天津冶金职业技术学院教案(

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1、天津冶金职业技术学院教案(首页)学年：2006~2007学期：第二学期课次7课时2班级电气05-1、2电气05-3、4电子05-1、2周次4日期课题第2章相控整流电路性能指标单相半波相控整流电路教学目的理解和掌握单相半波相控整流电路的电路结构、工作原理、波形、电气性能、分析方法和参数计算课型面授■多媒体■机房□实验□实习□课程设计□教学重点波形分析和基本电量计算的方法教学难点波形分析实践环节多媒体作业2—1～4教研室主任意见：同意该计划，单相相控整流电路是本章内容的基础和重点，掌握其分析方法对后续知识的学

2、习非常有帮助。签字：刘沂日期：2007.3.2667天津冶金职业技术学院教师授课教案第2章相控整流电路2.1整流器的性能指标2.2单相相控整流电路2.3三相相控整流电路2.4相控整流电路的换相压降2.5整流电路的有源逆变工作电路2.6晶闸管相控电路的驱动控制67天津冶金职业技术学院教师授课教案第2章相控整流电路整流电路；交流转换为直流。相控整流电路:电压可调。二极管整流电路:电压固定。相控整流电路的类型：Ø按照输入交流电源的相数:单相、三相和多相整流电路；Ø按电路中组成的电力电子器件控制特性:不可控、半控

3、整流电路；Ø根据整流电路的结构形式:半波、全波和桥式整流电路等类型。2.1整流器的性能指标l定义：利用电力电子器件的可控开关特性把交流电能变为直流电能的整流电路构成的系统称为整流器。l整流器电路性能和控制方式必须满足的要求：（1）输出的直流电压大小可以控制；（2）输出直流侧电压和交流侧电流中的纹波都必须限制在允许范围内；（3）整流器的效率要高。1、电压纹波系数整流器的输出电压是脉动的，其中除了有主要的直流成分外，还有一定交流谐波成分。定义整流器的输出电压的交流纹波有效值与直流平均值之比为电压纹波系数。即：

4、（2.1.1）如果直流输出电压有效值用U表示，则，天津冶金职业技术学院教师授课教案67天津冶金职业技术学院教师授课教案因此有：（2.1.2）2、电压脉动系数若第n次谐波峰值为Unm,则定义与之比为电压脉动系数，（2.1.3）3、输入电流总畸变率THD整流电路输出为各次谐波电流之和。输入电流总畸变率THD（TotalHarmonicDistortion）又称谐波因数HF（HarmonicFactor），是指除基波电流以外的所有谐波电流有效值与基波电流效值之比，即：（2.1.4）式中为n次谐波电流有效值。4、

5、输入功率因数PF定义交流电源输入有功功率平均值P与其视在功率S之比为输入功率因数PF（Powerfactor）,即：（2.1.5）对于无畸变的正弦波，谐波电流在一个周期内的平均功率为零，只有基波电流形成有功功率上式中是输入电压与输入电流基波分量之间的相位角。则称为基波位移因数(或基波功率因数)，于是输入功率因数为:天津冶金职业技术学院教师授课教案67天津冶金职业技术学院教师授课教案（2.1.6）式中称为基波因数，且有所以：（2.1.7）上式表明：功率因数由基波电流相移和电流波形畸变这两个因素共同决定。越小

6、，基波功率因数越大，相应的PF也越大。另一方面，输入电流总畸变率THD越小，功率因数PF也越大。2.2单相相控整流电路单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控整流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。2.2.1单相半波相控整流电路1.电阻性负载图2.2.1单相半波可控整流1)工作原理天津冶金职业技术学院教师授课教案67天津冶金职业技术学院教师授课教案如图2.2.1（a）所示是单相半波相控整流带电阻性负载的电路。图中称为整流变压器，其二次侧的输出电压为（2.2.1）在电源正半周，晶闸

7、管T承受正向电压，ωt<α期间由于未加触发脉冲，T处于正向阻断状态而承受全部电压，负载Rd中无电流通过，负载上压ud为零。在ωt=α时T被触发导通，电源电压全部加在上（忽略管压降），到ωt=π时，电压过零，在上述过程中，=。随着电压的下降电流也下降，当电流下降到小于晶闸管的维持电流时，晶闸管T关断，此时、均为零。在的负半周，T承受反压，一直处于反相阻断状态，全部加在T两端。直到下一个周期的触发脉冲到来后，T又被触发导通，电路工作情况又重复上述过程。如图2.2.1（b）所示。在单相相控整流电路中，定义晶闸管

8、从承受正向电压起到触发导通之间的电角度α称为控制角(或移相角)，晶闸管在一个周期内导通的电角度称为导通角，用θ表示。对于图2.2.1所示的电路，若控制角为α，则晶闸管的导通角为（2.2.2）2)电阻性负载时参数计算：（1）整流输出电压平均值根据波形图2.2.1(b)，可求出整流输出电压平均值为(2.2.3)上式表明，只要改变控制角α(即改变触发时刻)，就可以改变整流输67天津冶金职业技术学院教师授课教案出电压的平均值，达到相控