晶闸管整流电路教学策略
电力电子(晶闸管整流)
一、概述二、课程设计方案本次课程设计的要紧内容是利用晶闸管整流来设计直流电机操纵系统，要紧设计内容有1、电路功能：〔1〕、用晶闸管缺角整流实现直流调压，操纵直流电动机的转速。
〔2〕、电路由主电路与操纵电路组成，主电路要紧环节：整流电路及保卫电路。
操纵电路要紧环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保卫电路。
〔3〕、主电路电力电子开关器件采纳晶闸管、IGBT或MOSFET。
〔4〕、系统具有完善的保卫2、系统总体方案确定3、主电路设计与分析〔1〕、确定主电路方案〔2〕、主电路元器件的计算及选型〔3〕、主电路保卫环节设计4、操纵电路设计与分析〔1〕、检测电路设计〔2〕、功能单元电路设计〔3〕、触发电路设计〔4〕、操纵电路参数确定设计要求有一下四点：1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
4、绘制总电路图5、写出设计报告；要紧的设计条件有：1、设计依据要紧参数〔1〕、输进输出电压：〔AC〕220〔1+15%〕、〔2〕、最大输出电压、电流依据电机功率予以选择〔3〕、要求电机能实现单向无级调速〔4〕、电机型号布置任务时给定2、可提供实验与仿真条件三、系统电路设计1、主电路的设计〔1〕、主电路设计方案主电路的要紧功能是实现整流，将三相交流电变为直流电。
要紧通过整流变压器和三相桥式全控整流来实现。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输进电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大局部根基上由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是专供整流系统的变压器。
整流变压器的功能：1.是提供整流系统适当的电压，2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
晶闸管三相交流桥式整流电路
晶闸管三相交流桥式整流电路1. 引言说到整流电路，很多人可能会觉得这就像是天书一样，不知所云。
不过，别担心，今天我们来聊聊晶闸管三相交流桥式整流电路。
乍一听好像很复杂，但其实，简单明了的说，就是把交流电变成直流电的一种方式。
就像把原本波浪起伏的海面，变成一池平静的湖水，清澈见底，心里特别踏实。
今天，我们就来深入浅出地聊聊这玩意儿，保准让你听完之后，轻松应对各种电路问题。
2. 基本概念2.1 什么是晶闸管？首先，咱们得认识一下晶闸管。
想象一下，它就像是电路中的“开关小王子”，一旦被激活，就能控制电流的流动。
它不仅可以通电，还能断电，是不是觉得它简直太酷了！而且，它可不是一般的开关，它的工作方式让人赞不绝口，可以说是电力控制中的一颗璀璨明珠。
晶闸管的好处就是，它能承受高电压和大电流，非常适合在各种复杂的电路中使用。
2.2 三相交流电的魅力接下来，咱们聊聊三相交流电。
可能有小伙伴会想：“三相交流电是什么鬼？”其实，它就是把电分成三条相位，像三兄弟一起合作，保证电能传输的高效与稳定。
就像打麻将，三个人配合得当，总能赢得漂亮！三相电的优点就是可以减少电缆的用量，还能提高电动机的效率，简直是电力传输的“完美组合”。
3. 整流电路的工作原理3.1 桥式整流的玩法说到整流，大家可以把它想象成一个水坝，把湍急的水流变成平静的湖水。
桥式整流电路就是通过四个晶闸管，巧妙地把三相交流电转变成直流电。
这个过程就像是打麻将时的“碰”、“杠”，每个晶闸管都有自己负责的任务，一起合作，完美无瑕地完成整流工作。
3.2 控制与调节当然，整流电路最神奇的地方在于它的控制与调节功能。
通过调节晶闸管的导通角度，咱们可以轻松改变输出的直流电压，就像调音台上的旋钮，轻松把音量调到合适的程度。
想要电压高点？没问题，调调开关就行；想要电压低点？照样来！这种灵活性让整流电路在工业领域中大展拳脚，应用广泛，真是个“多面手”！4. 实际应用与前景4.1 工业中的大显身手在工业界，晶闸管三相交流桥式整流电路简直是不可或缺的。
