晶闸管相控整流电路
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转晶闸管电压
第8页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 > 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（uVT1，4）
转u2负半周
第9页
VT3
VT1
u2 > 0
u2 (a)
VT1 R u1
u2 (b) VT4
T i2 a
u2 b
id ud R
VT4
VT2
图2.3 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（全控）
第5页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
VT3
VT1
u2 < 0
u2 (b)
VT3 R u1
u2 (a) VT2
T i2 a
2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 < 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ uVT1，4 ）
转i2波形
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
▪u2 < 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ i2 ）
第12页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
基本概念
① 控制角α——从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加
波形分析
ud ( id )
▪u2 > 0
uidd
பைடு நூலகம்VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ i2 ） 转u2负半周
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
第13页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
基本数量关系
① 整流输出电压平均值Ud
1
Ud
p
p a
2U 2 sin wtd(wt) 2
2U 2
p
1 cosa
2
0.9U 2
1 cosa
2
ud ( id)
由上式可知，α角的移相范 围为00～1800。
b)
uidd 0a
pa
② 输出电流的平均值Id
uVT1,4
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ud、id）
转u2负半周
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 < 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ ud、id ）
触发脉冲止的电角度。 ② 导通角θ——晶闸管在一个周期中处于通态的电角度。
③ 移相——改变α的大小，即改变触发脉冲出现的时刻。 ④ 移相范围——输出电压平均值大于0所对应的α变化
范围。 ⑤ 换流（换相）——电流从一对桥臂转换到另外一对桥臂。 ⑥ 相控变流装置——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，这样的变流装 置简称相控变流装置。
u2 b
id ud R
VT4
VT2
图2.3 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（全控）
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 > 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
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2.1 概述
➢ 不同性质的负载对于整流电路输出的电压电流波形有很大影 响。
➢ 负载的性质大致分为以下几种（p42）
a) 电阻性负载——如电阻加热炉、电解、电镀和电焊等。 b) 电感性负载——各种电机的励磁绕组，经电抗器滤波
的负载。 c) 电容性负载——整流输出端接大电容滤波的情况。 d) 反电势负载——整流装置输出供蓄电池充电或供直流
图2.2 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（不可控）
第3页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
u2 < 0 u2 (b) D3
R u1
u2 (a) D2
T i2 a
u2 b
D1
D3
id ud R
D4
D2
图2.2 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（不可控）
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
1 sin 2a p a
2p
p
ud ( id)
⑤ 晶闸管承受的最大正向电压UFM b)
uidd 0a
pa
2 U FM 2 U 2
uVT1,4
⑥ 晶闸管承受的最大反向电压URM c) 0
U RM 2U 2
i2
d)
0
wt
wt wt
第15页
b)
uidd ud ( id )
0a
pa
wt
⑦晶闸管的额定电压
uVT1,4
c)
0
wt
UT (AV ) (2 ~ 3) 2U2
i2
d)
0
wt
⑧晶闸管的额定电流
IT ( AV )
(1.5
~
2) IT 1.57
⑨整流电路的功率因数
cos P I 2R
S U2I2
控制特性
1 sin 2a p a
电动机作 电源时用。
➢ 实际上属于单纯的某一种性质的负载是很少的。 确定负载性质必须根据实际情况作具体分析。
第2页
2.2 单相可控整流电路
2.2.1 单相桥式全控整流电路（p45）
1. 电阻负载
电路结构及其工作原理
u2 > 0
T i2 a
D1
D3
id
u2 (a) D1
u1
u2
ud R
R
b
D4
D2
u2 (b) D4
2.1 概述
图2.1 部分常用的整流电路
不可控整流
c）
整 流 电 路
按组成器件
可控整流
半控整流 全控整流
单相
按电源相数
三相 六相
L L
按电路结构
零式 桥式
d） 除c）、d）外 a）～e） f）、g）
b）、f） c）、d）、e）、g）
按变压器绕组电流
半波 全波
a）、b）、f） c）、d）、e）、g）
Id
Ud R
0.9 U 2 R
1 cosa
2
c)
0 i2
d)
0
wt
wt wt
第14页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
③ 流过晶闸管的电流平均值IdT
I dT
1 2
I
d
0.45 U 2 R
1 cosa
2
④ 流过晶闸管的电流有效值IT
IT
1 p 2p a
2U 2 R
sin
wt
2
d
wt
1 U2 2R
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 > 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（uVT1，4）
