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单相可控整流大电感负载电路

单相可控整流大电感负载电路. 课题一 单相半控桥式整流大电感负载电路. 课题二 单相全控桥式整流大电感负载电路. 教学目的：. 1 、理解单相可控整流大电感负载电路工作原理，能够画出输出电压和管子两端电压的波形。 2 、能够根据电路的要求计算电路参数，并根据计算结果选择元器件。 3 、能够独立进行电路的安装与调试。. 课题一 单相半控桥式整流大电感负载电路. 教学目的 掌握单相半控桥整流电路工作原理，失控现象及解决方法，独立完成电路的安装与调试。. 任务分析及引入

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单相可控整流大电感负载电路

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  1. 单相可控整流大电感负载电路 课题一 单相半控桥式整流大电感负载电路 课题二单相全控桥式整流大电感负载电路

  2. 教学目的： 1、理解单相可控整流大电感负载电路工作原理，能够画出输出电压和管子两端电压的波形。 2、能够根据电路的要求计算电路参数，并根据计算结果选择元器件。 3、能够独立进行电路的安装与调试。

  3. 课题一 单相半控桥式整流大电感负载电路 • 教学目的 掌握单相半控桥整流电路工作原理，失控现象及解决方法，独立完成电路的安装与调试。 • 任务分析及引入 单相半控桥整流电路接大电感Ld负载触发电路： 单相半控桥式整流调光灯电路相同； 单相半控桥整流电路接大电感Ld负载主电路图： 如下图2-2所示

  4. 1 3 i VT VT i d 2 T a L u u d 2 R b 4 2 VD VD 图2—2 单相半控桥整流电路接大电感Ld负载主电路图：

  5. 单相半控桥模块 MFQ、MFQ（X）、MFQ（Z）系列单相半控桥晶体管模块 ● 芯片与底板电气绝缘 ● 国际标准封装 ● 氮气保护焊接结构，优良的温度特性和功率循环能力 ● 安装简单，使用维修方便 ● 体积小，重量轻 ● 最高工作结温达150°C ● 正向压降小

  6. 3 1 VT VT i i d 2 T a L u u d 2 R b 4 2 VD VD 图2—2 相关知识： 一、主电路的工作原理分析 1、α=0°时的波形分析 ud、uVT1波形与单相半控桥式整流调光灯电路相同 2、α=30°时的波形分析 如图所示：

  7. 1 3 VT VT i i d 2 T a L u u d 2 R b 4 2 VD VD uVTI 图2—2 2、α=30°时的波形分析 • u2处于正半周时，VT1在α=30°时触发导通，此时VD4也承受正向电压而导通，Ud=U2，UVT1=0； • u2过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1继续导通。但因a点电位低于b点电位，使得电流从VD4转移至VD2，VD4关断，电流不再流经变压器二次绕组，而是由VT1和VD2续流，称为自然续流。其换流过程称为自然换流； • 在u2负半周触发角α时刻触发VT3，VT3导通，则向VT1加反压使之关断， U2经VT3和VD2向负载供电。u2过零变正时，VD4导通，VD2关断。VT3和VD4续流，Ud又为零。

  8. 3、不同控制角α下的电路工作波形 结论： ①两只晶闸管触发换流，两只二极管在电源过零时换流。 ②电路内部有自然换流作用，ud没有负半周，只要负载中的电感量足够大，id连续。 ③移相范围：0°～180°。 ④参数计算公式：见下一页 α=60° 、α=90°时，晶闸管、二极管导通规律不变，ud、uVTI波形沿着U2波形依次向后推移α角。

  9. 流过晶闸管的电流平均： 流过晶闸管的电流有效值： 晶闸管承受的最大电压： ④参数计算公式： 输出电压平均值： 负载电流平均值：

  10. 二、单相半控桥式整流大电感负载电路中的失控现象分析二、单相半控桥式整流大电感负载电路中的失控现象分析 1、半控桥的失控现象 • 当α 突然增大至180或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使Ud成为正弦半波，即半周期Ud为正弦，另外半周期Ud为零，其平均值保持恒定，即α 失去控制作用，称为失控现象。一旦出现失控，已经导通的晶闸管将因过热而损坏。

