电力电子技术项目化教程配套课件4.3 知识点2：单相交流调压电路
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电力电子技术项目化教程配套课件4.2 知识点1：双向晶闸管
例如，一个100A的双向晶闸管与两个反并联45A的普通晶闸管电流容量相等。
9
6.双向晶闸管的触发电路 双向晶闸管触发电路举例一：
10
6.双向晶闸管的触发电路 双向晶闸管触发电路举例二：
（调节方式: 调节RP阻值可改变负载RL上电压的大小。）
11
6.双向晶闸管的触发电路 双向晶闸管触发电路举例三：电风扇无级调速器在日常生活中随处可见,图为常见的电风 扇无级调速器。旋动旋钮便可以调节电风扇的速度。 电风扇无级调速器电路原理图
由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式中灵敏度不相同，以Ⅲ+触 发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为（Ⅰ+和Ⅲ-）与 （Ⅰ-和Ⅲ-） 。
8
5.双向晶闸管的参数
双向晶闸管的主要参数中只有额定电流与普通晶闸管有所不同， 其他参数定义相似。 ➢双向晶闸管的额定电流定义为：在标准散热条件下，当器件的单向导通 角大于170°，允许流过器件的最大交流正弦电流的有效值，用IT(RMS)表 示。 ➢ 双向晶闸管额定电流与普通晶闸管额定电流之间的换算关系式为
（a） 内部结构 （b） 等效电路 （c）图形符号
5
2.双向晶闸管的外形与引脚排列
双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似，有塑封式、螺栓式、平板式。其内部是 是一种NPNPN五层结构的三端器件。
6
3.双向晶闸管的伏安特性
双向晶闸管有正反向对称的伏安特性曲线。
7
4.双向晶闸管的触发方式
1）Ⅰ+触发方式 ： UT1T2为正；门极电压G为正，特性曲线在第Ⅰ象限，触发灵 敏度最高。 2）Ⅰ-触发方式 ： UT1T2为正，门极电压G为负，特性曲线在第Ⅰ象限，触发灵 敏度较高。 3）Ⅲ-触发方式 ： UT1T2为负，门极电压G为负，特性曲线在第Ⅲ象限，触发灵 敏度较高。 4）Ⅲ +触发方式：UT度最低。
9
6.双向晶闸管的触发电路 双向晶闸管触发电路举例一：
10
6.双向晶闸管的触发电路 双向晶闸管触发电路举例二：
（调节方式: 调节RP阻值可改变负载RL上电压的大小。）
11
6.双向晶闸管的触发电路 双向晶闸管触发电路举例三：电风扇无级调速器在日常生活中随处可见,图为常见的电风 扇无级调速器。旋动旋钮便可以调节电风扇的速度。 电风扇无级调速器电路原理图
由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式中灵敏度不相同，以Ⅲ+触 发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为（Ⅰ+和Ⅲ-）与 （Ⅰ-和Ⅲ-） 。
8
5.双向晶闸管的参数
双向晶闸管的主要参数中只有额定电流与普通晶闸管有所不同， 其他参数定义相似。 ➢双向晶闸管的额定电流定义为：在标准散热条件下，当器件的单向导通 角大于170°，允许流过器件的最大交流正弦电流的有效值，用IT(RMS)表 示。 ➢ 双向晶闸管额定电流与普通晶闸管额定电流之间的换算关系式为
（a） 内部结构 （b） 等效电路 （c）图形符号
5
2.双向晶闸管的外形与引脚排列
双向晶闸管的外形与普通晶闸管类似，有塑封式、螺栓式、平板式。其内部是 是一种NPNPN五层结构的三端器件。
6
3.双向晶闸管的伏安特性
双向晶闸管有正反向对称的伏安特性曲线。
7
4.双向晶闸管的触发方式
1）Ⅰ+触发方式 ： UT1T2为正；门极电压G为正，特性曲线在第Ⅰ象限，触发灵 敏度最高。 2）Ⅰ-触发方式 ： UT1T2为正，门极电压G为负，特性曲线在第Ⅰ象限，触发灵 敏度较高。 3）Ⅲ-触发方式 ： UT1T2为负，门极电压G为负，特性曲线在第Ⅲ象限，触发灵 敏度较高。 4）Ⅲ +触发方式：UT度最低。
电力电子技术-项目三单相交流调压调光灯电路
任务一 双向晶闸管及其测试
四、总结与提升 （一）普通晶闸管和双向晶闸管的判别 用万用表的R×1挡任意测量两个极间正反向电阻，若指针均不动， 可能是A、K或G、A极（对普通晶闸管）也可能是T2、T1或T2、G极 （对双向晶闸管）。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为 普通晶闸管，且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若 正、反向测量电阻指示均为几十至几百欧，则必为双向晶闸管。再将
任务一 双向晶闸管及其测试
4．Ⅲ-触发方式的触发原理 在Ⅲ-触发方式下，以T1注入电流，使N3P2N2正偏导 通，其发射极电流再使P2N1P1正偏导通，又使 N1P1N4饱和导通，最终达到P2N1P1N4导通。
任务二 单相交流调压电路调试
一、任务描述与目标 交流调压是将幅值固定的交流电能转化为同频率的 幅值可调的交流电能。交流调压电路广泛应用于灯 光控制、工业加热、感应电机调速以及电解电镀的 交流侧调压等场合。本次任务介绍双向晶闸管的触 发电路及单相交流调压电路，任务的目标如下。
任务一 双向晶闸管及其测试
意法ST公司，则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号，并且 在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘。组合成 “BTA”、“BTB”系列的双向晶闸管型号，型号的后缀字母 (型号最后一个字母)带“W”的，均为“三象限双向晶闸管”。 如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”，代表型号如： BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW等等。四象 限/绝缘型/双向晶闸管：BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16600B、BTA41-600B 等等；四象限/非绝缘/双向晶闸管： BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B 等。
电力电子技术项目化教程配套课件4.1 知识点引入
