负载两端电压为零。到下一周期，又重复 上述过程。波形图b所示
2
第 7 章 电力电子技术
把晶闸管从承受正压起到触发导通之间的电角度称为控制角，用 表示。晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用表示。对 单相半波电路而言，显然有：
把改变门极触发电压加入的时刻就可以控制晶闸管的导通角，从而 改变整流输出电压。忽略晶闸管导通管压降，则整流输出电压的平 均值为：
U晶22 闸管全导通，相当于一般整
当α＝1800时， θ＝00，ULAV=UL＝0晶闸管全阻断。
2020年9月9日星期三
4
第 7 章 电力电子技术
2.电感性负载如下图所示
整流电路的负载若是直流电机的电枢、各种电机的
a电路图
励磁绕组、电磁铁等，均属于电感性负载。整流电路带
电感性负载时的工作情况与带电阻性负载时有很大不同， 为便于分析，把电感与线圈电阻分开，如图a所示。
压，因而晶闸管仍然维持导通。这时电感在释放所储存
的能量。随着u2负值的增加，当感应电动势eL与u2的值
接近相等时，流过晶闸管的电流减小到维持IH以下时，
晶闸管关断，并立即承受反向电压。
2020b年波9形月图9日星期三
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第 7 章 电力电子技术
a电路图
由上述分析，由于负载为电感性负载，在电源
电压进入负半周之后晶闸管仍维持一定的导通时间， 因而整流电压输出电压uL出现负值。电感量L越大， 负半周维持导通的时间越长，负电压部分占的比例
由于电路中有电感存在，电流不会发生跃变，因此
电流的波形不再与电压的波形相似，如图b所示。在变 压器次级电压u2为正半周期内，晶闸管被触发导通后， 由于电感的作用，输出电流iL由零逐渐增加。由于通过 电感的电流发生变化，在电感两端会产生感应电动势，
e相L=反-L，ddti这阻时止电电感流中的储增存加电。磁e能L的量方。向当与u图2由中正所半标周正下方降向至 过零变负时，由于电感中电流在减小，电感两端会产生 感应电动势eL，iL抵抗的减小。这时eL的方向与图中所 标正方向一致。由于感应电动势的存在，即使u2为零甚 至变负，加在晶闸管阳极阴极之间的电压仍然是正向电
在大电感时，流过晶闸管和续流二极管的平均电流分别
为
IV ( AV )
2
I LAV
2
I I LAV D( AV )
2 2
I LAV
2
I LAV
式中ILAV中为负载上总的电流平均值。
电流有效值为
IV
1
2
0
(iV
)2 d (t)
ID
2 I LAV
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1
I
2 LAV
越大，这必将造成整流电压的输出电压的平均值 ULAV下降，当足L够大时，便使输出电压的正负阴 影面积近似相等，输出电压平均值接近为零，此时 将无法满足输出一定平均电压的要求。
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b波形图
第 7 章 电力电子技术
a电路图
为了克服上述缺点，就要设法使晶闸管在u2过零时 关断，从而在输出端不出现负电压。为此，通常在负载
d (t)
2 0
8
2 I LAV
2
I
LAV
第 7 章 电力电子技术
7.2.2 单相桥式可控整流电路
1.电阻性负载如下图所示
a电路图
b波形图
图a所示为单相桥式可控整流电路，它就 是将单相想入桥式不可控整流电路中两只本极
管换成两只晶闸管得到的。图中，两只晶闸管 V1,V2为共阴极接法，而两只二极管D1,D2为共 阳极接法。由于V1,V2阴极接在一起，所以给 他们加的阳极电压办能是一个为正方向，另一
0.45U2 1 cos
RL
2
IV ( AV )
I LAV
0.45U 2 RL
1 cos
2
整流电压的有效值为
U L
1
2
(
2U 2 sin t)2 d (t) U 2
1 sin 2
4
2
流过负载电阻的电流有效值为
IL
UL RL
U2 RL
1 sin 2
4
2
当α＝00时，θ＝1800，ULAV=0.45U2 ， UL= 流二极管的单相半波整流。
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第 7 章 电力电子技术
输出电压平均值为
U LAV
1
2U2 sin tdt
2 2 1 cos U2 2
0.9U
2
1
cos
2
输出电压有效值为
U L
1
2
(
2U 2 sin t)2 d (t) U 2
1 sin 2
4
2
输出电流平均值为
IV ( AV )
V 2
a电路图
b波形图
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第 7 章 电力电子技术
2.电感性负载如下图所示
a电路图
b波形图
