《電力電子技術》教案

泰州學院

o

教案

2017?2018學年第二學期

學院（系、部）_______________________________

教研室（實驗室）電氣工程教研室

課程名稱電力電子技術

授課班級_______________________________

主講教師_______________________________

職稱_______________________________

使用教材《電力電子技術》王兆安主編

o

xxxxxxx

—o----1年一月

電力電子技術課程教案

第1講

課時

課程類別理論課日實訓課口實驗課口習題課口其他口2

安排

授課題目

1緒論

教學目的、要求

1.掌握電力電子技術的基本概念、學科地位、基本內容；

2.了解電力電子技術的發(fā)展史；

3.了解電力電子技術的應用、電力電子技術的發(fā)展前景；

4.了解本教材的內容。

教學重點及難點

重點：電力電子器件的分類，電能的4種變換形式。

難點：無

方法及手

教學過程

段

導入：電力電子技術的應用案例。多媒體

新授：

1基本概念

1.1什么是電力電子技術

舉例講解

電力電子技術：使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術目前電力電子器

件均用半導體制成，故也稱電力半導體器件。電力電子技術變換的“電力”可大到數(shù)百

MW甚至GW,也可小到數(shù)W甚至mW級。

電子技術一般即指信息電子技術，廣義而言，也包括電力電子技術。

1.2兩大分支

(1)電力電子器件制造技術

電力電子技術的基礎，理論基礎是半導體物理。

(2)變流技術(電力電子器件應用技術)