【所含知识点】
知识点1：双向晶闸管； 知识点2： 单交流开关、交流调功器 扩展知识点2：交交直接变频电路
【学习目标】
• 掌握双向晶闸管的触发方式与工作特性，能根据实际电路需要 计算选择双向晶闸管的型号，能够用万用表测试双向晶闸管的 好坏。
• 掌握不同负载时，单相和三相交流调压电路的结构和变流原理， 熟悉不同负载时电路的输出波形。
• 熟悉交流开关、交流调功的基本原理和应用电路。
谢谢
三相异步电机由于结构简单、控制维护方便、性能稳定、效率高等优点而被 广泛地应用于各种机械设备的拖动中,但三相异步电动机起动电流高达额定电流 的5~8倍，对电网造成较大干扰，尤其是在工业领域的重载启动，有时可能对设 备安全构成严重威胁，同时由于起动应力较大，使负载设备的使用寿命降低， 因此常采用降压起动方式来减少影响。但是，传统的降压起动方式，如星三角 降压起动、自耦变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大，要么体积庞大 笨重、损耗大，要么起动力矩小、维修率高等等，都不尽人意。随着电子技术 的发展，利用软起动技术不仅实现在整个启动过程中无冲击而平滑的起动电动 机，而且可以根据电动机负载的特性来调节启动过程中的参数，如限流值、起 停时间等，以达到最佳启停状态，从而延长机械设备的使用寿命，减少设备的 维修量，提高经济效益
目录
Contents
01 知识点引入 02 知识点1：双向晶闸管 03 知识点2：单相交流调压电路 04 知识点3：三相交流调压电路 05 扩展知识点1：晶闸管交流开关交流调功器 06 扩展知识点2：交-交直接变频电路
01
4.1 知识点1：知识 点引入
【项目描述】
三相异步电动机使用软启动装置的意义是什么？我们为什 么要使用软启动器呢？
电力电子技术项目化教程配套课件1.1 知识点引入
5
2.相关知识点
•知识点1：认识晶闸管 •知识点2：单相半波可控整流电路 •知识点3：单结晶体管触发电路 •扩展知识点：门极可关断晶闸管
6
知识目标：
知识点2 掌握整流电路相关的基本概 念；掌握单相半波可控整流 电路的电路结构；掌握单相 半波可控整流电路的工作原 理与相关参数解晶闸管的内部结构；掌握 其导通关断原理；掌握晶闸管 的工作特性（伏安特性及动态 特性）；掌握晶闸管的主要参 数及型号表示方法；
知识点3 掌握单结晶体管的内部结构与 工作原理；掌握单结晶体管触 发电路的电路结构与工作原理； 掌握触发电路与主电路电压同 步的概念；
7
能力目标：
知识点2 能够分析调光灯电路的主要 工作原理；能够根据现象判 断并排除电路故障；
3.学习目标
A B
C
知识点1 能够用万用表测试晶闸管的好 坏；能够根据实际电路需要选 择晶闸管的型号；
知识点3 能够用万用表测试单结晶体管 的好坏；能够根据现象判断并 排除电路故障；
8
谢谢
目录
Contents
01 知识点1：认识晶闸管
02 知识点2：单相半波可控整流电路
03 知识点3：单结晶体管触发电路
04
扩展知识点：门极可关断晶闸管GTO
01
1.1 知识点引入
1.调光灯介绍
情境引入
调光灯在日常生活中的应用非常广泛，其 种类也很多。下图为常见的调光台灯。
4
1.调光灯介绍
调光灯电路包括：主电路（单相半 波可控整流电路）；控制电路（单相桥 式不可控整流电路、单结晶体管自激震 荡电路）
2.相关知识点
•知识点1：认识晶闸管 •知识点2：单相半波可控整流电路 •知识点3：单结晶体管触发电路 •扩展知识点：门极可关断晶闸管
6
知识目标：
知识点2 掌握整流电路相关的基本概 念；掌握单相半波可控整流 电路的电路结构；掌握单相 半波可控整流电路的工作原 理与相关参数解晶闸管的内部结构；掌握 其导通关断原理；掌握晶闸管 的工作特性（伏安特性及动态 特性）；掌握晶闸管的主要参 数及型号表示方法；
知识点3 掌握单结晶体管的内部结构与 工作原理；掌握单结晶体管触 发电路的电路结构与工作原理； 掌握触发电路与主电路电压同 步的概念；
7
能力目标：
知识点2 能够分析调光灯电路的主要 工作原理；能够根据现象判 断并排除电路故障；
3.学习目标
A B
C
知识点1 能够用万用表测试晶闸管的好 坏；能够根据实际电路需要选 择晶闸管的型号；
知识点3 能够用万用表测试单结晶体管 的好坏；能够根据现象判断并 排除电路故障；
8
谢谢
目录
Contents
01 知识点1：认识晶闸管
02 知识点2：单相半波可控整流电路
03 知识点3：单结晶体管触发电路
04
扩展知识点：门极可关断晶闸管GTO
01
1.1 知识点引入
1.调光灯介绍
情境引入
调光灯在日常生活中的应用非常广泛，其 种类也很多。下图为常见的调光台灯。
4
1.调光灯介绍
调光灯电路包括：主电路（单相半 波可控整流电路）；控制电路（单相桥 式不可控整流电路、单结晶体管自激震 荡电路）
3.2 单相交流调压电路
单相交流调压电路电风扇无极调速，实际上就是负载为电感性的单相交流调压电路。
交流调压 是将一种幅值的交流电能转化为同频率的另一种幅值的交流电能。
1. 电阻性负载上图（a ）所示为一双向晶闸管与电阻负载R L 组成的交流调压主电路，图中 双向晶闸管也可改用两只反并联的普通晶闸管，但需要两组独立的触发电路分别 控制两只晶闸管。
由两只反并联的普通晶闸管分析：在电源正半周ωt=α时触发VT 导通，有 正向电流流过R L ，负载端电压u R 为正值，电流过零时VT 自行关断；在电源负半 周ωt=Π+α时，再触发VT 导通，有反向电流流过R L ，负载端电压u R 为负值，到 电流过零时VT 再次自行关断。
然后重复上述过程。
改变α角即可调节负载两端 的输出电压有效值，达到交流调压的目的。
电阻负载上交流电压有效值为ππ2sin π212R αα-+=U U 输出交流电流有效值为ππ2sin π212R αα-+==L L R U R U I电路功率因数为ππ2sin π21cos 2ααϕ-+===I U I U S P R 电路的移相范围为0~180o 。
通过改变α角可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。
由 双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（α、Π+α）给触发 脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。
交流调压电路的触发电路完全可以套用整流移相触发电路，但是脉冲的输出 必须经过脉冲变压器，其两个二次绕组之间要有足够的绝缘。
