1.2单相半波可控整流电路 1.电阻性负载 ()电路图 uz =2U,sin @t U =30 1=60 (b) 图2.2.1单相半波可控整流 （2.2.2)
u 2U sin t 2 = 2 图2.2.1 单相半波可控整流 1. 电阻性负载 (1)电路图 （2.2.2） a =30 a =60 1.2 单相半波可控整流电路
单相半波相控整流电路 u2=√2U2sin01 α：控制角（或移相角） U 0:导通角 0=π-
ωt ωt ωt ωt u2 ug ud, i duToooo 2 u 2 π 2π 3π 2 u 2 - α θ α θ U d i u T T u T u u R 1 2 d d 单相半波相控整流电路 u2= 2 U 2 sin t α ：控制角(或移相角) θ ：导通角 = − 返回
单相半波相控整流电路 U u2=√2U2 sin t 1 α：控制角（或移相角） 0:导通角 0=π-0C -2u2
ωt ωt ωt ωt u2 ug ud, i duToooo 2 u 2 π 2π 3π 2 u 2 - α θ α θ U d i u VT T u T u u R 1 2 d d 单相半波相控整流电路 u2= 2 U 2 sin t α ：控制角 (或移相角 ) θ ：导通角 = − 返回
)工作原理 在电源正半周，晶闸管T承受正向电压，wt〈α 期间由于未加触发脉冲，T处于正向阻断状态而承受 全部电压，负载Rd中无电流通过，负载上电压ud为 零。在0t=α时T被触发导通，电源电压全部加在 上（忽略管压降)，到⊙t=π时，电压过零，在上 述过程中，=。随着电压的下降电流也下降，当电流 下降到小于晶闸管的维持电流时，晶闸管T关断，此 时、均为零。在的负半周，T承受反压，一直处于反 相阻断状态，全部加在T两端。直到下一个周期的触 发脉冲到来后，T又被触发导通，电路工作情况又重 复上述过程。如图2-1(b)所示
1)工作原理 在电源正半周 ，晶闸管T承受正向电压，ωt < α 期间由于未加触发脉冲，T处于正向阻断状态而承受 全部电压，负载Rd中无电流通过 ,负载上电压ud为 零。在ωt =α 时T被触发导通，电源电压全部加在 上（忽略管压降），到ωt=π时，电压过零，在上 述过程中, =。随着电压的下降电流也下降，当电流 下降到小于晶闸管的维持电流时，晶闸管T关断，此 时、均为零。在的负半周，T承受反压，一直处于反 相阻断状态，全部加在T两端。直到下一个周期的触 发脉冲到来后，T又被触发导通，电路工作情况又重 复上述过程。如图2-1（b）所示
在单相相控整流电路中，定义晶闸 管从承受正向电压起到触发导通之间 的电角度α称为控制角（或移相角），晶 闸管在一个周期内导通的电角度称为 导通角，用0表示。 0=π-0
在单相相控整流电路中，定义晶闸 管从承受正向电压起到触发导通之间 的电角度α称为控制角(或移相角)，晶 闸管在一个周期内导通的电角度称为 导通角，用θ表示。 = −
2)电阻性负载时参数计算： (1)整流输出电压平均值u。 根据波形图22.1(b),可求出整流输出电压平均值为： .,e, 2 上式表明，只要改变控制角α（即改变触发时刻），就可以改变 整流输出电压的平均值，达到相控整流的目的。 这种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，简称相控方式。 当a=0时，U。=0,当Q=π时，U.0.45U2为最大值。 移相范围：整流输出电压U的平均值从最大值变化到零时，控制 角α的变化范围为移相范围。 单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为π
上式表明，只要改变控制角α(即改变触发时刻)，就可以改变 整流输出电压的平均值，达到相控整流的目的。 2) 电阻性负载时参数计算： 根据波形图2.2.1 (b)，可求出整流输出电压平均值为： 2 1 cos 0.45 2 2 1 cos 2 sin ( ) 2 1 2 2 2 + + = Ud ＝ U t d t U ＝ U 移相范围：整流输出电压Ud的平均值从最大值变化到零时，控制 角α的变化范围为移相范围。 当α=0时，Ud=0，当α=π时，Ud=0.45U2为最大值。 这种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，简称相控方式。 单相半波相控整流电路带电阻性负载时移相范围为π。 （1）整流输出电压平均值 ud
(2)整流输出电压的有效值U 根据有效值的定义，整流输出电压的有效值为 sin2a -a u=2a2u,smam.aa）=U92 （2.2.4) 2元 (3)整流输出电流的平均值1d和有效值1 (2.2.5) U I R （2.2.6)
4 2 sin2 ( 2 sin ) ( ) 2 1 2 2 2 − = = + U U t d t U 根据有效值的定义，整流输出电压的有效值为 （2.2.4） R U I = R U I d d = （2.2.5） （2.2.6） (2) 整流输出电压的有效值U (3) 整流输出电流的平均值Id和有效值I
(4)变压器二次侧输出的有功功率P、视在功率S和功率因数PF 如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为 P=IR=UI （2.2.7) 电源输入的视在功率为 S=U,I （2.2.8) 电路的功率因数 Pr=P=UL-U=sin 2aI-a S0,1U2V4π 2π (2.2.9) 从上式可知，功率因数是控制角α的函数，且越a大，相控整流输出电压越 低，功率因数PF越小。 当=0时，P℉=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波， 而且基波电流与基波电压（即电源输入正弦电压）也不同相，即是使电阻性负载， PF也不会等于1
（2.2.7） 如果忽略晶闸管T的损耗，则变压器二次侧输出的有功功率为 电源输入的视在功率为 （2.2.9） （2.2.8） 从上式可知，功率因数是控制角α的函数，且越α大，相控整流输出电压越 低，功率因数PF越小。 当α=0时，PF=0.707为最大值。这是因为电路的输出电流中不仅存在谐波， 而且基波电流与基波电压(即电源输入正弦电压)也不同相，即是使电阻性负载， PF也不会等于1。 P I R UI = d = 2 S U I = 2 电路的功率因数 4 2 sin 2 2 2 − = = = = + U U U I U I S P PF (4) 变压器二次侧输出的有功功率P、视在功率S和功率因数PF
例2-1 单相半波相控制整流电路，电阻性 负载，Rd=5Ω，由220V交流电源直接供电， 要求输出平均直流电压50V,求晶闸管的控 制角α、导通角、电源容量及功率因数， 并选用晶闸管。 答案
例2-1 单相半波相控制整流电路，电阻性 负载，Rd=5Ω，由220V交流电源直接供电， 要求输出平均直流电压50V，求晶闸管的控 制角α、导通角θ、电源容量及功率因数， 并选用晶闸管。 答案
答案 a=89° 0=m-0=180°-89°=91°=1.59rad S=U,I=4840V.A PF=P、UM π-a,sin2a =0.499 SU,IV2π 4元 Um=(2~3)Um=(2~3)×311=622~933V,选取800/ 14=(1.5~2)名=0.52×2=21284，选取304 71.57 1.57 选用晶闸管的型号为KP30-8
α=89° = − = − = = 180 89 91 1.59rad 2 S U I V A = = 4840 2 sin 2 0.499 2 4 P UI PF S U I − = = = + = (2 ~ 3) (2 ~ 3) 311 622 ~ 933 , 800 U U V V Tn Tm = = = 选取 ( ) 22 (1.5 ~ 2) (1.5 ~ 2) 21 ~ 28 , 30 1.57 1.57 T T AV I I A A = = = 选取 选用晶闸管的型号为KP30-8。 答案