单相半波晶闸管整流电路设计
单相半波晶闸管整流电路设计单相半波晶闸管整流电路是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。
在本文中，我将深入探讨单相半波晶闸管整流电路的设计和工作原理，并分享一些关于该主题的观点和理解。
1. 介绍单相半波晶闸管整流电路是一种简单且经济高效的电力转换装置。
它由一个晶闸管、一个负载电阻和一个输入变压器组成。
晶闸管作为开关元件，在特定的触发信号下打开和关闭，从而实现将交流电转换为直流电的功能。
2. 设计要点在设计单相半波晶闸管整流电路时，需要考虑以下几个要点：2.1 输入变压器输入变压器主要用于将高电压的交流电降压为适合电路工作的电压。
变压器的参数选择要根据负载要求和输入电源的特性进行合理的匹配，以确保电路的稳定性和效率。
2.2 晶闸管选择选择适合的晶闸管是设计单相半波晶闸管整流电路的关键。
晶闸管的主要参数包括最大正向电流、最大反向电压和触发电流等。
根据实际需求，选择具有适当安全裕度的晶闸管。
2.3 触发电路触发电路用于控制晶闸管的导通和关断。
其中，触发电路的设计应考虑触发脉冲的宽度、幅度和频率等参数。
触发电路还应具备过电流和过温保护功能，以保证整流电路的稳定性和安全性。
3. 工作原理在单相半波晶闸管整流电路中，当输入电压为正弦波时，晶闸管在触发脉冲的作用下打开，使电流从正向流过负载电阻，从而将正半个周期的交流电转换为直流电。
当输入电压为负值时，晶闸管会自动关闭，以避免反向流动。
4. 优缺点单相半波晶闸管整流电路具有以下优点：4.1 简单和经济相较于其他整流电路，单相半波晶闸管整流电路的设计简单且成本较低，适用于一些简单的应用场景。
4.2 管脚少相对于全波整流电路，单相半波晶闸管整流电路只需要一个晶闸管，因此连接的管脚较少，便于布局和调试。
然而，单相半波晶闸管整流电路也存在一些缺点：4.3 效率较低由于只有正半个周期的交流电被转换成直流电，因此整流效率相对较低。
4.4 输出纹波较大由于输入电压的间断性，单相半波晶闸管整流电路的输出纹波较大，需要进一步进行滤波才能得到稳定的直流电。
电工电子技术基础教案-4-3晶闸管
课时计划一二课程导入：1、从整流电路的特点引出晶闸管的概念。
2、本章节知识内容简介复习二极管整流电路，对比二极管引出晶闸管。
新课讲授一、普通晶闸管晶闸管又称为可控硅(SCR)，它不仅具有硅整流器的特性，更重要的是它的工作过程可以控制，能以小功率信号去控制大功率系统，可作为强电与弱电的接口，属于用途十分广泛的功率电子器件。
在电子设备里，晶闸管主要应用于：可控整流、交流调压、电子开关、逆变等。
晶闸管的外形有小型塑封型(小功率)、平面型(中功率)和螺栓型(中、大功率)几种，如图（a）所示。
平面型和螺栓型使用时固定在散热器上。
晶闸管是由四层半导体P—N—P—N叠合而成，形成三个PN结，有三个电极：阳极Ａ、阴极K、和控制极G。
二、工作特性在图（a）所示的电路中，晶闸管的a、k极、指示灯HL、和电源VAA构成的回路称为主回路。
晶闸管的g、k极、开关S和电源VGG构成的回路称为触发电路或控制电路。
教师引导教授知识，学生参与动脑回答。
学生思考，回答，讨论设计电路研究其工作特性5′5′5′15（1）正向阻断在图（b）所示电路中，指示灯不亮，这说明晶闸管加正向电压，但控制极未加正向电压时，管子不会导通，这种状态称为晶闸管的正向阻断状态。
（2）触发导通在图（c）所示电路中，晶闸管加正向电压，在控制极上加正向触发电压，此时指示灯亮，表明晶闸管导通，这种状态称为晶闸管的触发导通。
（3）反向阻断在图（d）所示电路中，晶闸管加反向电压，即a极接电源负极，k极接电源正极，此时不论开关s闭合与否，指示灯始终不亮。
这说明当单向晶闸管加反向电压时，不管控制极加怎样的电压，它都不会导通，而处于截止状态，这种状态称为晶闸管的反向阻断。
晶闸管导通必须具备两个条件：晶闸管阳极与阴极间接正向电压；控制极与阴极之间也接正向电压。
关断晶闸管的方法有：将阳极电压降低到足够小或加瞬间反向阳极电压；将阳极瞬间开路。