2. 电感性负载上图（a ）所示为电感性负载的交流调压电路。
由于电感的作用，在电源电压 由正向负过零时，负载中电流要滞后一定ϕ角度才能到零，即管子要继续导通到 电源电压的负半周才能关断。
晶闸管的导通角θ不仅与控制角α有关，而且与负 载的功率因数角ϕ有关。
控制角越小则导通角越大，负载的功率因数角ϕ越大， 表明负载感抗大，自感电动势使电流过零的时间越长，因而导通角θ越大。
单相交流调压电路PPT课件
(c)脉冲信号： 在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于
控制脉冲出现时刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变 压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。因此， 触发信号多采用脉冲形式。
二 触发电路的要求
(a)触发信号应有足够的功率(触发电压、触发电流) (b)触发脉冲信号应有一定的宽度
第二节 触发电路
• 综合两种方案：电阻性负载和阻感性负载 都具有调压功能，都能调压到设计电压调 压范围内，但是电阻性负载谐波电流含量 要多些，当α相同时，阻感负载阻抗角增大， 谐波含量也有所减少。考虑到性能指标、 输出电压的稳定性、对电网的影响，所以 选择方案二阻感性负载。
单元电路的设计
电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如4.1所示， 在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2相连。
并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因
而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，
该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感
应出过电压。
•
(b) 关断过电压：全控型器件关断时，正向
电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过
电压。
S F
T
C
D
RC1 RC2
SDC
LB
M
U
RV RC3 RC4
第一节 过电压的产生与保护 第二节 过电流的产生与保护
第一节 过电压的产生与保护
•
电力电子装置可能的过电压有外因过电压和内
因过电压两种。外因过电压主要来自雷击和系统中
的操作过程（由分闸、合闸等开关操作引起）等。
内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关
过程，它包括：
•
(a) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反
电力电子技术项目化教程配套课件2.2 知识点1：单相桥式可控整流电路
Id
Ud R
7.68
晶闸管与整流二极管电流的有效值IT为
IT1 IT 2
1
2
I
2 d
d
.t
2
Id
135 7.68 4.70 360
续流二极管电流的有效值IVD为
变压器二次电流的有效值I2为
IVD
2
2
0
I
2 d
d
.t
I
d
=
45 7.68 3.84 180
I2
1
2
Id2
① 如果电动机工作中由于机械阻力过大而停止转动，这时没有了反电动势， 电阻很小的线圈直接接在电源两端，电流会很大，很容易烧毁电动机。
② 当电动机所接电源电压比正常电压低很多时，此时电动机线圈也不转动， 无反电动势产生，电动机也很容易烧坏。
16
3.反电动势负载
（1）纯电阻+反电势负载
i2 1
3
id
a
目录
Contents
01 知识点引入
02
知识点2：单相桥式可控整流电路
03
知识点3：单相桥式有源逆变电路
04
扩展知识点１：三相可控整流及有源逆变电路
05
扩展知识点２：同步触发电路
02
２.２ 知识点１：单相 桥式可控整流电路
2.2.1 单相桥式全控整流电路
在日常生产与生活中经常需要用到电压可调的直流电源，如电机 调速、同步电机励磁、电焊、电镀等。用晶闸管组成的相控整流电路 ，可以方便地把交流电变换成大小可调的直流电，具有体积小、重量 轻、效率高及控制灵敏等优点，并且已获得广泛应用。当电路所接负 载性质不同时，具有不同的工作特性，下面分别进行介绍。
《电力电子技术》交流电力控制电路和交交变频电路 ppt课件
21
4.1.2 三相交流调压电路
图4-10 不同a角时负载相电压波形 a) a =30°
(1)0°≤ a <60°： 三管导通与两管 导通交替，每管 导通180°－a 。 但a =0°时一直 是三管导通。
22
4.1.2 三相交流调压电路
(2) 60°≤ a <90°：
两管导 通，每 管导通120°。
电力电子技术 Power Electronics
1
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
什么是交流-交流变流电路？ 正弦交流电压的三要素是什么？ 什么是交流电力控制？ 什么是交交变频？ 具体应用有哪些？
2
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
引言 4.1 交流调压电路 4.2 其他交流电力控制电路 4.3 交交变频电路 4.4 矩阵式变频电路 本章要点
应用
1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制） 2 温度调节（如工频加热、感应加热、需温控的家用电器） 3 泵与风机等异步电动机的软起动 4 异步电动机调速（如纺织、造纸、冶金等领域的电机调 速） 5 供用电系统对无功功率的连续调节。 6 在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一
次电压。 7 随电机负载大小自动调压（对于起重机等有较长时间空载或
输入线电流（即电源电 流）为与该线相连的两个 负载相电流之和。
c)支路控制三角形联结
图4－9三相交流调压电路
26
4.1.2 三相交流调压电路
谐波情况
3倍次谐波相位和大小 相同，在三角形回路中 流动，而不出现在线电 流中。
线电流中所谐波次数
为6k±1(k为正整数)。 在相同负载和a 角时，
线电流中谐波含量少于 三相三线星形电路。
4.1.2 三相交流调压电路
图4-10 不同a角时负载相电压波形 a) a =30°
