掌握单相桥式可控整流电路的工作原理
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（3）两个电源顺串时，相当于两电源电动势相加后再通过R短路， 若回路电阻R很小，则回路电流会非常大，这种情况在实际应用 中应当避免。
1.有源逆变的工作原理
单相桥式变流电路整流与逆变原理
(a)电路图 (b)整流状态下的波形图
(c)逆变状态下的波形图
TM
2U 2
I dT
1 Id 2
（2）电感性负载
电感性负载的电路
（2）电感性负载
电感性负载的工作波形分析
I dT
1 Id 2
（2）电感性负载
单相全控桥式整流电路带电感性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式：U 0.9U cos d 2 移相范围是0°～90°。 ②、负载电流平均值的计算公式：
③、输出电压的有效值的计算公式：
U 1
2 ( 2 U sin t ) d (t ) U 2 2
1 sin 2 2
④、负载电流有效值的计算公式：
I
U2 Rd
1 sin 2 2
⑤、流过一只可关断晶闸管（GTO）的电流的平均值的计算公式：
I dT
U 1 cos 1 I d 0.45 2 2 Rd 2
⑥、流过一只GTO的电流的有效值的计算公式：
2U 2 U2 1 2 IT ( sin t ) d ( t ) Rd 2 Rd
1 1 sin 2 I 4 2 2
⑦、GTO可能承受的最大电压为： U
2．GTO的驱动电路
GTO门极驱动电路包括开通电路、关断电路和反偏电路。下图为双 电源供电的门极驱动电路，由门极导通电路、门极关断电路和门 极反偏电路组成。
门极导通电路
门极关断电路
门极反偏电路
二、单相桥式整流电路
1．单相桥式全控整流电路 （1）电阻性负载 单相桥式整流电路带电阻性负载的电路
1．单相桥式全控整流电路
2．单相桥式半控整流电路
(1）电阻性负载 电阻性负载电路和工作波形分析
(1）电阻性负载
单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式：U d 的移相范围是0°～180°。
0.9U 2 1 cos 2
②、负载电流平均值的计算公式： I d
Ud U 1 cos 0.9 2 Rd Rd 2
【相关知识】
一、可关断晶闸管（GTO） 1．GTO的结构及工作原理 主要特点：既可用门极正向触发信号使其触发导通，又可向门极加 负向触发电压使其关断。
（a）可关断（GTO）的外形
（b）可关断（GTO）的图形符号
1．GTO的结构及工作原理
可关断（GTO）的内部结构
2．GTO的驱动电路
理想的门极驱动信号（电流、电压）波形如图所示，其中实线为 电流波形，虚线为电压波形。
U TM 2U 2
三、有源逆变电路
1．有源逆变的工作原理 （1）两电源间的能量传递
(a)
(b)
(c)
1．有源逆变的工作原理
图（a）为两个电源同极性连接，称为电源逆串； 图（b）也是两电源同极性相连； 图（c）为两电源反极性连接，称为电源顺串； 此时电源E1与E2均输出功率，电阻上消耗的功率为两电源功率之 和：PR＝P1＋P2。
1．有源逆变的工作原理
通过上述分析，我们知道： （1）无论电源是顺串还是逆串，只要电流从电源正极端流出，则该 电源就输出功率；反之，若电流从电源正极端流入，则该电源就 吸收功率。
（2）两个电源逆串连接时，回路电流从电动势高的电源正极流向电 动势低的电源正极。如果回路电阻很小，即使两电源电动势之差 不大，也可产生足够大的回路电流，使两电源间交换很大的功率。
③、流过一只GTO和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式：
I dT I dD 1 Id 2
IT 1 2 I
④、GTO可能承受的最大电压为：
U TM 2U 2
(2）电感性负载
单相桥式半控整流电路带电感性负载
(2）电感性负载
单相桥式半控整流电路带电感性负载加续流二极管
(2）电感性负载
Id Ud U 0.9 2 cos Rd Rd
③、流过一只GTO的电流的平均值和有效值的计算公式：
I dT
1 Id 2
IT
1 2
Id
④、GTO可能承受的最大电压为： U
TM
2U 2
（2）电感性负载
为了扩大移相范围，去掉输出电压的负值，提高Ud的值，也可以在 负载两端并联续流二极管，接了续流二极管以后，的移相范围可以扩 大到0°～180°。
电流的平均值
电流的有效值
I dT I dD
Id 2
I dDR
2 Id Id 2
(2）电感性负载
④、流过续流二极管的电流的平均值和有效值分别为： 电流的平均值 电流的有效值
I dDR 2 Id Id 2
I DR
Id
⑤、GTO可能承受的最大电压为：
单相桥式整流电路带电阻性负载的工作波形
1．单相桥式全控整流电路
单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式：
Ud
1
2U 2 sin td (t ) 0.9U 2
1 cos 2
②、负载电流平均值的计算公式：
Ud U 2 1 cos Id 0.9 Rd Rd 2
学习项目一 《 可控整流与直流调速》
【学习目标】
识别GTO的器件，了解其功能和作用。 掌握GTO的工作原理。
掌握单相桥式可控整流电路的工作原理。
掌握有源逆变电路的基本概念和单相桥式有源逆变电路的工作原理。 分析大功率整流电力Hale Waihona Puke Baidu车电路的原理及逆变原理。
【课题描述】
可控整流电路的应用是电力电子技术中应用最为广泛的一种技术。本 课题将以电力机车的可控整流电路为例，让大家了解单相桥式可控整 流电路和有源逆变电路在实际电力机车电路中的应用。
电路带电感性负载电路参数的计算如下： ①、输出电压平均值的计算公式： U 0.9U 1 cos d 2
2
的移相范围是0°～180°。
②、负载电流平均值的计算公式：
Id
Ud U 1 cos 0.9 2 Rd Rd 2
