壓、電流有效值下標用2表示，電路輸出電壓電流平均值下標均用d表示。交流正弦電壓波形的橫坐標為電角度ωt，正弦變化一周為2πrad或3600電角度，也可用時間表示，50Hz的交流電一個周期為20ms。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]概述整流電路：出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟?。整流電路的分類：按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種按電路結構可分為橋式電路和半波電路按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路電力電子應用技術莫正康版主編1[1]概述負載性質的分類：電阻性負載電流與電壓的波形形狀相同

電感性負載負載電流波形連續(xù)，并接近于直線

電容性負載電流波形呈尖峰狀

反電勢負載電流波形也呈較大的脈動

★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]概述可控整流電路整流電路單相單相半波單相全波單相橋式三相三相半波三相橋式雙反星形大功率多相電路負載性質：電阻性電感性反電勢性電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相半波可控整流電路交流側接單相電源幾種典型的單相可控整流電路單相半波整流電路帶電阻負載的工作情況帶阻感負載的工作情況單相橋式全控整流電路帶電阻負載的工作情況帶阻感負載的工作情況帶反電動勢負載時的工作情況單相全波整流電路（雙半波整流）單相橋式半控整流電路重點注意：工作原理（波形分析）、定量計算、不同負載的影響?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]單相半波可控整流電路（一）電阻性負載

變壓器T起變換電壓幅值和隔離的作用電阻負載的特點：輸出電壓與電流成正比，兩者波形相同。單相半波可控整流電路及波形★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子電路的一種基本分析方法通過器件的理想化，將電路簡化為分段線性電路，分段進行分析計算。對單相半波電路的分析可基于上述方法進行：當VT處于斷態(tài)時，相當于電路在VT處斷開，id=0。當VT處于通態(tài)時，相當于VT短路。單相半波可控整流電路電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相半波可控整流電路VTRdTR單相變壓器二次側電壓u2為50HZ正弦波，晶閘管VT。當在電源正半周內(nèi)且在門極加觸發(fā)脈沖時導通。VT導通時，ud=u2,截止時ud=0工作原理udu2電力電子應用技術莫正康版主編1[1]基本數(shù)量關系觸發(fā)延遲角：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用a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，用θ表示。移相：改變的α大小，即改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時刻。直流輸出電壓平均值為

VT的a移相范圍為180。這種通過控制觸發(fā)相位來控制輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。

單相半波可控整流電路（1-5）★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相半波可控整流電路（二）電感性負載阻感負載的工作特點：電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。輸出電壓與電流波形不相同，且輸出電壓出現(xiàn)負半波?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]VTRdTRLd整流電路直流負載的感抗Ld和電阻Rd的大小相比不可忽略時，這種負載稱為電感性負載。wtud工作原理u2帶電感負載的工作情況電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]負載阻抗角j、觸發(fā)角a、晶閘管導通角θ的關系若j為定值，a越大，在u2正半周L儲能越少，維持導電的能力就越弱，θ越小若a為定值，j越大，則L貯能越多，θ越大；且j

越大，在u2負半周L維持晶閘管導通的時間就越接近晶閘管在u2正半周導通的時間，ud中負的部分越接近正的部分，平均值Ud越接近零，輸出的直流電流平均值也越小。單相半波可控整流電路電力電子應用技術莫正康版主編1[1]為提高輸出電壓Ud，可在負載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管DR

當u2過零變負時，VDR導通，ud為零。此時為負的u2通過VDR向VT施加反壓使其關斷，L儲存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流。續(xù)流期間ud為零，ud中不再出現(xiàn)負的部分，即ud波形同電阻負載?！铮ㄈ├m(xù)流二極管的作用電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

數(shù)量關系:輸出電壓Ud同電阻負載。輸出電流Id=Ud/R。

只要L足夠大，可近似認為id為一條水平線，恒為Id，則有；

；VT的a移相范圍為180。單相半波可控整流電路★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路的特點：簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化。實際上很少應用此種電路。分析該電路的主要目的在于利用其簡單易學的特點，建立起整流電路的基本概念。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]二、單相全控橋式相控整流電路（一）非正弦電路分析從上面分析可見，整流電路輸出的直流電壓都是周期性有直流成分的非正弦時間函數(shù)，不能像正弦量那樣直接計算。但是任何周期性函數(shù)都可依靠數(shù)學方法，用傅氏級數(shù)的形式分解成一系列不同頻率的正弦或余弦函數(shù)。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]如負載是線性的，應用疊加原理對應不同頻率的正弦電壓，在負載中產(chǎn)生相應的各次諧波電流，負載電流id便是各次諧波電流的合成。單相正弦半波（a＝00）整流電壓波形分解成傅氏級數(shù)的形式為單相正弦全波與橋式（a＝00）整流電壓波形分解成傅氏級數(shù)的形式為電力電子應用技術莫正康版主編1[1]非正弦電壓ud的有效值為由上式可見，任何非正弦電壓的有效值是其直流平均電壓平方與各次諧波有效值電壓平方之和的開方，有效值Ｕ總是大于平均值Ｕd，只有純粹的直流電壓，才有Ｕ=Ｕd。輸出直流電壓ud的波形是由直流分量Ｕd與交流分量ud~的疊加，即電力電子應用技術莫正康版主編1[1]從示波器中觀察，ud~的波形與ud相同，只是將ud波形的橫軸坐標上移Ｕd值，使ud~波形中一周期內(nèi)剖面線部分正負面積相等，直流分量等于0。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]（二）單相橋式全控整流電路電阻負載全波相控整流與單相橋式全控整流電路，全波電路只需兩個晶閘管，但變壓器二次側需有中間抽頭，晶閘管承受變壓器二次側全部電壓。橋式整流需四只晶閘管，變壓器不需抽頭，兩種電路輸出直流電壓都是全波相控電壓，現(xiàn)以橋式電路進行分析。橋式整流電阻負載時的電壓、電流波形，負載Ｒd上得到全波相控直流電壓，整流變壓器二次電流i2為正負缺角正弦波形，平均電流為零無直流分量，變壓器不會直流磁化。二、單相全控橋式相控整流電路電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相橋式全控整流電路帶電阻負載的工作情況工作原理及波形分析VT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周時承受正向電壓，得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2過零時關斷。VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2負半周時承受正向電壓，得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2過零時關斷。★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]VT1VT2VT3VT4RdwtudVT1.VT4導通VT2.VT3導通電阻性負載單相橋式全控整流電路電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相全控橋式電阻負載時的波形波形特點：1.ud