三、主要参数（1）反向阻断峰值电压门极断开、阳极和阴极间加反向电压时，若晶闸管截止，这种状态称为反向阻断；此时允许加到晶闸管上的反向电压最大值称为反向阻断峰值电压（2）正向阻断峰值电压门极断开、阳极和阴极间加正向电压时，若晶闸管截止，这种状态称为正向阻断；此时允许加到晶闸管上的正向电压最大值称为正向阻断峰值电压。
电工电子应用技术 晶闸管可控整流电路教案
单元十三电力电子技术基础（教案）注：表格内黑体字格式为（黑体，小四号，1.25倍行距，居中）13.2晶闸管可控整流电路【教学过程】组织教学：1．检查出勤情况。
2．检查学生教材，习题册是否符合要求。
3．宣布上课。
引入新课：1．可控整流电路的作用是将交流电变换为电压大小可以调节的直流电，以供给直流用电设备，如直流电动机的转速控制、同步发电机的励磁调节、电镀和电解电源等，它主要利用晶闸管的单向导电性和可控性构成。
2．通过实物演示及列举实例，让学生了解桥式整流电路的原理及应用，从而激发他们的学习兴趣。
讲授新课：13.2晶闸管可控整流电路13.2.1整流电路可控整流电路的作用是将交流电变换为电压大小可以调节的直流电，以供给直流用电设备，如直流电动机的转速控制、同步发电机的励磁调节、电镀和电解电源等，它主要利用晶闸管的单向导电性和可控性构成。
13.2.1整流电路单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少的优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。
比较常用的是半控桥式整流电路，简称半控桥，其电路如图13-2-1所示。
在变压器副边电压u的正半周（a端为正）时，T1和D2承受正向电压。
这时如对晶闸管T1引入触发信号，则T1和D2导通，电流的通路为a→T1→R L→D2→b图13-2-1 电阻性负载的单相半控桥式整流电路这时T2和D1都因承受反向电压而截止。
同样，在电压u的负半周时，T2和D1（讲解）（讲解）观看PPT：整流电路)承受正向电压。
这时，如对晶闸管T 2引入触发信号，则T 2和D 1导通，电流的通路为： b→T 2→R L →D 1→a图13-2-2 电阻性负载时单相半控桥式整流电路的电压与电流的波形这时T 1和D 2处于截止状态。
电压与电流的波形如图13-2-2所示。
桥式整流电路的输出电压的平均值为2cos 219.00a U U +⋅= (13-2-1)输出电流的平均值为2cos 19.000aR U R U I L L +⋅==(13-2-2) 13.2.2晶闸管的过电流、过电压保护1．晶闸管的过电流保护由于晶闸管的热容量很小，一旦发生过电流时，温度就会急剧上升而可能把PN 结烧坏，造成元件内部短路或开路。
中南大学电力电子课程设计(晶闸管整流)
3.2变压器的参数计算
3.3闸管电路对电网及系统功率因数的影响
四、整流电路原理及设计
4.1整流元件的选择
4.2电流定额（INVT）的计算
五、触发电路的选择、原理及设计
5.1相控触发芯片的选择
5.2相控触发工作原理及电路原理图
六、保护电路的工作原理及元器件的选择
6．1保护电路的工作原理
6. 2保护电路元器件的选择
电力电子技术
课程设计报告
任课老师：杨建老师
课题名称：单相双半波晶闸管整流电路的设计(反电势、电阻负载)
设计者：程壹涛
班级：电气试验1301
学号：**********
时间：2015-12-05
一、课题选择
1.1课题名称
1.2设计条件
1.3任务要求
二、方案设计
2.1原理框图
三、主电路原理设计
3.1主电路中各元件参数的计算
结构比较简单。一方面是方便我们对设计电路中变压器型号。
晶闸管整流电路应用设计
晶闸管是一种具有双向导电特性的半导体器件，常用于电力电子领域中的整流电路。
下面是一个基本的晶闸管整流电路应用设计：
单相半波整流电路：
电路图：将负载（如电阻或电感）与一个晶闸管和一个二极管连接，晶闸管的控制端与触发电路相连，形成单相半波整流电路。
原理：晶闸管作为开关元件，通过控制其触发角来控制电路的导通和截止。
当晶闸管触发时，电流从正向流入负载，当电流减小到零时，晶闸管将自动截止，负载电压为零，从而实现了半波整流。
单相全波整流电路：
