【正文】 陽(yáng)極電壓的相位關(guān)系。（2）鋸齒波觸發(fā)電路的組成和工作原理鋸齒波觸發(fā)電路由同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成與放大、雙窄脈沖的形成和強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)組成。（6）I、I2和IT三者的關(guān)系為4．鋸齒波同步觸發(fā)電路（1）鋸齒波同步觸發(fā)電路中，如何設(shè)置偏移電壓Ub？設(shè)置偏移電壓的目的是當(dāng)觸發(fā)電路的控制電壓為0時(shí)，使晶閘管整流裝置輸出電壓為0，對(duì)應(yīng)控制角定義為初始相位角。α60176。是電阻性負(fù)載電流連續(xù)與斷續(xù)的分界點(diǎn)。（4）輸出電壓波形為六個(gè)線(xiàn)電壓的組合。每個(gè)周期內(nèi)，六個(gè)晶閘管導(dǎo)通的順序?yàn)閂TVTVTVTVTVT6，觸發(fā)脈沖也必須按此順序做響應(yīng)安排，各脈沖依次相隔60176。（3）每隔60176。而小于120176。（2）在任何時(shí)刻都必須有兩個(gè)晶閘管（分別屬于共陰極組和共陽(yáng)極組）同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成電流通路，才有電壓輸出。電流連續(xù)時(shí)，輸出電壓平均值為Ud＝ cosα3．學(xué)習(xí)三相橋式全控整流電路應(yīng)注意的問(wèn)題（1）按三相U、V、W的順序，共陰極連接的三個(gè)晶閘管編號(hào)為VTVTVT5，共陽(yáng)極連接的三個(gè)晶閘管編號(hào)為VTVTVT2。（3）共陽(yáng)極接法的三相半波電路該電路的自然換相點(diǎn)為相電壓負(fù)半周相鄰兩相電壓的交點(diǎn)。此時(shí)輸出電壓波形和電阻性負(fù)載一樣，晶閘管的導(dǎo)通角為150176?！堞痢?0176。各電流有效值關(guān)系為I=Id、。）電感足夠大，使電流波形連續(xù)且近似為一水平線(xiàn)，每個(gè)晶閘管輪流導(dǎo)通120176。I、I2和IT三者的關(guān)系為（2）電感性負(fù)載（移相范圍α=0176。此時(shí)，在三個(gè)晶閘管全部都關(guān)斷期間，晶閘管承受該相的相電壓，每個(gè)周期內(nèi)由六斷組成。α，電流斷續(xù)?！堞痢?50176。晶閘管兩端電壓波形由3段組成：第1段，VT1導(dǎo)通期間，為一管壓降，可近似為uT1=0 第2段，在VT1關(guān)斷后，VT2導(dǎo)通期間，uT1=uuuv=uuv，為一段線(xiàn)電壓 第3段，在VT3導(dǎo)通期間，uT1=uuuw=uuw為另一段線(xiàn)電壓， 如果增大控制角,將脈沖后移,整流電路的工作情況相應(yīng)地發(fā)生變化。電流連續(xù)?！堞痢?0176。~150176。時(shí)，相當(dāng)于二極管電路不可控整流情況，單相整流電路輸出電壓波形為正弦電壓正半周波形，三相半波整流電路輸出電壓波形為三相相電壓的正向包絡(luò)線(xiàn)，而三相橋式整流電路輸出電壓波形是三相相電壓的正負(fù)包絡(luò)線(xiàn)，即六個(gè)線(xiàn)電壓的正向包絡(luò)線(xiàn)。距對(duì)應(yīng)線(xiàn)電壓原點(diǎn)60176。的地方——自然換相點(diǎn)為相鄰相電壓（或線(xiàn)電壓）的交點(diǎn)。9．初步具備電力電子裝置的安裝與調(diào)試能力、成本核算方法。7．在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神、強(qiáng)化安全意識(shí)和職業(yè)行為規(guī)范。5．了解同步的概念及實(shí)現(xiàn)同步的方法。3．能根據(jù)整流電路形式及元件參數(shù)進(jìn)行輸出電壓、電流等參數(shù)的計(jì)算和元器件選擇。一、學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求1．能分析鋸齒波觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路和數(shù)字觸發(fā)電路的工作原理。其工作原理是將交流電源經(jīng)過(guò)由晶閘管組成的整流電路，通過(guò)移相觸發(fā)改變可控硅導(dǎo)通角大小的方式控制輸出的直流電的大小。