在一個電源周期中有兩個波頭。2.i2的波形正負面積相等。3.uVT的波形有1/2電源段?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]數(shù)量關系

（1-16）α角的移相范圍為180

。向負載輸出的平均電流值為：

流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：單相橋式全控整流電路（2-8）圖2-2★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相橋式全控整流電路流過晶閘管的電流有效值：變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流IR有效值相等：由上式不考慮變壓器的損耗時，要求變壓器的容量S=U2I2。

（1-18）圖2-2電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相橋式全控整流電路★（三）大電感負載為便于討論，假設電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。假設負載電感很大，負載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。u2過零變負時，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關斷。至ωt=π+a時刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故兩管導通。VT2和VT3導通后，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉移到VT2和VT3上，此過程稱換相，亦稱換流。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相全控橋電感負載時的波形

返回波形特點：1.ud

連續(xù)，且出現(xiàn)負波。2.Id的波形為一直線。3.uVT的波形中直線段為π。4.i2的波形為方波，且正負面積相等?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]VT1VT2VT3VT4RdLd感性負載電力電子應用技術莫正康版主編1[1]

數(shù)量關系（1-20）

晶閘管移相范圍為90

。晶閘管承受的最大正反向電壓均為U2。晶閘管導通角θ與α無關，均為180

和變壓器二次側電流i2的波形為正負各180

的矩形波，其相位由α角決定，因此有效值I2=Id。

2單相橋式全控整流電路★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相橋式全控整流電路（四）帶反電動勢負載時的工作情況在|u2|>E時，才有晶閘管承受正電壓，有導通的可能。導通之后，ud=u2，，

直至|u2|=E，id即降至0使得晶閘管關斷，此后ud=E

。與電阻負載時相比，晶閘管提前了電角度δ停止導電，δ稱為停止導電角。

在α角相同時，整流輸出電壓比電阻負載時大。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]負載為直流電動機時，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動機的機械特性將很軟。為了克服此缺點，一般在主電路中直流輸出側串聯(lián)一個平波電抗器，用來減少電流的脈動和延長晶閘管導通的時間。這時整流電壓ud的波形和負載電流id的波形與電感負載電流連續(xù)時的波形相同，ud的計算公式亦一樣。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出

單相橋式全控整流電路★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]三、單相橋式半控整流電路單相全控橋中，將晶閘管VT2、VT4換成二極管VD2、VD4，即成為單相橋式半控整流電路（先不考慮VDR）。半控電路與全控電路在電阻負載時的工作情況相同?！镫娏﹄娮討眉夹g莫正康版主編1[1]共陽極連接的二極管VT1VT2VD1VD2RdTRLd電路圖共陰極連接的晶閘管VT1、VT2具有單向可控導電性，VD1、VD2具有單向導電性，不具有可控性，因此將此電路稱為單相半控橋。電力電子應用技術莫正康版主編1[1]電力電子應用技術莫正康版主編1[1]當突然把控制角增大到180°或突然切斷觸發(fā)電路時，會發(fā)生正在導通的晶閘管一直導通而兩個二極管輪流導通的現(xiàn)象。失控現(xiàn)象電力電子應用技術莫正康版主編1[1]續(xù)流二極管的作用若無續(xù)流二極管，則當a突然增大至180

或觸發(fā)脈沖丟失時，會發(fā)生一個晶閘管持續(xù)導通而兩個二極管輪流導通的情況，這使ud成為不可控的正弦半波波形，稱為失控。有續(xù)流二極管VDR時，續(xù)流過程由VDR完成，晶閘管關斷，避免了某一個晶閘管持續(xù)導通從而導致失控的現(xiàn)象。。單相橋式半控整流電路★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]單相橋式半控整流電路

有續(xù)流二極管，電感負載時的電路及波形

返回波形特點：1.ud

同電阻負載。2.Id的波形為一直線。3.iVT的波形為矩形波，寬度為π－α。4.i2的波形為方波，且正負面積相等，但不連續(xù)。★電力電子應用技術莫正康版主編1[1]第四節(jié)晶閘管簡單觸發(fā)電路一、對晶閘管觸發(fā)電