电路图：将负载与两个晶闸管和两个二极管组成一个桥式整流电路，晶闸管的控制端与触发电路相连。
原理：通过控制晶闸管的触发角来实现桥式整流。
当一个晶闸管导通时，电流从正向流入负载，另一个晶闸管被截止。
当触发角变化时，另一个晶闸管导通，电流方向改变，从而实现了全波整流。
三相桥式整流电路：
电路图：将负载与六个晶闸管和六个二极管组成一个三相桥式整流电路，晶闸管的控制端与触发电路相连。
原理：通过适时触发晶闸管，实现三相交流电源的整流。
通过控制各个晶闸管的导通和截止，实现对负载的电流方向和大小的控制。
需要注意的是，在实际设计中，还需考虑电路的保护、电压、电流的变化范围、触发电路的设计等因素，以确保电路的正常工作和安全性。
此外，还可根据具体需求添加滤波。
单相全控桥式晶闸管整流电路的设计反电势 电阻负载
单相全控桥式晶闸管整流电路的设计反电势电阻负载
单相全控桥式晶闸管整流电路的设计反电势是指通过控制晶闸管的导通角度来控制电路的输出电压。
在整流电路中，当晶闸管导通时，电流从负载流过，形成一定的电压降，反电势即为这个电压降。
对于单相全控桥式整流电路而言，电路中有4个晶闸管，每个晶闸管都控制一个半周期的电流。
在正半周中，1和3晶闸管导通，电流通过负载，形成一定的反电势；在负半周中，2和4晶闸管导通，电流流向负载反方向，同样也会形成反电势。
设计反电势的方法主要是通过控制晶闸管的导通角度来调节电路输出的电压。
一般可以通过控制晶闸管的触发角来实现。
调整晶闸管的导通角度可以改变负载电流的截止角，从而影响负载电压，进而实现控制整流电路的输出电压。
在具体的电路设计中，可以使用适当的电路驱动电路和触发控制电路来实现对晶闸管的控制，从而实现所需的反电势。
至于电阻负载，它是指在整流电路输出端加入一个电阻来承载整流电路输出的电流。
在设计时，需要选择适当的电阻值来满足负载的电流要求。
同时，也要考虑电阻的功率和电流容量，以保证电阻能够正常工作并不发生过载。
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晶闸管整流电路教学策略
作者：刘福祥
来源：《职业·下旬》2017年第10期
电力电子技术在电力学、电子学和控制理论等学科中都占有重要地位，是电类专业人才必须掌握的知识。
就宁波技工学校而言，电气工程、工业机器人、轨道机电等专业均对此技术有较高的要求。
晶闸管整流电路是中职教材电子技术基础中的重点内容，本节内容为学生打开了电力电子技术的大门，其中可控的概念、波形的分析、参数的计算等内容均会对后续专业课程进展有较为深远的影响。
但相对而言，本课概念抽象、电路灵活、分析复杂，加之中职学生理解能力不足、数学功底较弱的影响，大大增加了教学难度。
一、教材与学情分析
1.教材分析
晶闸管整流电路是电子技术基础课程第六章第2节内容。
本章主要内容是在第五章直流稳压电源的基础上，使用晶闸管等可控元件取代整流二极管来实现输出电压的调节。
本章的教学重点内容是晶闸管的工作特性、晶闸管的可控整流电路、晶闸管触发电路及晶闸管的选用与保护。
以晶闸管为代表的电力电子元器件使电子技术应用领域由弱电进入到强电领域，而且晶闸管调压电路将在下一步的电工实训环节上大量的应用，因此无论在知识上还是方法上本节都有着关键的意义。
2.学情分析
本节内容是在学生学习了第五章整流电路之后进行教学的，从前面学习情况来看，学生对于二极管整流电路的原理及二极管的选择等内容掌握情况良好，对于本节单相整流电路内容，学生可以通过复习、对照不可控整流电路快速理解和掌握。
在讲授新课时，注意理论部分与仿真软件、课件、电路板等教学辅助工具密切配合，并且可以通过教学引导、分组讨论，让学生主动、积极地掌握晶闸管整流相关知识，同时提高学生的学习兴趣、创新意识。
二、教学目标确定
1.知识与能力
使学生掌握可控整流的基本概念和基本形式。
让学生学会分析单相可控整流电路的工作原理，并能画出相应的波形。
使学生初步学会使用PSIM仿真软件，为下一步学习、分析打下基础。
通过对电压、电流等参数的计算，使学生掌握晶闸管调压方式，并能在一定程度上排除可控整流电路的故障。
2.情感态度
通过对问题的分析、讨论、解决等过程，培养学生自主学习能力和相互沟通、协作能力。