(1)0°≤ a <60°： 三管导通与两管 导通交替，每管 导通180°－a 。 但a =0°时一直 是三管导通。
22
4.1.2 三相交流调压电路
(2) 60°≤ a <90°：
两管导 通，每 管导通120°。
电力电子技术 Power Electronics
1
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
什么是交流-交流变流电路？ 正弦交流电压的三要素是什么？ 什么是交流电力控制？ 什么是交交变频？ 具体应用有哪些？
2
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
引言 4.1 交流调压电路 4.2 其他交流电力控制电路 4.3 交交变频电路 4.4 矩阵式变频电路 本章要点
应用
1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制） 2 温度调节（如工频加热、感应加热、需温控的家用电器） 3 泵与风机等异步电动机的软起动 4 异步电动机调速（如纺织、造纸、冶金等领域的电机调 速） 5 供用电系统对无功功率的连续调节。 6 在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一
次电压。 7 随电机负载大小自动调压（对于起重机等有较长时间空载或
输入线电流（即电源电 流）为与该线相连的两个 负载相电流之和。
c)支路控制三角形联结
图4－9三相交流调压电路
26
4.1.2 三相交流调压电路
谐波情况
3倍次谐波相位和大小 相同，在三角形回路中 流动，而不出现在线电 流中。
线电流中所谐波次数
为6k±1(k为正整数)。 在相同负载和a 角时，
线电流中谐波含量少于 三相三线星形电路。
《单相交流电路》课件
功率计算
探索交流电路中的功率计算方法。
功率因数
了解功率因数的概念、计算方法以及它对电路性 能的影响。
串联、并联和混联电路
串联电路
分析串联电路的特性和计 算总电阻。
并联电路
研究并联电路的特性和计 算总电流。
混联电路
探索混联电路的特性和计 算总电阻和总电流。
交流电路的测量和分析
1
频率分析
2
学习如何分析交流电路中的频率响应。
电感和电容
电感
研究电感的原理、导致电感的因素以及它在交流电路中的应用。
Байду номын сангаас电容
深入了解电容器的特性、存储电荷的能力以及它在电路中的作用。
交流电路中的电阻
1
阻抗
介绍交流电路中的阻抗概念和计算方法。
2
Ohm's Law
回顾Ohm定律在交流电路中的应用。
3
热效应
讨论电阻在交流电路中产生的热效应。
交流电路中的功率
《单相交流电路》PPT课 件
欢迎来到《单相交流电路》PPT课件！在本课件中，我们将深入探讨交流电路 的各个方面，包括电流和电压、电感和电容、交流电路中的电阻、交流电路 中的功率、串联、并联和混联电路、交流电路的测量和分析以及结论和要点。
电流和电压
电流简介
电压解析
探索电流的本质以及如何测量电流的大小和方向。 了解电压的定义、单位以及在电路中的作用。
3
仪器和设备
介绍用于测量交流电路的常用仪器和 设备。
相位测量
探索交流电路中的相位差测量方法。
结论和要点
1 重要概念
总结本课程中涉及的重要概念和公式。
2 实际应用
了解交流电路在现实生活中的实际应用和相关行业。
单相交流调压电路26页PPT
单相交流调压电路
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
单相交流调压电路PPT38页
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
单相交流调压电路
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
单相交流调压电路
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
电力电子技术项目化教程配套课件2.1 知识点引入
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2.交-直型电力机车传动调速系统电路结 构及工作原理
交直型电力机车的牵引传动系统的构成如图2-2所示，主要由电源、牵引 传动调速系统和牵引电机组成，图2-3所示为电力机车牵引传动调速系统的变 流装置。
电力机车箱内的的变流装置
7
2.交-直型电力机车传动调速系统电路结 构及工作原理
整流电路满足一定条件可以工作在有源逆变状态，有源逆变电路在结构 上仍然是原来的整流电路，我们通常把既有可能工作在整流状态又有可能工作 在有源逆变状态的整流电路称作变流电路。
10
谢谢
目录
Contents
01 知识点引入
02
知识点2：单相桥式可控整流电路
03
知识点3：单相桥式有源逆变电路
04
扩展知识点１：三相可控整流及有源逆变电路
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扩展知识点２：同步触发电路0１ Nhomakorabea２.1 知识点引入
1.常见电力机车简介
电力机车的动力 来源于什么？
4
1.常见电力机车简介
答案： 电力机车由牵引电机进行传动、制动及调速
电力机车牵引传动调速系统的主电路
8
3.相关知识点
【所含知识点】
• 知识点1.单相桥式可控整流电路； • 知识点2.单相桥式有源逆变电路； • 扩展知识点1.三相整流电路及有源逆变电路； • 扩展知识点2.锯齿波同步触发电路； • 实验1. 单相桥式全控整流及有源逆变电路建模与仿真； • 实验2. 三相桥式全控整流及有源逆变电路建模与仿真。
9
【学习目标】
4.学习目标
(1)掌握单相及三相可控整流电路的电路组成、工作原理及相 关输出参数的计算，能够根据波形观察进行电路的调试分析；
(2)掌握单相及三相有源逆变电路的电路结构及原理；能够根 据波形观察进行电路的调试分析；
2.交-直型电力机车传动调速系统电路结 构及工作原理
交直型电力机车的牵引传动系统的构成如图2-2所示，主要由电源、牵引 传动调速系统和牵引电机组成，图2-3所示为电力机车牵引传动调速系统的变 流装置。
电力机车箱内的的变流装置
7
2.交-直型电力机车传动调速系统电路结 构及工作原理
整流电路满足一定条件可以工作在有源逆变状态，有源逆变电路在结构 上仍然是原来的整流电路，我们通常把既有可能工作在整流状态又有可能工作 在有源逆变状态的整流电路称作变流电路。
10
谢谢
目录