使他們截止，從而使輸出電壓提高10%，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。使他們分別在正負(fù)半周全導(dǎo)通。使它不輸出電壓，而讓VTVT4這組反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖移到0176。5）通過(guò)對(duì)電壓檢測(cè)，實(shí)施對(duì)兩組反并聯(lián)晶閘管門(mén)極予以控制。Q置于位置3：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發(fā)方式導(dǎo)通。 4）Q置于位置1：雙向晶閘管得不到觸發(fā)信號(hào)，不能導(dǎo)通，負(fù)載上無(wú)電壓Q置于位置2：正半周，雙向晶閘管Ⅰ+觸發(fā)方式導(dǎo)通。 3） 三相插座漏電，雙向晶閘管以I+或III的方式觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器線(xiàn)圈得電，J1,4常開(kāi)觸頭閉合，常閉觸頭斷開(kāi)，切斷插座電源；同時(shí)J1,2常開(kāi)觸頭閉合，常閉觸頭斷開(kāi)，晶閘管門(mén)極接通電源；雙向晶閘管導(dǎo)通使指示燈亮，提示插座漏電?！?80 186。時(shí)輸出電壓平均值最小。4．計(jì)算題 1） 2）π/2； ； 5．分析題1）當(dāng)觸發(fā)角α為0度時(shí)輸出電壓平均值最大。10）30176。脈動(dòng) 相位控制輸出電壓較為精確，調(diào)速精度較高、快速性好，低速時(shí)轉(zhuǎn)速脈動(dòng)較小。Ⅲ 觸發(fā)T1接負(fù)， T2接正；門(mén)極G接負(fù)，T2接正。I 觸發(fā)： T1接正，T2接負(fù)；門(mén)極G為負(fù)，T2 接正。 7）見(jiàn)教材。 （2）通斷控制。4）5）6）交流調(diào)壓電路中的晶閘管常用兩種方式控制： （1）相位控制。B：觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖前沿盡可能陡，使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽(yáng)極電流能迅速上升超過(guò)掣住電流而維持導(dǎo)通。 12）， ， 13）第一陽(yáng)極T1，第二陽(yáng)極T2，門(mén)極G 14）過(guò)零觸發(fā) 2．判斷題1） 2） 3）√ 4） 5） 6）√ 7）　8）　9）√　10）√3．選擇題1）A 2）D 3）B 4）C 5）A4．問(wèn)答題1）單結(jié)晶體管特性曲線(xiàn)可分為：截止區(qū)、負(fù)阻區(qū)、飽和導(dǎo)通區(qū)。 Ⅲ+觸發(fā)： 負(fù)，正；正，負(fù)。 11）I+ 觸發(fā)：正，負(fù)；G正，負(fù)。 5）控制角、α。試分析圖117示兩組反并聯(lián)晶閘管組成的電路，是如何實(shí)現(xiàn)在輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓∪0保持穩(wěn)定？圖117六、自我檢測(cè)題答案1．填空題 1）要有足夠的驅(qū)動(dòng)功率、觸發(fā)脈沖前沿要陡幅值要高、觸發(fā)脈沖要與晶閘管陽(yáng)極電壓同步。圖1154）圖116為一單相交流調(diào)壓電路，試分析當(dāng)開(kāi)關(guān)Q置于位置3時(shí)，電路的工作情況并畫(huà)出開(kāi)關(guān)置于不同位置時(shí)，負(fù)載上得到的電壓波形。圖1142）單相半波可控整流電路，大電感負(fù)載接續(xù)流二極管，已知U2＝220V，R＝10Ω，要求輸出整流電壓平均值為0～30V連續(xù)可調(diào)，試求控制角的范圍，選擇晶閘管額定電壓和額定電流。試問(wèn)雙向晶閘管的觸發(fā)角α應(yīng)為多少度？試求此時(shí)的電流有效值，以及電源側(cè)的功率因數(shù)值。圖113 2）一臺(tái)工業(yè)爐原由額定電壓為單相交流220∨供電，額定功率為10千瓦。時(shí)，計(jì)算RL吸收的交流電功率是多少？并畫(huà)出RL上的電壓波形圖。 6）交流調(diào)壓電路中，晶閘管常用哪些方式控制？ 7）單相交流調(diào)壓電路中，對(duì)于電阻電感負(fù)載，為什么晶閘管的觸發(fā)脈沖要用寬脈沖或脈沖列？ 8）雙向晶閘管有哪幾種觸發(fā)方式？