通过对实验室的正确使用和整理，培养学生良好的职业素养。
三、教学法选择策略
参数计算和波形分析是本次课重点内容，比较枯燥。
为了充分调动学生学习的积极性，本节课采用“启发式”问题教学法，创设实际问题的情境，用环环相扣的问题将探究活动层层深入，使教师总是站在学生思维的最近发展区上。
另外恰当地利用课件，尤其是仿真软件进行辅助教学，既能够对知识进行实时、有效的验证，又可直观地引导学生建模的过程，激发学习兴趣。
这一系列过程都在教师的指导下通过分组讨论、演示操作、合作学习等方式逐步完成。
第一节课内容为讲授单相半波可控整流电路的工作原理，可先用动画演示，后仿真，设置分组讨论环节，配合仿真软件，直观展示知识点，探讨各元件的电压波形。
第二节课学习内容为单相半控桥整流电路，内容难度稍大，可先进行仿真，后进行动画分析，在第一节课基础上，以引导讲授配合限时讨论，找到波形来源，总结计算方法，并且分析故障波形。
四、教学过程安排策略
1.课前准备
要求学生在课前复习上节重点晶闸管的特性和上一章桥式整流电路知识，建议学生寻找生活中有哪些设备设施需要电压调节，以便于在课上交流。
2.引入新课
本课由第五章中的整流电路引入，辅之以可调压电子产品图片，自然过渡到调压电路。
（1）上课之前，投影本课学习目标，使学生明确学习内容，思量学习方法。
（2）通过旧课复习，做好新课铺垫。
尤其可以通过列表比较的方法，提问与讲解配合，使学生快速回忆所学知识，并打下伏笔。
（3）分析整流电路的优缺点，请学生说出课前准备的可调节电压的设备设施，结合教师提供的一些可直流调压的设备图片，比较异同，从经济性、实用性、调压平顺性等角度分析电阻分压或者变压器分压的优缺点，引出晶闸管整流的概念，同时强调晶闸管特点。
3.新课讲授
（1）强化本课题目。
通过新课引入已经讨论晶闸管整流电路的一些特点，在此进一步强调“可控”的概念，务求直观。
采用课件展示的方法，投影半波整流与半波可控整流电路，通过课件演示触发脉冲与输出波形的关系，使学生直观认知不同的触发脉冲角度对输出电压值的影响，并通过引导问题“如何改变输出电压”促使学生之间讨论，引出控制角、导通角概念。
（2）以输出电压波形分析为重点，分五个阶段展开分析。
第一阶段，教师30。
触发角为例演示PSIM软件的使用和原理图，之后提出引导问题“控制角与输出电压的关系”；第二阶段，每组学生通过对30°、60°、90°触发角进行仿真，直观感受、分析控制角与输出电压的关系，并进行组内讨论；第三阶段，教师在请每组学生代表陈述问题之后，进行点评，与学生共同验证输出电压公式，并进一步对输出电流、晶闸管承受电压等参数进行仿真、验证；第四阶段，参照上述过程，讲解单相半控桥式整流电路，对其参数进行分组仿真、讨论、陈述、总结和公式验证，并比较两种可控电路的优缺点；第五阶段，通过“某晶闸管断路时输出电压波形”“某二极管断路时输出电压波形”“某晶闸管短路时输出电压波形”“某二极管短路时输出电压波形”“两只晶闸管触发不同步时的输出电压波形”“为什么不需要四只全部为晶闸管”等六个引导问题，完成对电路故障分析的讲解。
（3）有效布置课堂练习，提升对重点内容的理解。
课堂练习将注意力主要集中在单相可控整流的参数计算和故障分析上，总体分两步走。
第一步，请学生利用软件仿真、分析、强化故障电路的波形，教师负责巡回指导；第二步，请学生分组讨论、计算以下问题，“一单相半控桥式整流电路，输入电压U=220V，RL=5 ，当触发角分别为0°、60°、90°、120°、180。
时，负载上的平均电压分别是多少？若要求输出电压的范围为0～150 v，试求输出的最大电流和晶闸管的导通角范围？若无论控制角如何调节，输出电压均不能上升到110 v，可能是什么原因造成的？”
五、作业布置
本课波形分析、参数计算均通过仿真软件总结、验证，对于学生而言印象新鲜且深刻，但是理论分析较为薄弱，尤其对于理论功底较为深厚的学生更是如此。
故此，可设置分层作业，鼓励学主动分析计算，并通过仿真软件尝试解决未学知识。
第一层次：巩固型作业——选取习题册中三个重点题目。
第二层次：研究型作业——三相桥式整流电路输出电压的波形的绘制及参数计算。
（作者单位：宁波技工学校）。