转u2负半周
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VT3
VT1
u2 > 0
u2 (a)
VT1 R u1
u2 (b) VT4
T i2 a
u2 b
id ud R
VT4
VT2
图2.3 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（全控）
第5页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
VT3
VT1
u2 < 0
u2 (b)
VT3 R u1
u2 (a) VT2
T i2 a
2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 < 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ uVT1，4 ）
转i2波形
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
▪u2 < 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ i2 ）
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
基本概念
① 控制角α——从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加
波形分析
ud ( id )
▪u2 > 0
uidd
பைடு நூலகம்VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ i2 ） 转u2负半周
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
基本数量关系
① 整流输出电压平均值Ud
1
Ud
p
p a
2U 2 sin wtd(wt) 2
2U 2
p
1 cosa
2
0.9U 2
1 cosa
2
ud ( id)
由上式可知，α角的移相范 围为00～1800。
b)
uidd 0a
pa
② 输出电流的平均值Id
uVT1,4
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ud、id）
转u2负半周
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 < 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
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0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
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wt
图2.4 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及波形（ ud、id ）
触发脉冲止的电角度。 ② 导通角θ——晶闸管在一个周期中处于通态的电角度。
③ 移相——改变α的大小，即改变触发脉冲出现的时刻。 ④ 移相范围——输出电压平均值大于0所对应的α变化
范围。 ⑤ 换流（换相）——电流从一对桥臂转换到另外一对桥臂。 ⑥ 相控变流装置——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，这样的变流装 置简称相控变流装置。
u2 b
id ud R
VT4
VT2
图2.3 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（全控）
第6页
2.2.1 单相桥式全控整流电路
波形分析
ud ( id )
▪u2 > 0
uidd
VT3
VT1
T i2 a
id b)
0a
pa
uVT1,4
wt
u1
u2
ud R c)
b
0
wt
i2
VT4
VT2
a)
d)
0
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2.1 概述
➢ 不同性质的负载对于整流电路输出的电压电流波形有很大影 响。
➢ 负载的性质大致分为以下几种（p42）
a) 电阻性负载——如电阻加热炉、电解、电镀和电焊等。 b) 电感性负载——各种电机的励磁绕组，经电抗器滤波
的负载。 c) 电容性负载——整流输出端接大电容滤波的情况。 d) 反电势负载——整流装置输出供蓄电池充电或供直流
图2.2 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（不可控）
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
u2 < 0 u2 (b) D3
R u1
u2 (a) D2
T i2 a
u2 b
D1
D3
id ud R
D4
D2
图2.2 单相桥式全控整流带电阻负载时的电路及工作原理（不可控）
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
1 sin 2a p a
2p
p
ud ( id)
⑤ 晶闸管承受的最大正向电压UFM b)
uidd 0a
pa
2 U FM 2 U 2
uVT1,4
⑥ 晶闸管承受的最大反向电压URM c) 0
U RM 2U 2
i2
d)
0
wt
wt wt
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b)
uidd ud ( id )
0a
pa
wt
⑦晶闸管的额定电压
uVT1,4
c)
0
wt
UT (AV ) (2 ~ 3) 2U2
i2
d)
0
wt
⑧晶闸管的额定电流
IT ( AV )
(1.5
~
2) IT 1.57
⑨整流电路的功率因数
cos P I 2R
S U2I2
控制特性
1 sin 2a p a
电动机作 电源时用。
➢ 实际上属于单纯的某一种性质的负载是很少的。 确定负载性质必须根据实际情况作具体分析。
第2页
2.2 单相可控整流电路
2.2.1 单相桥式全控整流电路（p45）
1. 电阻负载
电路结构及其工作原理
u2 > 0
T i2 a
D1
D3
id
u2 (a) D1
u1
u2
ud R
R
b
D4
D2
u2 (b) D4
2.1 概述
图2.1 部分常用的整流电路
不可控整流
c）
整 流 电 路
按组成器件
可控整流
半控整流 全控整流
单相
按电源相数
三相 六相
L L
按电路结构
零式 桥式
d） 除c）、d）外 a）～e） f）、g）
b）、f） c）、d）、e）、g）
按变压器绕组电流
半波 全波
a）、b）、f） c）、d）、e）、g）
Id
Ud R
0.9 U 2 R
1 cosa
2
c)
0 i2
d)
0
wt
wt wt
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2.2.1 单相桥式全控整流电路
③ 流过晶闸管的电流平均值IdT
I dT
1 2
I
d
0.45 U 2 R
1 cosa
2
④ 流过晶闸管的电流有效值IT
IT
1 p 2p a
2U 2 R
sin
wt
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wt
1 U2 2R