Contents
01 知识点引入
02
知识点2：单相桥式可控整流电路
03
知识点3：单相桥式有源逆变电路
04
扩展知识点１：三相可控整流及有源逆变电路
05
扩展知识点２：同步触发电路0１ Nhomakorabea２.1 知识点引入
1.常见电力机车简介
电力机车的动力 来源于什么？
4
1.常见电力机车简介
答案： 电力机车由牵引电机进行传动、制动及调速
电力机车牵引传动调速系统的主电路
8
3.相关知识点
【所含知识点】
• 知识点1.单相桥式可控整流电路； • 知识点2.单相桥式有源逆变电路； • 扩展知识点1.三相整流电路及有源逆变电路； • 扩展知识点2.锯齿波同步触发电路； • 实验1. 单相桥式全控整流及有源逆变电路建模与仿真； • 实验2. 三相桥式全控整流及有源逆变电路建模与仿真。
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【学习目标】
4.学习目标
(1)掌握单相及三相可控整流电路的电路组成、工作原理及相 关输出参数的计算，能够根据波形观察进行电路的调试分析；
(2)掌握单相及三相有源逆变电路的电路结构及原理；能够根 据波形观察进行电路的调试分析；
电力电子技术项目化教程配套课件4.4 知识点3：三相交流调压电路
RW
11
2.控制角α=30º
u
uu
uv
uw
(a) 0 π/3 π
2π t
ug (b)
12
34 5 61
0
VT1
t
VT2
(c)
VT3 VT4
VT5
VT6
uRU
uu
(d) 0
uRU
t
• 各相电压过零30º后触发相应晶 闸管。
• 特点：每管持续导通150º ；有 的区间由两个晶闸管同时导通， 也有的区间三个晶闸管同时导通。
(d)
VT1 VT2
VT3
VT4
VT5
VT6
（e）u RU
0
61
2345
uu u RU
t t
ug 6 1 2 3 4 5 6 (b)
0
VT1
t
VT2
(c) VT3
VT4
VT5 VT6
VT1
uRU
U
uu
(d) 0
VT3 VT4
RU
RV
uRU
t
V
VT5 VT6
RW
R
W
VT2
14
5.控制角α=120º
u
04
4.4 知识点3：三相 交流调压电路
4.3.1几种三相交流调压电路
1.负载Y形连接带中性线的三相 交流调压电路
三相晶闸管交流调压器主电路有几种不同的接线形式，对于不同接线方式 的电路而言，其工作过程也不同。它由3个单相晶闸管交流调压器组合而成 ，其公共点为三相调压器中线，每一相可以作为一个单相调压器单独分析 ，其工作原理和波形与单相交流调压相同。
两相同时导通，与三相全控整流桥一样，要求采用双脉冲或宽脉冲触发。 ③ 应保持触发脉冲与电源电压同步。
11
2.控制角α=30º
u
uu
uv
uw
(a) 0 π/3 π
2π t
ug (b)
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34 5 61
0
VT1
t
VT2
(c)
VT3 VT4
VT5
VT6
uRU
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(d) 0
uRU
t
• 各相电压过零30º后触发相应晶 闸管。
• 特点：每管持续导通150º ；有 的区间由两个晶闸管同时导通， 也有的区间三个晶闸管同时导通。
(d)
VT1 VT2
VT3
VT4
VT5
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（e）u RU
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uu u RU
t t
ug 6 1 2 3 4 5 6 (b)
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(c) VT3
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VT5 VT6
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(d) 0
VT3 VT4
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VT5 VT6
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5.控制角α=120º
u
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4.4 知识点3：三相 交流调压电路
4.3.1几种三相交流调压电路
1.负载Y形连接带中性线的三相 交流调压电路
三相晶闸管交流调压器主电路有几种不同的接线形式，对于不同接线方式 的电路而言，其工作过程也不同。它由3个单相晶闸管交流调压器组合而成 ，其公共点为三相调压器中线，每一相可以作为一个单相调压器单独分析 ，其工作原理和波形与单相交流调压相同。
两相同时导通，与三相全控整流桥一样，要求采用双脉冲或宽脉冲触发。 ③ 应保持触发脉冲与电源电压同步。
电力电子技术项目化教程配套课件4.5 扩展知识点1：晶闸管交流开关及交流调功器
9
3.固态开关
a) 光电双向晶闸管耦合器非零电压开关
1
B
R1 2
R2 31
VT R C
R3 42
(a)
B
VD3 VD4
31
非零电压开关：相对于输入信号的
任意相R位3 均可同步接V通T，称R 非零开关R1
R2
VD4 R4
R3
VT1
R1
双向晶闸管的触发方式：
V1 R2
R4
CI+、III-
VD1 VD2
22
3.晶闸管3.接晶于闸Y管形交负流载调中功性器点的三 过零相触交发流电调路压分电析路
过零触发电路分析
3）由V2、V3及R8、R9、VD6组成一直流开 关。当V2基极电压Ube2>0(0.7V)时，V2管 导通，Ube3接近零电位，V3管截止，直流 开关阻断。当Ube2<0时，V2截止，由R8、 VD6和R9组成的分压电路使V3导通，直流开 关导通，输出24V直流电压，V3通断时刻如 图(c) 所示。VD6为V3基极提供一阀值电压， 使V2导通时，V3更可靠地截止。 4）过零脉冲输出
1.交流开关的概念及定义
交流电力电子开关 电路中的机械开关 。
把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替
与机械开关相比
• 响应速度快 • 没有触点 • 寿命长 • 可以频繁控制通断
