w t1
wt
wt
Id
wt
Id
p-a
p+a
wt
wt
wt
图3-4 单相半波带阻感负载有 续流二极管的电路及波形
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3.1.1 单相半波可控整流电路
☞基本数量关系 u2
O
流过晶闸管的电流平均值为：u d
w t1
wt
p a IdVT 2p Id
O
wt
id
Id
O
wt
iVT
Id
流过晶闸管的电流有效值为：i
T
u
u
1
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u
2
0
wt 1
p
u
g
2p
wt
0
wt
u
d
0a
q
wt
u
VT
0
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形
7/159
3.1.1 单相半波可控整流电路
☞直流输出电压平均值
U d
1
2p
p a
2U2 sin wtd(wt)
2U 2
2p
(1
cosa )
0.45U 2
1
cosa
2
☞随着a增大，Ud减小，该电路中VT的a移相范围为180。
O
VD R
p-a
p+a
wt
O
wt
uVT
IVT
1
2p
p a
I
2 d
d
(wt
)
p a 2p I d
O
wt
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3.1.1 单相半波可控整流电路
☞基本数量关系
u2
O ud
w t1
wt
流过续流二极管的电流平均值为：O
wt
id
Id
p a
O
wt
IdVDR 2p Id
iVT
Id
O
流过续流二极管的电流有效值为：i VD R
2p
wt
u
g
0
wt
u
d
☞在wt1时刻
0a
q
wt
u
☞u2由正变负的过零点处 VT
0
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形
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3.1.1 单相半波可控整流电路
T
u
u
右电路图为单相？半 1
2
波？可控？整流？电路。
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
0
wt 1
p
2p
wt
u
g
输出电压的波形在一
0
wt
个电源周期中只脉动1次，ud
引言
■整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最 早的一种，它的作用是将交流电变为直流电。
■整流电路的分类 ◆按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 ◆按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 ◆按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 ◆按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分 为单拍电路和双拍电路。
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引言
整流电路
单相
半波可控 全波可控 桥式半控
电阻负载
阻感负载（续流二极管） 电阻负载
桥式全控 阻感负载
反电动势负载
电阻负载 半波可控
阻感负载
三相
电阻负载
桥式全控
阻感负载
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3.1 单相可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.3 单相全波可控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
p-a
p+a
wt
O
wt
uVT
IVDR
1
2p
2p a p
I
2 d
d
(wt
)
p a 2p
I
d
O
wt
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3.1.1 单相半波可控整流电路
☞直流输出电压平均值
1
Ud 2p
p a
2U2 sin wtd(wt)
u2
2U2 (1 cosa ) 2p
O ud
w t1
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3.1.1 单相半波可控整流电路
■有续流二极管的电路
◆电路分析
☞晶闸管VT导通前
u2
☞在wt1时刻
O ud
☞当u2过零变负时，
O id
VDR导通，VT关断，
O iVT
id在路续流
O i VDR
☞若L足够大，则id连续，
O uVT
近似认为id波形为一条 O
水平线 ，大小恒为Id。
wt
u
g
c)
0
wt
u
d
d)
0a
q
wt
u
VT
e)
0
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形 4/159
3.1.1 单相半波可控整流电路
分析整流电路的前提条件：
T
1、晶闸管为理想器件；
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
2、晶闸管的开通与关断过 u 2
程瞬时完成。 分析其波形： ☞晶闸管VT导通前
0
wt 1
p
wt
wt +
wt
wt
wt
在VT通态时： L
did dt
Rid
2U2 sin wt
如何求导 通角？
在VT刚导通时刻，上式的初始条件为 t1 a w，id 0
id
2U2 sin(wt )
Z
2U 2
sin(a
R (wt a )
)e wL
Z
式中：Z R2 L2w2； arctanwL
R
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3.1.1 单相半波可控整流电路
■带电阻负载的工作情况
变压器T起变换电压和 隔离的作用，其一次侧和 二次侧电压瞬时值分别用 u1和u2表示，有效值分别用 U1和U2表示，其中U2的大 小根据需要的直流输出电 压ud的平均值Ud确定。
T
a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u
2
b)
0
wt 1
p
2p
故该电路为单脉波
0a
q
wt
u
整流电路。
VT
0
wt
图3-1 单相半波可控整流电路及波形
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3.1.1 单相半波可控整流电路
◆基本数量关系
☞触发角a：
a)
从晶闸管开始承受正
向阳极电压起到施加触 b)
发脉冲止的电角度。
c)
☞导通角q：
d)
晶闸管在一个电源周
期中处于通态的电角度。 e)
q p a ？
wt
◆电路分析
☞晶闸管VT导通前
wt ☞在wt1时刻
☞u2由正变负的过零点处
wt
☞wt2时刻
wt ☞由于电感的存在与带电阻
负载时相比其输出电压平
wt
均值下降。
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3.1.1 单相半波可控整流电路
◆分析电力电子电路的基本 方法—把开关器件理想化
☞以单相半波电路为例 当VT处于关断状态时 当VT处于导通状态时
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3.1.1 单相半波可控整流电路
u 2
b)
0
wt1
p
ug
c) 0
ud
+
d) 0a
id
e)
0
q
u VT
f) 0
2p
wt 若 wL 为定值，a越大，q越小。
wt
R
+
wt 若a为定值，wL 越大，q越大，
R
wt 且平均值Ud越接近0。
wt
当wt=q +a 时，id=0，代入上式得：
qR
sin(a )e wL sin(q a )
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方
式称为相位控制方式，简称相控方式。
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3.1.1 单相半波可控整流电路
u 2
0
wt
1
u g
p
w t2
0
u d +
0a
id
0
q
u VT
0
2p +
图3-2 带阻感负载的单相半 波可控整流电路及其波形
■带阻感负载的工作情况
◆阻感负载的特点：电流 不能突变。
VT
L u2
R
VT
L u2
R
a)
b)
图3-3 单相半波可控整流电 路的分段线性等效电路
a) VT处于关断状态 b) VT处于导通状态
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3.1.1 单相半波可控整流电路
VT
L u
2
R
图3-3 b) VT处于导通状态
u2
b)
0
wt1
p
ug
c) 0
ud
+
d) 0a
id
e)
0
q
uVT
f) 0
2p