用的最多的有哪兩種？ 9）在交流調(diào)壓電路中，采用相位控制和通斷控制各有何優(yōu)缺點(diǎn)？為什么通斷控制適用于大慣性負(fù)載？10）單相交流調(diào)壓電路，負(fù)載阻抗角為30176。 3）晶閘管觸發(fā)的觸發(fā)脈沖要滿(mǎn)足哪幾項(xiàng)基本要求？ 4）單相半波可控整流電路，如（1）晶閘管內(nèi)部短路，（2）晶閘管內(nèi)部開(kāi)路，在下面的坐標(biāo)中畫(huà)出其直流輸出電壓Ud和晶閘管兩端電壓UT的波形。 A、 B、 C、D、 4．問(wèn)答題 1）單結(jié)晶體管的特性曲線(xiàn)可以分為哪幾段？如果用一個(gè)二極管和兩個(gè)電阻接成如下方式，請(qǐng)按對(duì)單結(jié)晶體管特性曲線(xiàn)進(jìn)行研究的相同做法，設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路，并作出它的IeUe特性曲線(xiàn)。 D、4）單相半波可控整流電路，晶閘管兩端承受的最大電壓為 。C、10A B、157A3）某型號(hào)為KP10010的普通晶閘管工作在單相半波可控整流電路中，晶閘管能通過(guò)的電流有效值為 。C、150176。2）單相半波可控整流電阻性負(fù)載電路中，控制角α的最大移相范圍是 。 c、360176。A、180176。 （ ） 10）雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管不一樣，它是由五層半導(dǎo)體材料構(gòu)成的。（ ） 7）雙向晶閘管與普通晶閘管一樣，額定電流也用通態(tài)電流平均值表示 （ ） 8）雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管一樣，也是由四層半導(dǎo)體（P1N1P2N2）材料構(gòu)成的。 （ ）5）KP2—5表示的是額定電壓200V，額定電流500A的普通型晶閘管。 （ ）3）用穩(wěn)壓管削波的梯形波給單結(jié)晶體管自激振蕩電路供電，目的是為了使觸發(fā)脈沖與晶閘管主電路實(shí)現(xiàn)同步。 2．判斷題 1）給晶閘管加上正向陽(yáng)極電壓它就會(huì)導(dǎo)通。12）在單相交流調(diào)壓電路中，負(fù)載為電阻性時(shí)移相范圍是 ，負(fù)載是阻感性時(shí)移相范圍是 。 Ⅲ+觸發(fā)：第一陽(yáng)極T1接 電壓，第二陽(yáng)極T2接 電壓,門(mén)極G接 電壓，T2接 電壓。 11）雙向晶閘管的觸發(fā)方式有： I+ 觸發(fā)：第一陽(yáng)極T1接 電壓，第二陽(yáng)極T2接 電壓；門(mén)極G 接 電壓，T2接 電壓。 9）晶閘管的維持電流IH是指在 溫度條件下，門(mén)極斷開(kāi)時(shí)，晶閘管從較大通態(tài)電流下降到剛好能保持導(dǎo)通所必須的最小 電流。 8）由波形系數(shù)可知，晶閘管在額定情況下的有效值電流為ITn等于 倍IT（AV），如果IT（AV）=100安培，則它允許的有效電流為 安培。6）型號(hào)為KP1008的元件表示 管、它的額定電壓為 伏、額定電流為 安。2）單結(jié)晶體管產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖是 脈沖；主要用于驅(qū)動(dòng)　　　功率的晶閘管； 3）普通晶閘管的圖形符號(hào)是 ，三個(gè)電極分別是 ， 和 4）晶閘管的導(dǎo)通條件是 ；關(guān)斷條件是 .。例1－28 哪些因素影響GTO的導(dǎo)通和關(guān)斷？解：影響GTO導(dǎo)通的主要因素有：陽(yáng)極電壓、陽(yáng)極電流、溫度和開(kāi)通控制信號(hào)的波形。但是，由于GTO的多元集成結(jié)構(gòu)，使得每個(gè)GTO遠(yuǎn)的維持電流和擎住電流不可能完全相同。定義為（3）維持電流與擎住電流。與普通晶閘管的額定電流不同。與普通晶閘管不同的是：（1）最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流IATO。又因?yàn)殡娏魇姑}動(dòng)的。（a） (b)圖1－12 例1－25圖例1－26 直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載單相全控橋整流電路中，串接平波電抗器的意義是什么?解：由單相全控橋整流電路輸出的電壓波形是脈動(dòng)的缺角正弦波，當(dāng)增大時(shí)，輸出電壓、電流脈沖加劇，電流的交流分量增大。