与交流调功电路的区别
• 并不控制电路的平均输出功率 • 通常没有明确的控制周期，只是根据
需要控制电路的接通和断开 • 控制频度通常比交流调功电路低得多
8
3.固态开关
固态继电器的缺点： （1）导通后的管压降大，正向降压可达1~2V。 （2）关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，不能实现理想的电 隔离。 （3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继 电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。 （4）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器进行 过载保护。
3.固态开关
a) 光电双向晶闸管耦合器非零电压开关
1
B
R1 2
R2 31
VT R C
R3 42
(a)
B
VD3 VD4
31
非零电压开关：相对于输入信号的
任意相R位3 均可同步接V通T，称R 非零开关R1
R2
VD4 R4
R3
VT1
R1
双向晶闸管的触发方式：
V1 R2
R4
CI+、III-
VD1 VD2
22
3.晶闸管3.接晶于闸Y管形交负流载调中功性器点的三 过零相触交发流电调路压分电析路
过零触发电路分析
3）由V2、V3及R8、R9、VD6组成一直流开 关。当V2基极电压Ube2>0(0.7V)时，V2管 导通，Ube3接近零电位，V3管截止，直流 开关阻断。当Ube2<0时，V2截止，由R8、 VD6和R9组成的分压电路使V3导通，直流开 关导通，输出24V直流电压，V3通断时刻如 图(c) 所示。VD6为V3基极提供一阀值电压， 使V2导通时，V3更可靠地截止。 4）过零脉冲输出
1.交流开关的概念及定义
交流电力电子开关 电路中的机械开关 。
把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替
与机械开关相比
• 响应速度快 • 没有触点 • 寿命长 • 可以频繁控制通断
与交流调功电路的区别
• 并不控制电路的平均输出功率 • 通常没有明确的控制周期，只是根据
需要控制电路的接通和断开 • 控制频度通常比交流调功电路低得多
8
3.固态开关
固态继电器的缺点： （1）导通后的管压降大，正向降压可达1~2V。 （2）关断后仍可有数微安至数毫安的漏电流，不能实现理想的电 隔离。 （3）由于管压降大，导通后的功耗和发热量也大，大功率固态继 电器的体积远远大于同容量的电磁继电器，成本也较高。 （4）固态继电器对过载有较大的敏感性，必须用快速熔断器进行 过载保护。
教学课件：5-2单相交流调压电路
《电力电子技术》
单相交流调压有如下特点： 1)电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整
流交流侧电流一致。改变触发延迟角α可以连续改
变负载电压有效值，达到交流调压的目的。
2)电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当α <φ 时，
会出现一个晶闸管无法导通，并产生很大直流分量 电流，烧毁熔断器或晶闸管。
3)电感性负载时，最小触发延迟角αmin =φ(阻抗 角)。所以α的移相范围为φ～180°；电阻负载时移
第五章 交流变换电路
学习目标
1．掌握电力电子器件作为交流开关的典型应用电路。 2．掌握单相交流调压电路基本工作原理，了解电感 性负载阻抗角对控制角的影响。 3．了解三相交流调压电路的连接方式及性能特点。 4. 了解交-交变频的工作原理与电路结构。
《电力电子技术》
第二节 单相交流调压电路
单相交流调压电路可由一只双向晶闸管组成，也可以用 两 只 普 通 晶 闸 管 或 GTR 等 其 他 全 控 器 件 反 并 联 组 成 。 一、电阻负载
定在220V附近。
a)
b)
图5-11 单相交流稳压电路
《电力电子技术》
(1) α >φ 由图5-9a可见，α >φ，θ<180°，正负半波
电流断续。如图5-9a所示。
(2) α =φ 当α=φ 时，θ=180°，即正负半周电流临界连
续。相当于晶闸管失去控制，如图5-9b所示。
(3) α <φ ，若VT1管先被触发导通，而且θ＞180°。如
果采用窄脉冲触发，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零， VT1管关不断，VT2管不能导通。等到VT1管中流过的电流为 零并关断时，ug2脉冲已经消失，此时VT2管虽受正压，但 也无法导通。到第三个半波时，ug1又触发VT1导通。这样 负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能 正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发， 可采用宽脉冲或脉冲列触发。
单相交流调压有如下特点： 1)电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整
流交流侧电流一致。改变触发延迟角α可以连续改
变负载电压有效值，达到交流调压的目的。
2)电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当α <φ 时，
会出现一个晶闸管无法导通，并产生很大直流分量 电流，烧毁熔断器或晶闸管。
3)电感性负载时，最小触发延迟角αmin =φ(阻抗 角)。所以α的移相范围为φ～180°；电阻负载时移
第五章 交流变换电路
学习目标
1．掌握电力电子器件作为交流开关的典型应用电路。 2．掌握单相交流调压电路基本工作原理，了解电感 性负载阻抗角对控制角的影响。 3．了解三相交流调压电路的连接方式及性能特点。 4. 了解交-交变频的工作原理与电路结构。
《电力电子技术》
第二节 单相交流调压电路
单相交流调压电路可由一只双向晶闸管组成，也可以用 两 只 普 通 晶 闸 管 或 GTR 等 其 他 全 控 器 件 反 并 联 组 成 。 一、电阻负载
定在220V附近。
a)
b)
图5-11 单相交流稳压电路
《电力电子技术》
(1) α >φ 由图5-9a可见，α >φ，θ<180°，正负半波
电流断续。如图5-9a所示。
(2) α =φ 当α=φ 时，θ=180°，即正负半周电流临界连
续。相当于晶闸管失去控制，如图5-9b所示。
