α=0º时， Ud=0.45U2，α=180º时， Ud=0，所以控制角的移相范围是0~180º
输出电流平均值Id:
Id
0.45U21cos
RL 2
② 输出电压有效值U与输出电流有效值I
输出电压有效值U：U 2 1 π 2 U 2sin t2 d t U 2 4 1 π sin 2 π 2 π
第2章 整流电路
教学目的
理解和掌握单相桥式、三相半波、三相 桥式等整流电路的电路结构、工作原理、波 形分析、电气性能、分析方法和参数计算。
学习重点和难点
• 重点：波形分析和基本电量计算的方法。 • 难点：不同负载对工况的影响和整流器交流侧电
抗对整流电路的影响。
整流电路第六讲
2.1·引言
整流电路：
出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
1）带电阻负载的工作情况
1、电路：
➢交流侧接单相电源
➢变压器T起变换电压和
电气隔离的作用。
➢电阻负载的特点：电压
与电流成正比，两者波 形相同。
u2 2U2sint
➢开关元件理想，变压器
图2-2 单相半波可控整流电路
理想
整流电路第六讲
（2-5）
2、工作原理：
• 在U2的正半周，VT承受正向电 压，0～ωt1期间，无触发脉冲，
冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。 ➢ 导通角θ ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为，用θ
表示。在半波电路中，θ＋α＝π。 ➢ 移相:改变触发脉冲出现的时刻, 即改变控制角的大小，称为移相。
改变控制角的大小，使输出整流电压平均值发生变化称为移相控 制。
整流电路第六讲
名词术语和概念
d)
上过程。
0
t
特点：为单拍电路，易出现变压
uVT
器直流磁化，应用较少。
e)
0
t
整流电路第图六2讲-2 单相半波可控整流电路及波形
（2-6）
名词术语和概念
➢ 单拍电路：指变压器副边在工作过程中只流过一个方向的电流， 此时变压器有直流磁化现象；
➢ 双拍电路：指变压器副边在工作过程中流过正反双向电流； ➢ “半波”整流：ud为脉动直流，波形只在u2正半周内出现，故称之。 ➢ 触发延迟角α ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉
输出电流有效值I： IR UL整流U R 电L 2路第41六π讲si2 nπ2π
（2-9）
③ 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效值
单相半波可控整流器中，负载、晶闸管和变压器二次侧流过相同的电 流，故其有效值相等，即：
ITI2IU RL 2
1si2 nπ
4π
2π
④ 晶闸管承受的最大正反向电压Um
➢ 换流:在可控整流电路中，从一路晶闸管导通变换为另一路晶 闸管导通的过程或电流从一条支路转移到另一条支路的过程 称为换流，也称换相。
整流电路第六讲
（2-8）
3、定量计算：
① 输出电压平均值 Ud与输出电流平均值Id
输出电压平均值 Ud:
U d 2 1 2 U 2 sitn ( d t)2 2 U 2 ( 1 co ) 0 s .4 U 2 5 1 c 2os
➢考虑一种极端情况： 如果为大电 感负载，则ud中的负面积接近正面 积，输出的直流平均电压Ud≈0， 则id也很小，这样的电路无实际用 途。
➢所以，实际的大感电路中，常常 在负载两端并联一个续流二极管。
整流电路第六讲
2.2.1 单相半波可控整流电路 2.2.2 单相桥式全控整流电路 2.2.3 电容滤波的不可控整流电路
重点注意： 工作原理（波形分析） 定量计算 不同负载的影响
整流电路第六讲
（2-4）
2.2.1 单相半波可控整流电路
单相半波可控整流电路(Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)
IVT(AV)
(1.5~2) IVT 1.57
（2-10）
仿真
整流电路第六讲
（2-11）
2) 带阻感负载的工作情况
1、电路
➢ 负载阻抗角Φ＝arctg(ωL/R) ，反映出负载中电感所占的比重， 该角度越大（0~900之间），则电感量越大。当负载中的感抗 ωL和R相比不可忽略时，称为电感性负载。
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，又分为 单拍电路和双拍电路。
整流电路第六讲
（2-2）
工频可控整流器
整流电路第六讲
（2-3）
2.2 单相可控整流电路Ta)Fra biblioteku1u2
VT
uVT
id
ud R
VT处于正向阻断状态，UVT＝U2
，Ud=0; • ωt1以后，VT由于触发脉冲UG 的作用而导通，则Ud=U2, UVT=0 ，Id=U2/R，一直到π时刻；
u2
b) 0 t1 ug
2
t
• π～2π期间，U2反向，VT由于
c) 0
t
承受反向电压而关断
ud
,UVT=U2,Ud=0。以后不断重复以
由图2-2 (f)可以看出晶闸管承受的最大正反向电压Um是相电压峰值。
⑤ 功率因数cosφ
Um 2U2
UTN(2~3)UM
整流器功率因数是变压器二次侧有功功率与视在功率的比值，当忽略晶闸管
的压降时，电源供给的有功功率为P=UI
co sPU2I 1si2n π
S U 2I2 4π
2π
式中 P—变压器二次侧有功功率 S—变压器二次侧视在功率 整流电路第六讲
➢ α的移相范围：指触发角α可以变化的角度范围。在不同的电 路中， α有不同的角度范围。如在单相半波电路中， α的移 相角度范围是0～π。
➢ 相控方式：这种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。
➢ 同步:使触发脉冲与可控整流电路的电源电压之间保持频率和 相位的协调关系称为同步。使触发脉冲与电源电压保持同步 是电路正常工作必不可少的条件。
➢ 在生产实践中，常见的电感性负载如电机的励磁绕组。 ➢ 主电路结构同单相半波可控整流电路，仅负载发生变化 ➢ 阻感负载的特点：电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电
感的电流不发生突变。
整流电路第六讲
（2-12）
2) 带阻感负载的工作情况
讨论负载阻抗角j、触发角、
晶闸管导通角θ的关系。
➢由于从ud的波形可以看出，此时 输出的平均电压Ud和电阻负载相比， 有所下降。