用電力電子器件構成電力變換電路和對其進行控制的技術，以及構成電力電子裝

置和電力電子系統(tǒng)的技術。電力電子技術的核心，理論基礎是電路理論。

電力變換四大類：交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流

1.3與相關學科的關系

>電力電子學(PowerElectronics)名稱60年代出現(xiàn)；

>1974年，美國的W.Newell用倒三角形對電力電子學進行了描述，被全世界

普遍接受。

(1)與電子學(信息電子學)的關系

>都分為器件和應用兩大分支；

>器件的材料、工藝基本相同，采用微電子技術；

>應用的理論基礎、分析方法、分析軟件也基本相同；

>信息電子電路的器件可工作在開關狀態(tài)，也可工作在放大狀態(tài)；電力電子電

路的器件一般只工作在開關狀態(tài)；

(2)與電力學(電氣工程)的關系

>電力電子技術廣泛用于電氣工程中：高壓直流輸電、靜止無功補償、電力機

車牽引、交直流電力傳、電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源；

>國內外均把電力電子技術歸為電氣工程的一個分支，電力電子技術是電氣工

程學科中最為活躍的一個分支。

(3)與控制理論(自動化技術)的關系

>電力電子技術是弱電控制強電的技術，是弱電和強電的接口；控制理論是這

種接口的有力紐帶；

>電力電子裝置是自動化技術的基礎元件和重要支撐技術。

(4)地位和未來

電力電子技術和運動控制一起，和計算機技術共同成為未來科學技術的兩大支柱。

電力電子技術是一門嶄新的技術，21世紀仍將以迅猛的速度發(fā)展。

2電力電子技術的發(fā)展史

>一般工業(yè)：交直流電機、電化學工業(yè)、冶金工業(yè)；

>交通運輸：電氣化鐵道、電動汽車、航空、航海；

>電力系統(tǒng)：高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補償；

>電子裝置電源：為信息電子裝置提供動力；

>家用電器："節(jié)能燈”、變頻空調；

>其他：UPS、航天飛行器、新能源、發(fā)電裝置。

3電力電子技術的應用

>電源技術：電力電子裝置提供給負載的是各種不同的電源；

>節(jié)能技術：電力電子技術對節(jié)省電能有重要意義，特別在大型風機、水泵采

用變頻調速，在使用量十分龐大的照明電源等方面。

作業(yè)和思考題：

教學反思：

電力電子技術課程教案

第2講

課時

課程類別理論課日實訓課口實驗課口習題課口其他口2

安排

授課題目

2.1電力電子器件概述

2.2不控型器件一電力二極管

教學目的、要求

1.掌握電力電子器件的概念和特征；

2.熟悉應用電力電子器件的系統(tǒng)組成；

3.了解電力電子器件的分類；

4.掌握電力二極管的工作特性。

教學重點及難點

重點：器件的工作原理、基本特性、主要參數(shù)以及選擇和使用中應注意的一些問題。

難點：基本特性及電力電子器件的兩個基本要求。

方法及手

教學過程

段

導入：

復習回顧。

新授：

1.1電力電子器件概述

1.1.1電力電子器件的概念和特征

>主電路（MainPowerCircuit）-----電氣設備或電力系統(tǒng)中，直接承擔電能的

變換或控制任務的電路。

>電力電子器件（PowerElectronicDevice）------可直接用于處理電能的主電路

中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。

>廣義上電力電子器件可分為電真空器件和半導體器件兩類。

>兩類中，自20世紀50年代以來，真空管僅在頻率很高（如微波）的大功率

高頻電源中還在使用，而電力半導體器件已取代了汞弧整流器（MercuryArc

Rectifier\閘流管（Thyratron）等電真空器件，成為絕對主力。因此，電力

電子器件目前也往往專指電力半導體器件。

>電力半導體器件所采用的主要材料仍然是硅。

>同處理信息的電子器件相比，電力電子器件的一般特征：

1）處理電功率的能力小至毫瓦級，大至兆瓦級；

2）電力電子器件一般都工作在開關狀態(tài)；

3）電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制；

4）不僅在器件封裝上講究散熱設計，在其工作時一般都要安裝散熱器。

1.1.2應用電力電子器件的系統(tǒng)組成

電力電子系統(tǒng)：由控制電路、驅動電路和以電力電子器件為核心的主電路組成。

A按照器件能夠被控制電路信號所控制的程度，分為以下三類：

A半控型器件：通過控制信號可以控制其導通而不能控制其關斷，如晶閘管；

A全控型器件：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,

包括絕緣柵雙極晶體管IGBT、電力場效應晶體管MOSFET以及門極可關斷晶閘管

GTO;

A不可控器件：不能用控制信號來控制其通斷，因此也就不需要驅動電路，如電

力二極管。

(2)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：

A電流驅動型：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；

A電壓驅動型：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。

(3)按照器件內部電子和空穴兩種載流子參與導電的情況分為三類：

A單極型器件：由一種載流子參與導電的器件；

A雙極型器件：由電子和空穴兩種載流子參與導電的器件；

A復合型器件：由單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件。

1.2不可控器件一電力二極管

1.2.1PN結與電力二極管的工作原理

PN結的單向導電性：二極管的基本原理就在于PN結的單向導電性這一主要特征。

造成電力二極管和信息電子電路中的普通二極管區(qū)別的一些因素：

A正向導通時要流過很大的電流；

A引線和焊接電阻的壓降等都有明顯的影響；

A承受的電流變化率did傲大；

A為了提高反向耐壓，其摻雜濃度低也造成正向壓降較大。

1.2.2電力二極管的基本特性

(1)靜態(tài)特性：伏安特性

當電力二極管承受的正向電壓大到一定值(門檻電壓號。)，正向電流才開始明顯

增加，處于穩(wěn)定導通狀態(tài)。與正向電流相對應的電力二極管兩端的電壓外即為其正向電

壓降。當電力二極管承受反向電壓時，只有少子引起的微小而數(shù)值恒定的反向漏電流。

(2)動態(tài)特性：因結電容的存在，三種狀態(tài)之間的轉換必然有一個過渡過程，此過程

中的電壓一電流特性是隨時間變化的。

(3)開關特性：反映通態(tài)和斷態(tài)之間的轉換過程。

4d/p

-ry~

\吻h一：J

J/、一

a)0

電力二極管的正向壓降先出現(xiàn)一個過沖必P，經過一段時間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的

某個值(如2Vb這一動態(tài)過程時間被稱為正向恢復時間M。

1.2.3電力二極管的主要參數(shù)

(1)正向平均電流向AV)

在指定的管殼溫度(簡稱殼溫,用兀表示)和散熱條件下，其允許流過的最大工

頻正弦半波電流的平均值。

(2)正向壓降俳

指電力二極管在指定溫度下，流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時對應的正向壓降。

(3)反向重復峰值電壓集RM

指對電力二極管所能重復施加的反向最高峰值電壓，通常是其雪崩擊穿電壓5的

2/3，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。

(4)最高工作結溫乃M

結溫是指管芯PN結的平均溫度，用力表示，最高工作結溫75M是指在PN結不致?lián)p

壞的前提下所能承受的最高平均溫度，73M通常在125?175。。范圍之內。

(5)反向恢復時間G

4r=td+4,關斷過程中，電流降到0起到恢復反向阻斷能力止的時間。

(6)浪涌電流東SM

指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個或幾個工頻周期的過電流。

1.2.4電力二極管的主要類型

A普通二極管(GeneralPurposeDiode)