(3) α <φ ，若VT1管先被触发导通，而且θ＞180°。如
果采用窄脉冲触发，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零， VT1管关不断，VT2管不能导通。等到VT1管中流过的电流为 零并关断时，ug2脉冲已经消失，此时VT2管虽受正压，但 也无法导通。到第三个半波时，ug1又触发VT1导通。这样 负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能 正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发， 可采用宽脉冲或脉冲列触发。
电力电子技术说课稿PPT课件
《电力电子技术》说课
说课内容
1 课程性质与作用
2 课程整体设计
3
教学内容
4 教学方法与手段
2
课程性质与作用
课程性质
自动化专业基 础课
针对岗位
企业生产第一线 产品装配、调试、 检验、维修、生 产管理、产品后 服务岗位
能力培养
识别电力电子器件 能力 掌握器件使用与保 护技术 相控整流电路分析 能力 单相相控整流电路 设计安装能力 故障排除能力
项目教学式：通过项目带动理论的学习和实践能力的培养。 习题解答式：适于讲完一个知识模块之后，通过练习与解
答帮助学生消化吸收课程内容。 在每一单元教学中，往往采用多种教学方法相结合形式进 行教学。
28
项目教学实例
教学过程 复习 设计一蓄电池充电机 教师布置工作任务，讲解和回答学生必要的相关知
项目结构划分应体现工作体系的特征； 在以项目划分为线索进行工作分析的基础上，合
理设计项目结构。
8
课程整体设计
项目内容设计具体原则： 项目应覆盖知识点和技能要求； 知识点的内容应最大限度地融于项目教学之中； 项目大小要根据学习内容进度和结合客观实际来确
定； 项目内容设计要考虑教学组织的可行性和合理性。
9
课程整体设计
课程教学实施思路： 理论教学主要结合在项目实验中进行。 课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授，
每一个项目分解为若干个工作任务，通过每一个工 作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。 大部分内容在实验室中进行理论实践一体化教学， 可先讲再实践，或先实践再分析理论知识，或边讲 边练，讲练结合，工学交替，理论教学与实践教学 同步进行。
同时为后续《变频技术应用》等课程的学习典定基础
说课内容
1 课程性质与作用
2 课程整体设计
3
教学内容
4 教学方法与手段
2
课程性质与作用
课程性质
自动化专业基 础课
针对岗位
企业生产第一线 产品装配、调试、 检验、维修、生 产管理、产品后 服务岗位
能力培养
识别电力电子器件 能力 掌握器件使用与保 护技术 相控整流电路分析 能力 单相相控整流电路 设计安装能力 故障排除能力
项目教学式：通过项目带动理论的学习和实践能力的培养。 习题解答式：适于讲完一个知识模块之后，通过练习与解
答帮助学生消化吸收课程内容。 在每一单元教学中，往往采用多种教学方法相结合形式进 行教学。
28
项目教学实例
教学过程 复习 设计一蓄电池充电机 教师布置工作任务，讲解和回答学生必要的相关知
项目结构划分应体现工作体系的特征； 在以项目划分为线索进行工作分析的基础上，合
理设计项目结构。
8
课程整体设计
项目内容设计具体原则： 项目应覆盖知识点和技能要求； 知识点的内容应最大限度地融于项目教学之中； 项目大小要根据学习内容进度和结合客观实际来确
定； 项目内容设计要考虑教学组织的可行性和合理性。
9
课程整体设计
课程教学实施思路： 理论教学主要结合在项目实验中进行。 课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授，
每一个项目分解为若干个工作任务，通过每一个工 作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。 大部分内容在实验室中进行理论实践一体化教学， 可先讲再实践，或先实践再分析理论知识，或边讲 边练，讲练结合，工学交替，理论教学与实践教学 同步进行。
同时为后续《变频技术应用》等课程的学习典定基础
电力电子课程设计单相交流调压电路
电力电子课程设计单相交流调压电路电力电子课程设计单相交流调压电路电力电子课程设计说明书题目: 单相交流调压电路课程设计院系: 水能专业班级:学号:学生姓名:摘要交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。
在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。
此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。
这都是十分不合理的。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。
单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调节的电路。
用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。
与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制简便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属耗也少。