  11. 3 1 VT VT i i d 2 T a L u u d 2 R Ud b 4 2 VD VD Ug 图2—2 Ug1 Ug3 Ug1 1、半控桥的失控现象 当触发脉冲丢失

  12. u2 w t O u d  w O t I d i d 续流二极管 防止失控现象的方法：在负载两端并联一只二极管VDR（续流二极管）。 • 续流二极管VDR的作用 • 有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，晶闸管关断，避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。同时，续流期间导电回路中只有一个管压降，有利于降低损耗。

  13. 并联续流二极管后电路参数计算公式： 输出电压平均值： 负载电流平均值： 流过晶闸管的电流平均值： 流过晶闸管的电流有效值： 流过续流二极管的电流平均值： 流过续流二极管的电流有效值： *注：点击公式查看公式推导

  14. 并联续流二极管后电路参数计算公式： 输出电压平均值：

  15. 并联续流二极管后电路参数计算公式： 输出电压平均值： 负载电流平均值： 流过晶闸管的电流平均值： 流过晶闸管的电流有效值： 流过续流二极管的电流平均值： 流过续流二极管的电流有效值： *注：点击公式查看公式推导

  16. 并联续流二极管后电路参数计算公式： 晶闸管最大耐压电压： 续流二极管最大耐压电压： 控制角α的移相范围： α= 0°～180°

  17. 三、电路的安装与调试 1、首先进行线路的连接，在接线过程中按要求照图配线。 2、检查接线正确无误后送电，进行电路的调试。 1）调节触发电路试验面板上的调节旋钮，观察触发电路波形，是否工作正常。 2）调节触发电路试验面板上的调节旋钮，观察负载两端波形的变化是否连续可调。

  18. BX2M-1单相相控触发板

  19. 技能训练 一、技能上训练的要求 1、根据课题的要求，按照电气原理图完成线路的接线。 2、按照技能训练的要求进行线路的调试与测量。 3、时间：60min。 二、技能训练内容 1、按照单相全控桥式整流大电感负载电路原理图在变流实训装置上进行接线。 2、检查接线正确无误后通电调试与测量，并根据要求画出各点的波形图。 3、能够对原理的内容进行简单叙述。

  20. 三、技能训练步骤 1、根据单相半控桥式整流大电感负载电路原理图，在变流装置上完成接线工作。 2、调节电位器RP的旋钮，用示波器观察控制角α变化时，输出电压ud的波形，要求波形整齐，不缺相。 3、用示波器测量并画出α=45°时的触发电路中各点电压、输出电压ud及晶闸管两端电压uVT的波形。 四、技能训练使用的设备、工具、材料 1、万用表 1块 2、双踪慢扫描示波器 1台 3、单结晶体管触发电路实验板 1块 4、整流单元实验板 2块 5、负载（电阻电感箱）实验板 1块 6、连接导线 若干

  21. 课题二单相全控桥式整流大电感负载电路 • 教学目的 掌握单相全控桥整流电路工作原理，独立完成电路的接线与调试。 • 任务分析及引入 单相全控桥整流电路接大电感Ld负载触发电路：单相全控桥式整流调光灯电路相同； 单相全控桥整流电路接大电感Ld负载主电路图：如下图2-18所示

  22. 图2—18 单相全控桥整流电路接大电感Ld负载主电路图：

  23. 单相桥式全控整流模块 DQZ全隔离单相桥式全控整流模块 内部集四只单向可控硅组成的全控桥、移相电路和触发电路于一体，在外部提供交流同步电压（18V AC）下，便可以用0-5V信号自动控制或外接电位器手动控制，达到改变四只单向可控硅的导通角即可方便地实现单相交流电直接转换成幅值无级可调的脉动直流电压。

  24. 图2—18 相关知识： 一、主电路的工作原理分析 1、α=0°时的波形分析 ud、uVT1波形与单相全控桥式整流调光灯电路相同 2、α=30°时的波形分析 如图所示：