A快恢復二極管(FastRecoveryDiode一FRD)

A肖特基二極管

作業(yè)和思考題：

教學反思：

電力電子技術課程教案

第3講

課時

課程類別理論課日實訓課口實驗課口習題課口其他口2

安排

授課題目

2.3半控型器件一晶閘管

教學目的、要求

1.掌握晶閘管的工作原理、參數(shù)的確定和型號的選擇，熟悉其基本特性，了解晶閘管的派生器件；

2.熟悉可關斷晶閘管（GTO）的結構和工作原理，了解有關特性和參數(shù)。

教學重點及難點

重點：晶閘管的額定電流、額定電壓參數(shù)，晶閘管的額定電流計算，GTO的工作原理；

難點：晶閘管的額定電流計算和型號選擇，幾個重要參數(shù)的理解；

方法及手

教學過程

段

導入：多媒體、

復習回憶：舉例

1.二極管的導通原理是什么？錄像

2.功率二極管的額定電流如何計算？

3.功率二極管的伏安特性相比較有什么特點？

新授：

1.3半控型器件一晶閘管

晶閘管(Thyristor):晶體閘流管，又稱可控硅整流器(SiliconControlled

Rectifier——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。

1.3.1晶閘管的結構與工作原理

A外形有螺栓型和平板型兩種封裝，

＞引出陽極A、陰極K和門極(控制端)G三個聯(lián)接端，

A對于螺栓型封裝，通常螺栓是其陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便，平板型

封裝的晶閘管可由兩個散熱器將其夾在中間。

工作原理：

Ic1=aiIA+IcBOI；IC2=CC2IK+lcBO2；

IK=IA+IG；IA=IC1+IC2O

A

TA

JJ三

NhH\N,

Go—

bd

1

KK

a）b）

》式中和G2分別是晶體管Vi和V2的共基極電流增益；ZDBOI和ZDBO2分別是Vi和V2

的共基極漏電流。由以上式（1-1）?（1-4）可得

]_。2，G+/CBO1+‘CBO2

1—（%十%）

?晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下a是很小的，而當發(fā)射極電流建立起來之后，

a迅速增大。

A阻斷狀態(tài)：43=0,0+或很小，流過晶閘管的漏電流稍大于兩個晶體管漏電流之

和。

A開通（門極觸發(fā)）:注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致ai+a2趨近于1

的話，流過晶閘管的電流4（陽極電流）將趨近于無窮大，實現(xiàn)飽和導通。A實際由外

電路決定。

其他幾種可能導通的情況：

A陽極電壓升高至相當高的數(shù)值造成雪崩效應；

A陽極電壓上升率d〃d肘高；

A結溫較高；

A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之外，其它都因不易控制而難以應用于實踐，稱為光控晶

閘管（LightTriggeredThyristor------LTT）

A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。

晶閘管正常工作時的特性總結：

A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)值以下。

1.3.2晶閘管的基本特性

MI

/正向

導通

_4sMaRM7J————色手0.

u4>+5

人4sM

雪崩

擊穿

(1)正向特性

6=0時，器件兩端施加正向電壓，只有很小的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)；正

向電壓超過正向轉折電壓a。,則漏電流急劇增大，器件開通；隨著門極電流幅值的增

大，正向轉折電壓降低。

(2)反向特性。

反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反向漏電流流過；當反向電壓達到反向擊穿電壓后，

可能導致晶閘管發(fā)熱損壞。

1.3.3晶閘管的主要參數(shù)

1)斷態(tài)重復峰值電壓66RM

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。

2）反向重復峰值電壓URRM

在門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。

3）通態(tài)（峰值）電壓。r

——晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)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；

