电力电子技术重点
单相半波可控整流电路 带电阻负载的工作情况 直流输出电压平均值
?+=+==
π
α
α
απωωπ
2
cos 145.0)cos 1(22)(sin 2212
22U U t td U U d 流过晶闸管的电流平均值IdT 和有效值IT 分别为 d
dT
I I π
α
π2-=d
d
T I t d I
I π
α
πωπ
π
α2)(212-=
=
?
续流二极管的电流平均值IdDR 和有效值IDR 分别为 d
dDR I I π
α
π2+=
d
d
DR I t d I I π
α
πωπ
α
ππ
2)(2122+=
=
?+
其移相围为180，其承受的最大正反向电压均为u2的峰
值即22U
单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。
单相桥式全控整流电路 带电阻负载的工作情况 全波整流
在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，因此该电路为全波整流。
直流输出电压平均值
2cos 19.02cos 122)(sin 212
22d α
απωωππ
α
+=+=
=
?
U U t td U U
负载直流电流平均值
2
cos 19.02cos 122R 22d d α
απ+=+==R U R U U I I 2＝I d 晶闸管参数计算 ① 承受最大正向电压：)2(21
2U
② 承受最大反向电压：
2
2U
③ 触发角的移相围：0=α时，2d 9.0U U =；o 180=α时，0d =U 。因此移相围为o 180。
④ 晶闸管电流平均值：
2cos 145
.021
2d dVT α+==R U I I 。
（5）流过晶闸管的电流有效值为：IVT ＝Id ∕2
（6）晶闸管的额定电压=(2~3)×最大反向电压
（7）晶闸管的额定电流=(1.5~2)×电流的有效值∕1.57
单相桥式全控整流电路 带阻感负载
直流输出电压平均值
α
απ
ωωπα
πα
cos 9.0cos 22)(sin 2122
2d U U t td U U ==
=
?
+
触发角的移相围
0=α时，2d 9.0U U =；o 90=α时，0d =U 。因此移相围为o 90。
晶闸管承受电压：正向：
2
2U ；反向：
2
2U
单相桥式半控整流电路，带电阻负载与全控电路在电阻负载时的工作情况相同。
单相桥式全控整流电路 带反电动势负载
Ud ＝0.9 U2 cos α Id ＝(Ud －E)/R I2＝Id 晶闸管承受的最大反向电压为：2U2
流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT ＝Id ∕
2
三相半波可控整流电路 带电阻负载
①o 30≤α时，整流电压平均值（负载电流连续）：
ααπ
ωωπαπαπcos 17.1cos 26
3)(sin 23
21
22656
2d U U t td U U ==
=
?
++
当o 0=α时，d U 最大，2d 17.1U U =。
②o 30>α时，整流电压平均值（负载电流断续）：
)]6cos(1[675.0)]6cos(1[223)(sin 23
212
262d απαππωωππαπ++=++==?
+U U t td U U 当o 150=α时，d U 最小，0d =U ③ 负载电流平均值：
R
U I d d =
④ 晶闸管承受的最大反向电压：为变压器二次侧线电压的峰值，
2
22RM 45.2632U U U U ==?=
⑤ 晶闸管承受的最大正向电压：2FM 2U U =
三相半波可控整流电路 带阻感负载
① 整流电压平均值（负载电流始终连续）：
αcos 17.12d U U =。
② 晶闸管承受的最大正反向电压：为变压器二次侧线电压的峰值，222RM FM 45.2632U U U U U ==?==
③ 负载电流平均值：
R U I d d =
IdVT ＝Id ∕3 IVT ＝Id ∕3
三相桥式全控整流电路 带电阻负载时的工作情况
（1）带电阻负载时的平均值
① 特点：o 60≤α时，整流输出电压连续；o o 12060<<α时，整流输出电压断续。
② 整流电压平均值计算公式：以d u 所处的线电压波形为背景，周期为3
π。
??????
??
?++==<<==≤?
?
+++)]3cos(1[34.2)(sin 63112060cos 34.2)(sin 6316023
2d o
o 23232d o απωωπαα
ωωπαπαπαπαπU t td U U U t td U U ：：
③ 输出电流平均值计算公式：
R
U I d
d =
三相桥式全控整流电路 带电阻电感负载 Ud ＝2.34U2cos Id ＝Ud ∕R IDVT ＝Id ∕3 IVT
＝Id ∕3
第二章 电力电子器件
2. 使晶闸管导通的条件是什么？
答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：u AK >0且u GK >0。
3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？ 答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
4. 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。
π4
π4
π2
5π4a)
b)
c)
图1-43
图2-27 晶闸管导电波形
解：a) I d1=
π21?ππωω4
)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=
?π
πωωπ
4
2
)()sin (21t d t I m =2
m
I π
2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π
1?π
πωω4
)(sin t td I
m =
π
m I (
12
2
+)≈0.5434 I m I 2 =
?π
πωωπ
4
2
)()sin (1
t d t I m =
22m I π
21
43+
≈0.6741I m c) I d3=π21?20)(π
ωt d I m =4
1 I m
I 3 =
?
20
2
)
(21
π
ωπ
t d I m =2
1 I m
5. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?
解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知
a) I m1≈
4767
.0I
≈329.35， I d1
≈
0.2717 I m1≈89.48
b) I m2≈
6741
.0I
≈232.90, I d2
≈
0.5434
I m2≈126.56
c) I m3=2 I = 314, I d3=
4
1 I m3=78.5
第三章 整流电路
3．单相桥式全控整流电路，U 2＝100V ，负载中
R ＝2Ω，
L 值极大，当α＝30°时，要求：①作出u d 、i d 、和i 2的波
形；
②求整流输出平均电压U d 、电流I d ，变压器二次电流
有效值I 2；
③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电
流。
解：①u d 、i d 、和i 2的波形如下图：
②输出平均电压U d 、电流I d ，变压器二次电流有效值I 2分别为
U d ＝0.9 U 2 cos α＝0.9×100×cos30°＝77.97（V ）
I d ＝U d /R ＝77.97/2＝38.99（A ）
I 2＝I d ＝38.99（A ）
③晶闸管承受的最大反向电压为：
2U 2＝1002＝141.4（V ）
考虑安全裕量，晶闸管的额定电压为：
U N ＝（2~3）×141.4＝283~424（V ）
具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。