【正文】 同步電壓與被觸發(fā)晶閘管的陽極電壓之間的相位關(guān)系取決于主電路、觸發(fā)電路形式、負(fù)載性質(zhì)、移相范圍要求等幾個(gè)方面。（1）同步電路 同步電路由晶體管等元件組成。當(dāng)⑦天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 KC41C原理圖及其外部接線圖 腳接高電平時(shí)，導(dǎo)通，各路輸出脈沖被封鎖。的截止，使導(dǎo)通，集電極的脈沖經(jīng)、組成的電路放大后由①腳輸出。在同步電壓的一個(gè)周期內(nèi)，的集電極輸出兩個(gè)相位差180176。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)，上的充電電壓成為的be結(jié)的反偏電壓，截止。 3）移相電路 晶體管與外圍元件組成移相電路。在 的負(fù)半周，截止，、導(dǎo)通，導(dǎo)通，同樣得不到足夠的基極電壓而截止。KC04集成移相觸發(fā)器可分為同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成，脈沖輸出等幾部分電路。在 的負(fù)半周，截止，、導(dǎo)通，導(dǎo)通，同樣得不到足夠的基極電壓而截止。KC04集成移相觸發(fā)器可分為同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成，脈沖輸出等幾部分電路。這時(shí)雖然 50V電源也在向再充電使它電壓回升，但由于充電回路時(shí)間常數(shù)較大，B點(diǎn)電位只能被15 。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案天 津 冶 金 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院教 案 ( 首頁 ) 學(xué)年 2006~2007 學(xué)期:第二學(xué)期課次17課時(shí)2班級(jí)電子052電氣052電氣054周次9日期課題第2章相控整流電路 鋸齒波同步觸發(fā)電路教學(xué)目的理解和掌握相控整流電路對(duì)鋸齒波同步觸發(fā)電路的要求及工作原理課型面授■ 多媒體■ 機(jī)房□ 實(shí)驗(yàn)□ 實(shí)習(xí)□ 課程設(shè)計(jì)□教學(xué)重點(diǎn)鋸齒波同步觸發(fā)電路的工作原理教學(xué)難點(diǎn)鋸齒波同步觸發(fā)電路的工作原理實(shí)踐環(huán)節(jié)作業(yè)215教研室主任意見：注意教學(xué)進(jìn)度，同意該計(jì)劃。、的導(dǎo)通使、都導(dǎo)通輸出脈沖。與此同時(shí)，電容經(jīng)+15V電源、放電和反向充電，使T5基極電位上升，直到(15V)，又重新導(dǎo)通。、處于截止?fàn)顟B(tài)，脈沖變壓器TP二次側(cè)無脈沖輸出。鋸齒波的寬度是由充電時(shí)間常數(shù)決定的,可達(dá) 。直到 TB二次電壓的下一個(gè)負(fù)半周到來時(shí)，重新導(dǎo)通，迅速放電后又被充電，截止。當(dāng)二次電壓波形在負(fù)半周的下降段時(shí)，導(dǎo)通，電容被迅速充電。如uco為正值，M點(diǎn)就向前移，控制角α90，晶閘管電路處于整流工作狀態(tài)?？梢?，加的目的是為了確定控制電壓=0時(shí)脈沖的初始相位。，導(dǎo)通，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)使電路輸出脈沖。調(diào)貳． 節(jié)電位器，即改變的恒定充電電流，可調(diào)節(jié)鋸齒波斜率。對(duì)于晶閘管串聯(lián)接法的全控橋電路無法工作。這就是說，每半周開始，電容C都從零開始充電?？刂艬T的導(dǎo)通、截止；在電容上形成鋸齒波振蕩電壓，在上得到一系列前沿很陡的觸發(fā)尖脈沖，(b)所示，其振蕩頻率為： ()上式中是單結(jié)晶體管的分壓比，即調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)振蕩頻率。 強(qiáng)觸發(fā)電流波形 晶閘管觸發(fā)電路 特點(diǎn)：由單結(jié)晶體管構(gòu)成的觸發(fā)電路具有簡單、可靠、抗干擾能力強(qiáng)、溫度補(bǔ)償性能好，脈沖前沿陡等優(yōu)點(diǎn)，在小容量的晶閘管裝置中得到了廣泛應(yīng)用。觸發(fā)電路對(duì)其產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖要求:１、觸發(fā)信號(hào)可為直流、交流或脈沖電壓?？紤]到脈沖調(diào)整時(shí)不對(duì)稱、電網(wǎng)波動(dòng)等因素影響，還必須有一個(gè)安全裕量角，一般選取θ為 。 交流側(cè)電抗對(duì)逆變換相過程的影響 最小逆變角的選取（1）換相重疊角γ隨電路形式、工作電流的大小不同而不同，一般選取為電角度。觸發(fā)脈沖必須是雙窄脈沖或者是寬脈沖。故cos計(jì)算不大方便，于是引入逆變角β，令α=πβ，則（）改寫成： ()逆變角為β的觸發(fā)脈沖位置從α=π的時(shí)刻左移β角來確定。 