＞選用時，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。

4）維持電流IH:使晶閘管維持導通所必需的最小電流。

5）擎住電流k晶閘管剛從斷態(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II約為IH的2?4倍。

6）浪涌電流ksM:指由于電路異常情況引起的并使結溫超過額定結溫的不重復性最

大正向過載電流。

7）通態(tài)平均電流IT（AV）

使用時應按實際電流與通態(tài)平均電流所造成的發(fā)熱效應相等，即有效值相等的原

則來選取晶閘管。應留一定的裕量，一般取1.5?2倍。

作業(yè)和思考題：P42習題4、5

教學反思：

電力電子技術課程教案

第4講

課時

課程類別理論課日實訓課口實驗課口習題課口其他口2

安排

授課題目

2.4典型全控型器件

教學目的、要求

1.熟悉可關斷晶閘管（GTO）的結構和工作原理，了解有關特性和參數(shù)；

2.熟悉電力晶體管（GTR\功率場效應晶體管（P-MOSFET）的結構和工作原理。

教學重點及難點

重點：熟悉GTR、P-MOSFET,絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的結構及其工作原理；

難點：上述各種器件的導通和關斷過程分析。

方法及手

教學過程

段

-可編輯修改-

導入：多媒體

復習回顧：

1.晶閘管的額定電流如何計算？2.晶閘管的主要參數(shù)有哪些？3、與普通晶閘管

相比較，對GTO的結構、工作原理進行比較分析。

舉例講解

新授：

1.4典型全控型器件

門極可關斷晶閘管(GTO)在20世紀80年代問世，是晶閘管的一種派生器件，標

志電力電子技術進入了一個嶄新時代，典型代表包括門極可關斷晶閘管、電力晶體管、

電力場效應晶體管、絕緣柵雙極晶體管。

1.4.1門極可關斷晶閘管

(1)主要特點：

》可以通過在門極施加負的脈沖電流使其關斷

AGTO的電壓、電流容量較大。

(2)結構：(與普通晶閘管相比)

A相同點：PNPN四層半導體結構，外部引出陽極、陰極和門極。

A不同點：GTO是一種多元的功率集成器件。

(3)工作原理：普通晶閘管一樣，可以用圖所示的雙晶體管模型來分析。

1.4.2電力晶體管

A電力晶體管(GiantTransistor—GTR,直譯為巨型晶體管);

A耐高電壓、大電流的雙極結型晶體管(BipolarJunctionTransistor-----BJT),

英文有時候也稱為PowerBJTO

A應用：20世紀80年代以來，在中、小功率范圍內取代晶閘管，但目前又大多被

-可編輯修改-

IGBT和電力MOSFET取代。

1.GTR的結構和工作原理

(1)靜態(tài)特性

A共發(fā)射極接法時的典型輸出特性：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)；

》在電力電子電路中GTR工作在開關狀態(tài)；

屣放大區(qū)

截止區(qū).

%

(2)動態(tài)特性

》開通過程：延遲時間td和上升時間tr,二者之和為開通時間t°n。

A關斷過程：儲存時間ts和下降時間tf,二者之和為關斷時間toffo

GTR的開關時間在幾微秒以內，比晶閘管和GTO都短很多。

(3)參數(shù)

1)最高工作電壓

AGTR上電壓超過規(guī)定值時會發(fā)生擊穿；

A擊穿電壓不僅和晶體管本身特性有關，還與外電路接法有關；

ABUcbo>BUcex>BUces>BUcer>BUceoo

2)集電極最大耗散功率PcM

A最高工作溫度下允許的耗散功率。

》一次擊穿：集電極電壓升高至擊穿電壓時上迅速增大，只要lc不超過限度，GTR

一般不會損壞，工作特性也不變。

A二次擊穿：一次擊穿發(fā)生時，L突然急劇上升，電壓陡然下降，常常立即導致器

-可編輯修改-

件的永久損壞，或者工作特性明顯衰變。

1.4.3電力場效應晶體管

通常主要指絕緣柵型中的MOS型(MetalOxideSemiconductorFET),簡稱電

力MOSFET(PowerMOSFET卜

(1)結構

截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零；

P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結J反偏，漏源極之間無電流流過。

導電：在柵源極間加正電壓UGS

當UGS大于UT時，P型半導體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝

道而使PN結J消失，漏極和源極導電。

(2)特性

＞漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關系稱為MOSFET的轉移特性。

AID較大時，ID與UGS的關系近似線性，曲線的斜率定義為跨導Gfs。

203040/50

區(qū)％尸即3V

“。

b)

1.4.4絕緣柵雙極晶體管(IGBT)

-可編輯修改-

(1)結構和工作原理

a)b)c)

A三端器件：柵極G、集電極C和發(fā)射極E；

AN溝道VDMOSFET與GTR組合——N溝道IGBT;