  25. uVTI 2、α=30°时的波形分析 • ▲u2处于正半周时，在α=30°时VT1、 VT4同时触发导通，Ud=U2，UVT1=0； • ▲u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断； • ▲ 至ωt=π+α 时刻，给VT2和VT3加触发脉冲，因VT2和VT3本已承受正电压，故两管导通，而VT1和VT4立刻承受负电压，故两管关断； • Ud=-U2，UVT1= U2。

  26. u 2 w t O u d w t O I i d d w t O u VT 1,4 w t O 3、不同控制角α下的电路工作波形 α=60° 、α=90°时，晶闸管导通规律不变，ud、uVTI波形沿着u2波形依次向后推移α角。 当α=90°时，负载电压ud波形正负面积近似相等，其平均值Ud≈0。如图所示： 注意：接大电感负载时，Ud波形出现负半周，移相范围：0°～90°。

  27. 参数的计算公式： 输出电压平均值： 负载电流平均值： 流过晶闸管的电流平均值： 流过晶闸管的电流有效值： 晶闸管承受的最大电压：

  28. 二、负载两端并接续流二极管的简单分析 由于负载电压ud出现负半周，使输出电压平均值Ud下降，怎样解决这个问题呢

  29. VD 二、负载两端并接续流二极管的简单分析 由于负载电压ud出现负半周，使输出电压平均值Ud下降，怎样解决这个问题？ 在负载两端并接续流二极管 下面以α=60°为例，简单分析其工作原理：

  30. VD 以α=60°为例，简单分析其工作原理： ①在电源电压u2正半周时，VT1、VT4在α=60°时被触发导通，Ud=U2，UVT1=0； ②u2过零变负时，续流二极管VD承受正向电压导通，晶闸管VT1、VT4承受反向电压关断。Ud=0，晶闸管VT1（VT4）承受一半的电源电压； ③在相隔180°时刻，给VT2和VT3加触发脉冲而导通，VD承受反压而关断， Ud=-U2，UVT1承受全部的反向电源电压。

  31. 并联续流二极管后电路参数计算公式：——与半控桥带续流二极管公式相同并联续流二极管后电路参数计算公式：——与半控桥带续流二极管公式相同 输出电压平均值： 负载电流平均值： 流过晶闸管的电流平均值： 流过晶闸管的电流有效值： 流过续流二极管的电流平均值： 流过续流二极管的电流有效值：

  32. 并联续流二极管后电路参数计算公式： 晶闸管最大耐压电压： 续流二极管最大耐压电压： 控制角α的移相范围： α= 0°～180°

  33. 三、电路的安装与调试 1、首先进行线路的连接，在接线过程中按要求照图配线。 2、检查接线正确无误后送电，进行电路的调试。 1）调节触发电路试验面板上的调节旋钮，观察触发电路波形，是否工作正常。 2）调节触发电路试验面板上的调节旋钮，观察负载两端波形的变化是否连续可调。 注：触发电路在0°~90°范围内移相。

  34. 技能训练 一、技能上训练的要求 1、根据课题的要求，按照电气原理图完成线路的接线。 2、按照技能训练的要求进行线路的调试与测量。 3、时间：60min。 二、技能训练内容 1、按照单相全控桥式整流大电感负载电路原理图在变流实训装置上进行接线。 2、检查接线正确无误后通电调试与测量，并根据要求画出各点的波形图。 3、能够对原理的内容进行简单叙述。

  35. 三、技能训练步骤 1、根据单相半控桥式整流大电感负载电路原理图，在变流装置上完成接线工作。 2、调节电位器RP的旋钮，用示波器观察控制角α变化时，输出电压ud的波形，要求波形整齐，不缺相。 3、用示波器测量并画出α=45°时的触发电路中各点电压、输出电压ud及晶闸管两端电压uVT的波形。 四、技能训练使用的设备、工具、材料 1、万用表 1块 2、双踪慢扫描示波器 1台 3、单结晶体管触发电路实验板 1块 4、整流单元实验板 2块 5、负载（电阻电感箱）实验板 1块 6、连接导线 若干

  36. 谢谢！ 再见！

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