目录1、电路设计的目的及任务 ....................................................................11.1课程设计的目的与要求 (1)1.2课程设计的内容 (1)1.3仿真软件的使用 (2)1.4设计方案选择 ..................................................................... ....... 2 2、单相交流调压主电路设计及分析 (3)2.1 电阻性负载 (3)2.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析 (3)2.1.2 结果分析 (6)2.2阻感负载 ..................................................................... .. (7)2.2.1电路结构 ..................................................................... . (7)2.2.2工作原理 ..................................................................... . (8)2.2.3模型仿真图 .....................................................................8 3、单相交流调压电路总结及体会 ...................................................... 10 4.参考文献 ..................................................................... .. (11)1、电路设计的目的及任务1.1课程设计的目的与要求1进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性;2进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理; 3掌握电力电子电路设计的基本方法和技术，掌握有关电路参数的计算方法;4培养对电力电子电路的性能分析的能力;5培养撰写研究设计报告的能力。
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4.3.1单相交流调压电路的结构 和工作原理（电阻性负载）
单相交流调压电路的结构
VT1
U g1
u2
Ug2 VT2 u
R
u2 (ug )
U g1
U g2
0
1 2
u
U g1 t
0
u2
uR
t
(a)
(b)
路的移相范围为0 ~ π，输出电压为正负半周缺角相同的正弦波
单相交流调压电路电阻负载电路及波形
（a）电路图
(b)波形图
单相交流调压电路电阻负载电路及波形分析
通过改变a可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。 由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（a、π＋a）给 触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。
电阻负载上交流电压有效值为 电流有效值 电路功率因数
。所以的移相范围为阻抗角～
180°，电阻负载时移相范围为0～180°。
4.3.2单相交流调压电路 应用电路
1.双向晶闸管的简易触发电路 双向晶闸管的简易触发电路：
17
1.双向晶闸管的简易触发电路
双向晶闸管的简易触发电路分析 电风扇无级调速电路图，接通电源后，电容C1充电，当电容C1两端电压的峰值达到氖管HL的 阻断电压时，HL亮，双向晶闸管VT被触发导通，电扇转动。改变电位器RP的大小，即改变了 C1的充电时间常数，使VT的导通角发生变化，也就改变了电动机两端的电压，因此电扇的转速 改变。由于RP是无级变化的，因此电扇的转速也是无级变化的。
交流调压电路: 交流电力控制电路的类型 交流调功电路:
交流电力电子开关:
控制方法： 1) 通断控制：即把晶闸管作为开关，通过改变通断时间比值达到调压的目的。 这中控制电路电路简单，功率因数高，但是输出电压或功率调节不平滑， 适用于有较大时间常数的负载。
(2) 相位控制：它是使晶闸管在电源电压每一周期中、在选定的时刻将负载 与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。
18
2.单结晶体管触发触发电路
单结晶体管触发的交流调压电路，调节RP阻 值可改变负载RL上电压的大小。
19
3.集成触发器
K006组成的双向晶闸管移相交流调压电路。
20
谢谢
电路的移相范围为0—π。
单相交流调压电路电阻负载电路及波形分析
通过改变a可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。 由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（a、π＋a）给 触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。
4.3.2单相交流调压电路的结构 和工作原理（感性负载）
单相交流调压电感负载电路
电感性负载的交流调压电路。下面分三种情况加以讨论。
（1）
，当>时，θ<180°，即正负半周电流断续，且越大，θ越小。电流电压波形如图
(b)所示。
（2）
，当＝时，θ=180°，即正负半周电流临界形如图(b)所示。
（3）
,若开始给VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且θ>180°。如果触发脉冲为窄脉
单相交流调压电感负载波形图
单相交流调压的特点：
①电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。
改变控制角可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。
②电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则会出现一个晶闸管无法
导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。
③电感性负载时，最小控制角
冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。当VT1管电流
到零关断时，ug2脉冲已消失，此时VT2管虽已受正压，但也无法导通。到第三个半波时，
ug1 又触发VT1导通。这样负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能正常工
作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。
目录
Contents
01 知识点引入 02 知识点1：双向晶闸管 03 知识点2：单相交流调压电路 04 知识点3：三相交流调压电路 05 扩展知识点1：晶闸管交流开关交流调功器 06 扩展知识点2：交-交直接变频电路
03
4.3 知识点2：单相 交流调压电路
交交变换电路的基本原理是在交流电源与负载之间接入电力电子变换装置，控制晶 闸管就可控制交流电力.