③、流过一只GTO和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式：
1.有源逆变的工作原理
单相桥式变流电路整流与逆变原理
(a)电路图 (b)整流状态下的波形图
(c)逆变状态下的波形图
TM
2U 2
I dT
1 Id 2
（2）电感性负载
电感性负载的电路
（2）电感性负载
电感性负载的工作波形分析
I dT
1 Id 2
（2）电感性负载
单相全控桥式整流电路带电感性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式：U 0.9U cos d 2 移相范围是0°～90°。 ②、负载电流平均值的计算公式：
③、输出电压的有效值的计算公式：
U 1
2 ( 2 U sin t ) d (t ) U 2 2
1 sin 2 2
④、负载电流有效值的计算公式：
I
U2 Rd
1 sin 2 2
⑤、流过一只可关断晶闸管（GTO）的电流的平均值的计算公式：
I dT
U 1 cos 1 I d 0.45 2 2 Rd 2
⑥、流过一只GTO的电流的有效值的计算公式：
2U 2 U2 1 2 IT ( sin t ) d ( t ) Rd 2 Rd
1 1 sin 2 I 4 2 2
⑦、GTO可能承受的最大电压为： U
2．GTO的驱动电路
GTO门极驱动电路包括开通电路、关断电路和反偏电路。下图为双 电源供电的门极驱动电路，由门极导通电路、门极关断电路和门 极反偏电路组成。
门极导通电路
门极关断电路
门极反偏电路
二、单相桥式整流电路
1．单相桥式全控整流电路 （1）电阻性负载 单相桥式整流电路带电阻性负载的电路
1．单相桥式全控整流电路
2．单相桥式半控整流电路
(1）电阻性负载 电阻性负载电路和工作波形分析
(1）电阻性负载
单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式：U d 的移相范围是0°～180°。
0.9U 2 1 cos 2
②、负载电流平均值的计算公式： I d
Ud U 1 cos 0.9 2 Rd Rd 2
【相关知识】
一、可关断晶闸管（GTO） 1．GTO的结构及工作原理 主要特点：既可用门极正向触发信号使其触发导通，又可向门极加 负向触发电压使其关断。
（a）可关断（GTO）的外形
（b）可关断（GTO）的图形符号
1．GTO的结构及工作原理
可关断（GTO）的内部结构
2．GTO的驱动电路
理想的门极驱动信号（电流、电压）波形如图所示，其中实线为 电流波形，虚线为电压波形。
U TM 2U 2
三、有源逆变电路
1．有源逆变的工作原理 （1）两电源间的能量传递
(a)
(b)
(c)
1．有源逆变的工作原理
图（a）为两个电源同极性连接，称为电源逆串； 图（b）也是两电源同极性相连； 图（c）为两电源反极性连接，称为电源顺串； 此时电源E1与E2均输出功率，电阻上消耗的功率为两电源功率之 和：PR＝P1＋P2。
1．有源逆变的工作原理
通过上述分析，我们知道： （1）无论电源是顺串还是逆串，只要电流从电源正极端流出，则该 电源就输出功率；反之，若电流从电源正极端流入，则该电源就 吸收功率。
（2）两个电源逆串连接时，回路电流从电动势高的电源正极流向电 动势低的电源正极。如果回路电阻很小，即使两电源电动势之差 不大，也可产生足够大的回路电流，使两电源间交换很大的功率。
③、流过一只GTO和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式：
I dT I dD 1 Id 2
IT 1 2 I
④、GTO可能承受的最大电压为：
U TM 2U 2
(2）电感性负载
单相桥式半控整流电路带电感性负载
(2）电感性负载
单相桥式半控整流电路带电感性负载加续流二极管
(2）电感性负载
Id Ud U 0.9 2 cos Rd Rd
③、流过一只GTO的电流的平均值和有效值的计算公式：
I dT
1 Id 2
IT
1 2
Id
④、GTO可能承受的最大电压为： U
TM
2U 2
（2）电感性负载
为了扩大移相范围，去掉输出电压的负值，提高Ud的值，也可以在 负载两端并联续流二极管，接了续流二极管以后，的移相范围可以扩 大到0°～180°。
电流的平均值
电流的有效值
I dT I dD
Id 2
I dDR
2 Id Id 2
(2）电感性负载
④、流过续流二极管的电流的平均值和有效值分别为： 电流的平均值 电流的有效值
I dDR 2 Id Id 2
I DR
Id
⑤、GTO可能承受的最大电压为：
单相桥式整流电路带电阻性负载的工作波形
1．单相桥式全控整流电路
单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式：
Ud
1
2U 2 sin td (t ) 0.9U 2
1 cos 2
②、负载电流平均值的计算公式：
Ud U 2 1 cos Id 0.9 Rd Rd 2
学习项目一 《 可控整流与直流调速》
【学习目标】
识别GTO的器件，了解其功能和作用。 掌握GTO的工作原理。
掌握单相桥式可控整流电路的工作原理。
掌握有源逆变电路的基本概念和单相桥式有源逆变电路的工作原理。 分析大功率整流电力Hale Waihona Puke Baidu车电路的原理及逆变原理。
【课题描述】
可控整流电路的应用是电力电子技术中应用最为广泛的一种技术。本 课题将以电力机车的可控整流电路为例，让大家了解单相桥式可控整 流电路和有源逆变电路在实际电力机车电路中的应用。
电路带电感性负载电路参数的计算如下： ①、输出电压平均值的计算公式： U 0.9U 1 cos d 2
2
的移相范围是0°～180°。
②、负载电流平均值的计算公式：
Id
Ud U 1 cos 0.9 2 Rd Rd 2
③、流过一只GTO和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式：