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当控制角为α时，一个周期内每只晶 闸管的导通角为θv=π－α，续流二极管 的导通角为θD=2 α 。流过每个晶闸管的 电流平流平均值为
V
IV ( AV ) 2 I LAV 2 I LAV
有效值为
IV
V 2
I LAV
பைடு நூலகம்
2 I LAV
流过续流二极管的电流平均值为
I D( AV )
D 2
I LAV
2 2
I LAV
有效值为。
ID
D 2
I LAV
2 2 I LAV
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a电路图
b波形图
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由图可见，整流变压器次级电压u2加 在晶闸管阳极回路中。若晶闸管门级不加 触发电压，即，UG=0,则晶闸管将处于阻 断状态，负载RL上无电流，RL两端电压uL 为零。晶闸管V承受u2全部电压。现在t1时 刻加上触发脉冲uG如图b所示,则V从t1时刻 开始导通，负载RL两端电压突然上升，其 波形与ωt1~π期间的u2波形相似。管子一 直导通到u2的正半周结束，电压降至零， 晶闸管电流低于维持电流而关断。在u2的 负半周，晶闸管承受反压，处于阻断状态，
1
U LAV 2
2U2 sin tdt
2 1 cos U2 2
1 cos
0.45U2 2
式中U2为整流变压器二次侧电压有效值。
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第 7 章 电力电子技术
对于电阻性负载，流过电阻RL的平均值为
通过晶闸管的电流平均值与负载电流平均值相等。固有
I LAV
UL RL
2 U2 1 cos RL 2
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7.2 晶闸管可控整流电路
主要要求：
理解单相半波可控整流电路 理解单相桥式可控整流电路
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第 7 章 电力电子技术
7.2.1 单相半波可控整流电路
1.电阻性负载如下图所示
用晶闸管代替单相半波整流电路中 的二极管就成了单相半波可控整流电路， 如图a所示。
I LAV
2
I LAV
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第 7 章 电力电子技术
输出电流有效值为
IL
UL RL
U2 RL
1 sin 2
2
可见，输出电压，电流平均值均为单相半波可控整流的2倍，有效 值为 2 倍。 通过晶闸管，二极管的电流平均值及有效值分别为
IV ( AV )
I D( AV )
两面端并联一个二极管D，如图a所示。在u2的正半周， D因反偏而截止。负载上电压与不加D一样。当u2过零 变负时，负载上由电感所维持的电流经过二极管形成回
路，电流继续流通，所以称此二极管为续流二极管。二
极管导通后，晶闸管承受反压而关断。这样，整流电路
的输出电压波形就不出现负电压部分，与电阻负载时输
出电压的波形一样。如图b所示。输出电压平均值的计
个为反方向，不可能同时为正向。这样，即使
两只管同时触发，也只能有一个导通。比如， 当u2为正半周时角发，V1导通，V2截止，电流 途径为： a端→ V1 →RL → D2→b端 ，在u2过 零时， V1阻断，输出电流为零。当u2为负半 周时触发， V2导通， V1截止，电流途径为： b端→ V2 →RL → D1→a端 ，在u2过零时， V2 阻断，输出电流为零。这样就形成了图b所示 输出电压波形。由于是电阻性负载，输出电流 的波形与输出电压相似。
1 2 I LAV
IV I D
1
(
2U2 sin t)2 d (t) U 2
2 RL
RL
1 sin 2
4
2
晶闸管承受的最大正向，反向电压，二极管承受的最大正向，反向
电压均为 2U 2 。
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2.电感性负载如下图所示
单相桥式可控整流电路接电感性负载时 电路如图所示。由于是电感负载采用了续流 二极管。这样，当电源电压过零时，负载经 续流二极管续流，晶闸管电流降为零而关断。 当电感值较大时，负载电流波形为一直线， 负载电流平均值与有效值相等。
算式也为式
b波形图
U LAV
1
2
2U2 sin tdt
2 1 cos U2 2
0.45U
2
1
cos
2
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第 7 章 电力电子技术
应当说明，接续流二极管后，整流电路的负载电流
iL波形与电阻负载时大不相同。在晶闸管导通时负载电 流由电源经晶闸管提供(iV)，晶闸管截止时负载由电感 的感应电动势经二极管续流(iD) ，负载上的电流是这两 部分电流的合成。当电感很大时(ωL>>RL) ， iL基本上 为一恒定值。