AIGBT比VDMOSFET多一層P+注入區(qū)，具有很強的通流能力；

A簡化等效電路表明，IGBT是GTR與MOSFET組成的達林頓結構，一個由

MOSFET驅動的厚基區(qū)PNP晶體管；

ARN為晶體管基區(qū)內的調制電阻。

A驅動原理與電力MOSFET基本相同，場控器件通斷由柵射極電壓UGE決定：

導通：UGE大于開啟電壓UGE(th)時，MOSFET內形成溝道，為晶體管提供基板電

流，IGBT導通；

通態(tài)壓降：電導調制效應使電阻RN減小，使通態(tài)壓降減?。?/p>

關斷：柵射極間施加反壓或不加信號時，MOSFET內的溝道消失，晶體管的基

極電流被切斷，IGBT關斷。

(2)基本特性

-可編輯修改-

作業(yè)和思考題:

教學反思:

-可編輯修改-

電力電子技術課程教案

第5講

課時

課程類別理論課日實訓課口實驗課口習題課口其他口2

安排

授課題目

3.1單相可控整流電路

教學目的、要求

1.掌握單相半波可控整流電路的電路結構、工作原理、波形分析、數(shù)量關系；

2.掌握不同負載時，單相橋式全控整流電路的結構、工作原理、波形分析和數(shù)量關系。

教學重點及難點

重點：1.掌握單相半波可控整流電路的工作原理、波形分析和數(shù)量關系；

2.掌握單相橋式全控整流電路的工作原理、波形分析和數(shù)量關系；

難點：1.單相半波可控整流電路的工作原理、波形分析。

2.單相橋式全控整流電路的工作原理、波形分析。

方法及手

教學過程

段

-可編輯修改-

導入：多媒體

復習回顧：

新授：

2.1單相可控整流電路

2.1.1單相半波可控整流電路（電阻負載）

舉例講解

A變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用；

A電阻負載的特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同；

A基本數(shù)量關系：

U=-f\/2t/sina）td（（ot）=四"（1+cosa）=0.45t/

d22

2TVJA-2"2

VT的移相范圍為180。通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方

式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。

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6表示。

2.1.2單相半波可控整流電路（阻感負載）

-可編輯修改-

特點

變；

生突

不發(fā)

電流

感的

過電

得流

用，使

拒作

有抗

變化

電流

感對

A電

。;

為180

相范圍

的移

AVT

流

鐵芯直

變壓器

，造成

分量

直流

中含

電流

次側

器二

，變壓

動大

出脈

但輸

單，

A簡

。

磁化

系。

6的關

導通角

晶閘管

a、

發(fā)角

、觸

角夕

阻抗

負載

討論

(2)

改-

輯修

-可編

-可編輯修改-

AVT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周承受電壓u2,得到觸發(fā)脈沖即導通，當u2

過零時關斷。

AVT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓72,得到觸發(fā)脈沖即導通，

當u2過零時關斷。

(2)數(shù)量關系

t/d=—J2U,sin(otd(a)t)=-----工-------=0.9U,--------

兀'a7V22

Aa的移相范圍為180。。

A向負載輸出的平均電流值為：

,Ud2V2t701+cosa八小心l+cosc

/H=—―=-------------=0.9——---------

R7iR2R2

A流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：

ZdvT=-Zdj8sa

22dR2

A流過晶閘管的電流有效值：

/=1—sincot)1d(m)=吉.1—sin2a+———

5萬J“RCR、2兀7t

＞變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流1有效值相等：

R2sm狽)2或的一sin2a+加

2.帶阻感負載的工作情況

1CH公：

-可編輯修改-

1方7

“1___匚F歷

XT1

b）

(1)工作原理及波形分析

A假設電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變；

A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;

Z

Uj=—\[2U2sin@fd（0f）=^^-U2cosa=0.9J72cosa

(2)數(shù)量關系

A晶閘管移相范圍為90。。

A晶閘管導通角8與a無關，均為180。。電流的平均值和有效值:

，dT=萬/dT=削

作業(yè)和思考題：P97習題1、3

教學反思：

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電力電子技術課程教案

第6講

課時

課程類別理論課日實訓課口實驗課口習題課口其他口2

安排

授課題目

3.2三相可控整流電路（三相半波可控整流電路）

教學目的、要求

1.掌握三相半波可控整流電路的電路結構