三相半波有源逆變電路及其波形 當(dāng)α在范圍內(nèi)變化且E＞Ud時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)有源逆變。在逆變工作狀態(tài)下，雖然控制角α在間變化，晶閘管的陽極電位大部分處于交流電壓的負(fù)半周期，但由于有外接直流電動(dòng)勢(shì)E的存在，使晶閘管仍能承受正向電壓導(dǎo)通。如果|E|||，則=0，如果|E|||，則≠0。反之，如果使角增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小。整流器輸出功率，電機(jī)吸收功率，電流值為： ()式中E為電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)，為電機(jī)繞組電阻。 有源逆變器：完成有源逆變的裝置稱為有源逆變器。2)換相重疊角γ計(jì)算過程: ()上式表明，當(dāng)或增大時(shí)，γ將增大；當(dāng)α增大時(shí)，γ減小。工作過程當(dāng)ω時(shí)刻觸發(fā)時(shí)，Ｂ相電流不能瞬時(shí)上升到值，Ａ相電流不能瞬時(shí)下降到零，電流換相需要時(shí)間，換流重疊角所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為 =γ/ω。換流一次，即在電流連續(xù)的情況下，每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角=120176。在內(nèi)積分上、下限為 和。、90176。時(shí)，政府面積基本相等，即Ud近似為零。由圖中可見，當(dāng)α在60176。 當(dāng)α大于0176。依此類推，在期間和導(dǎo)通，負(fù)載上得到，在期間和導(dǎo)通，負(fù)載上得到。在期間，W相電壓變?yōu)樽钚∝?fù)值，U相電壓仍保持最大正值，在時(shí)刻觸發(fā)，則導(dǎo)通，關(guān)斷。時(shí)的電流電壓波形 晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)?。和三相全控橋式整流電路帶電阻?fù)載時(shí)一樣，把共陰極組的晶閘管依次編號(hào)為、把共陽極的晶閘管依次編號(hào)、。電路移向范圍為0～90176。時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，負(fù)載上承受的是線電壓設(shè)其表達(dá)式為，在內(nèi)積分上 、下限為和。時(shí)工作波形：天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 三相橋式相控整流電路 帶電阻負(fù)載α=60176。 （4）帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路角α的移相范圍是 120176。)。,同一相的上下兩個(gè)橋臂，即 、與，與 ，與脈沖相差180176。 三相橋式相控整流電路帶電阻負(fù)載α=0176。)在ω、ω、ω時(shí)刻，分別觸發(fā)、晶閘管。但是，共陽極接法的三相觸發(fā)電路輸出脈沖變壓器二次繞組就不能有公共線，這給調(diào)試和使用帶來不便。（3）一周期內(nèi)晶閘管的導(dǎo)通角（4）續(xù)流二極管在一周期內(nèi)導(dǎo)通三次，其導(dǎo)通角=3(α－30176。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 大電感負(fù)載的三相半波整流電路及波形（α=60176。參數(shù)計(jì)算:（1）整流輸出電壓平均值為: ()當(dāng)α=0176。時(shí)波形出現(xiàn)部分負(fù)壓。時(shí)，有天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案則 故 晶閘管的額定電流為：晶閘管的額定電壓為： 考慮欲量，選擇KP1001型號(hào)的晶閘管。而 則 （2）當(dāng)α=30176。⑶ 當(dāng)α30176。⑵當(dāng)α≤30176。時(shí)整流輸出電壓平均值最大。當(dāng)α30176。 三相半波相控整流α=18176。圖210（b）所實(shí)是α=60176。當(dāng)α=30176。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 (3)在ω～ω時(shí)期間，C相電壓最高，若在ω刻觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載上得到Ｃ相電壓，并關(guān)斷。共陰接法時(shí)觸發(fā)電路有公共點(diǎn)，接線比較方便，應(yīng)用更為廣泛。但是三相半波相控整流電路是基礎(chǔ)，其分析方法對(duì)研究其他整流電路（包括雙反星形相控整流和時(shí)而脈波相控整流電路）非常有用，其他電路可看成是它的串聯(lián)或并聯(lián)。針對(duì)電動(dòng)機(jī)在低速輕載運(yùn)行時(shí)電流連續(xù)的臨界情況，可計(jì)算出需要的電感量L由下式?jīng)Q定： （）式中，L為主電路總電感量，其單位為H。 ()天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案α＜δ時(shí)，若觸發(fā)脈沖到來，晶閘管因承受負(fù)電壓不可能導(dǎo)通。所以晶閘管的額定電流，選20A額定電壓為，選1000V所以選擇型號(hào)為KP103．反電勢(shì)負(fù)載工作原理反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載：對(duì)于可控整流電路來說，被充電的蓄電池、電容器、正在運(yùn)行的直流電動(dòng)機(jī)的電樞（電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E）等本身是一個(gè)直流電壓的負(fù)載。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案例23 單相全控橋式整流電路大電感負(fù)載如圖27所示，已知電感足夠大，電阻，若要求在0~200V內(nèi)連續(xù)可調(diào)，且αmin=30176。兩組輪流導(dǎo)通，變壓器次級(jí)中的電流是正負(fù)對(duì)稱的方波，電流的平均值Id和有效值I相等，其波形系數(shù)為１。（1）在電流連續(xù)的情況下整流輸出電壓的平均值為(0176。在電源電壓負(fù)半周期，晶閘管、受正向電壓，在時(shí)刻觸發(fā)、導(dǎo)通，、受反壓而關(guān)斷，負(fù)載電流從、中換流至、中。2．大電感負(fù)載工作原理分析：電路控制角的移相范圍為0～π/2 單相全控橋式整流電路帶電感性負(fù)載電路與波形圖當(dāng)負(fù)載有電感與電阻組成時(shí)被稱為阻感性負(fù)載。時(shí)，流過晶閘管的電流有效值為電源容量當(dāng)時(shí)，α=176。176。例22單相橋式全控整流電路給電阻性負(fù)載供電，要求整流輸出電壓能在0100V內(nèi)連續(xù)可調(diào)，負(fù)載最大電流為20A。天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案 （）（4）流過每個(gè)晶閘管的平均電流為輸出電流平均值的一半，即 （）（5）流過每個(gè)晶閘管的電流有效值為(） （6）晶閘管承受的最大反向電壓為。（2）整流輸出電壓的有效值為 （）（3）輸出電流的平均值和有效值分別為 （） （220）（4）流過每個(gè)晶閘管的平均電流為輸出電流平均值的一半，即 （221）（5）流過每個(gè)晶閘管的電流有效值為 （222）（6）晶閘管承受的最大反向電壓為U2。阻性負(fù)載參數(shù)計(jì)算：（1）整流輸出電壓的平均值為 （）即為最小值時(shí)，α=180176。（b）（f）所示單相全控橋式整流電路輸出電壓。、又降為零。在時(shí)刻，給和同時(shí)加觸發(fā)脈沖，則兩個(gè)晶閘管立即觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓將通過和加在負(fù)載電阻上，在的正半周期，同時(shí)承天津冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教 師 授 課 教 案受正向電壓，在時(shí)，同時(shí)給和加觸發(fā)脈沖使其導(dǎo)通，電流經(jīng)、二次側(cè)形成回路?！?80176。?應(yīng)用：單相半波可控整流電路只適于小容量、波形要求不高的場(chǎng)合。波形圖(b)所示。當(dāng)電源電壓過零變負(fù)時(shí)，二極管受正向電壓而導(dǎo)通，負(fù)載上電感維持的電流經(jīng)二極管繼續(xù)流通，故二極管D稱為續(xù)流二極管。 ωLR 時(shí)不同α?xí)r的電流波形在單相半波相控整流電路中，由于電感的存在，整流輸出電壓的平均值將減小，特別在大電感負(fù)載（ωLR）時(shí)，輸出電壓平均值接近于零，負(fù)載上得不到應(yīng)有的電壓。直到時(shí)刻，電感上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電源電壓相等，下降到零，晶閘管T關(guān)斷。（a）是帶電感性負(fù)載的單相半波可控整流電路，（b）是整流電路各電量波形圖。導(dǎo)通角因?yàn)?，所以電源容量功率因?shù)選用晶閘管元件承受的最大電壓。當(dāng)α=0時(shí)，PF=。當(dāng)α=0時(shí)，=0，當(dāng)α=π時(shí)，=。（b）所示。在ωt =α 時(shí)T被觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓全部加在上（忽略管壓降），到ωt=π時(shí)，電壓過零，在上述過程中，=。另一方面，輸入電流總畸變率THD越小，功率因數(shù)PF也越大。輸入電流總畸變率THD（Total Harmonic Distortion）又稱諧波因數(shù)HF（Harmonic Factor），是指除基波電流以外的所有諧波電流有效值與基波電流效值之比，即：（）式中為n次諧波電流有效值。l整流器電路性能和控制方式必須滿足的要求：（1）輸出的直流電壓大小可