試畫(huà)出晶閘管承受的電壓波形，整流管和續(xù)流二極管每周期各導(dǎo)電多少度？并計(jì)算晶閘管、整流二極管以及續(xù)流二極管的電流平均值和有效值。輸出電壓波形如圖1－11（b）所示。圖1－11 例1－24圖解：（1）設(shè)在0～期間，VTVT2未觸發(fā)導(dǎo)通，電路在正半周，VD3和VD2導(dǎo)通；輸出電壓；在～π期間，由于VT1因觸發(fā)而導(dǎo)通，VD3承受反壓而關(guān)斷，VD2繼續(xù)導(dǎo)通，則輸出電壓。當(dāng)時(shí)，晶閘管的平均電流為整流二極管的電流平均值與晶閘管的電流平均值相等晶閘管電流有效值為整流二極管和晶閘管的電流有效值為續(xù)流二極管的電流平均值為變壓器的二次側(cè)電流為電源容量為例1－24 圖1－11（a）為具有中點(diǎn)二極管的單相半控橋式整流電路。圖1－10 例1－22波形圖例1－23單相橋半控整流電路，對(duì)直流電動(dòng)機(jī)供電，加有電感量足夠大的平波電抗器和續(xù)流二極管，變壓器二次側(cè)電壓220V，若控制角，且此時(shí)負(fù)載電流，計(jì)算晶閘管、整流二極管和續(xù)流二極管的電流平均值及有效值，以及變壓器的二次側(cè)電流、容量S。例1－22 單相橋式全控整流電路，大電感負(fù)載，交流側(cè)電流有效值為220V，負(fù)載電阻Rd為4Ω，計(jì)算當(dāng)時(shí)，直流輸出電壓平均值、輸出電流的平均值；若在負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管，其、又是多少？此時(shí)流過(guò)晶閘管和續(xù)流二極管的電流平均值和有效值又是多少？畫(huà)出上述兩種情形下的電壓電流波形。但是一旦觸發(fā)脈沖丟失，會(huì)使晶閘管失控。全控整流電路電感性負(fù)載時(shí)，其輸出電壓波形出現(xiàn)負(fù)值，使輸出電壓平均值降低，因此，負(fù)載兩端接上續(xù)流二極管后，輸出電壓波形中不再有負(fù)值，可以提高輸出平均電壓，以滿(mǎn)足負(fù)載的需要。如果這只晶閘管被燒成短路，會(huì)引起其他晶閘管因?qū)﹄娫炊搪范鵁龤?，?yán)重時(shí)使輸入變壓器因過(guò)流而損壞。3） 選擇雙向晶閘管得型號(hào)。試計(jì)算：1） 輸出電壓的有效值。 2）因α=時(shí)，電流為連續(xù)狀態(tài)，此時(shí)負(fù)載電流最大。圖1－9 例1－18圖 解：1）單相交流調(diào)壓電感性負(fù)載時(shí)，控制角α的移相范圍是所以控制角α的移相范圍是60176。2） 負(fù)載電流最大有效值。220V、10kW的電爐其電流有效值應(yīng)為要求輸出功率減半，即值減小1/2，故工作電流應(yīng)為輸出功率減半，即值減小1/2，則α=90176。例1－17 一臺(tái)220V/10kW的電爐，采用單相交流調(diào)壓電路，現(xiàn)使其工作在功率為5kW的電路中，試求電路的控制角α、工作電流以及電源側(cè)功率因數(shù)。例1－16 雙向晶閘管額定電流的定義和普通晶閘管額定電流的定義有何不同？額定電流為100A的兩只普通晶閘管反并聯(lián)可以用額定電流為多少的雙向晶閘管代替？ 解：雙向晶閘管的額定電流用有效值表示，而普通晶閘管的額定電流是用平均值表示的。它只有一個(gè)門(mén)極，可用交流或直流脈沖觸發(fā)，使之能正、反向?qū)?。根?jù)振蕩電路的頻率可以看出，頻率與充電電阻Re和電容容量C有關(guān)。如果接上濾波電容，電路就沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，因此電路不能正常工作。 圖1－8 例1－11波形圖例1－12 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路中，削波穩(wěn)壓管兩端并接移只大電容，可控整流電路能工作嗎？為什么？解：不能工作。（2）晶閘管內(nèi)部短路，顯然晶閘管兩端電壓為零，此時(shí)輸出電壓和晶閘管兩端電壓波形如圖1－8（b）所示。例1－11 單相半波整流電路，如門(mén)極不加觸發(fā)脈沖；晶閘管內(nèi)部短路；晶閘管內(nèi)部斷開(kāi)，試分析上述3種情況下晶閘管兩端電壓和負(fù)載兩端電壓波形。 4）是續(xù)流二極管開(kāi)路造成的。 由于ωLd=2πfLd=250=，所以為大電感負(fù)載，各電量分別計(jì)算如下