城市轨道交通电工电子技术课件 单元9 直流电源
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城市轨道交通供配电系统讲义PPT
做一做
作业： 1、牵引供电系统有哪几部分组成？什么是牵引网？ 2、绘制牵引供电系统示意图。
地铁变电所（室）一般是在地铁沿线设置的，地铁变电所 （室）可以建在地下，也可以建在地面，地铁变电所（室） 尤其是地下变电所（室）在防火方面都有一定的要求。地铁 变电所（室）根据不同类型分为三种基本类型：高压主变电 所（室）、牵引变电所（室）和降压变电所（室）。地铁变 电所（室）是由各种不同用途的电气设备按照一定的电气主
（受
网到电动车组，再经
走行轨或负馈电线、
回
回流线返回牵引变电
流
所构成牵引供电回路。
线
电弓 或受 流器） 电动车组
如图
走行轨
（负馈电线）
• 由于接触网是无备用设备又极易损耗的供电系统终端装置，受环境和气候的影较大，一旦 设备损坏就会造成牵引供电中断，从而导致电动列车无法运行，线路运行停顿和秩序混乱， 对轨道交通造成较大损害。
2、交流制：一般多用于电气化铁路牵引供电方式（距离远、需装车载变流装置）。
⑤ 地下管道涂沥青后再包油毡；
★在地铁供电系统中，根据实际需要，可以分为集中式供电和分散式供电
2、城市轨道交通供配电系统
集中供电
2、城市轨道交通供配电系统
分散供电
三、城市轨道交通牵引电力制式
●城市轨道交通电动列车，有直流驱动和交流驱动两类，为使这两类 列车都能在同种牵引电力制式下运行，一般采用直流牵引供电制式。
2、城市轨道交通供配电系统
4 远动监控及地下迷流
2、城市轨道交通供配电系统
牵引供电系统：5部分，牵引网
图5-2地铁牵引供电系统示意图
图5-1 城市电网一次电力系统和地铁供电系统
1、一次电力系统
城市轨道交通直流开关及成套开关柜—直流开关
直流断 路器相 关各部 件结构 图说明
1
固定绝缘框架是由加强型玻璃纤维聚酯绝缘材料制成（体积小、质量轻、
绝缘高）
2 一次回路由一个下部连接排、一个动触头、一个上部连接排、一个静触头组成
3
瞬时过流脱扣器(大电流脱扣)
4
灭弧室
02
直流断路器相关各部件结构图说明
直流断 路器相 关各部 件结构 图说明
5
合闸装置和拨叉
05
它通过一连动杆与分闸脱扣装置相 连，连动杆带动分闸脱扣装置顶起拨 叉，使其脱离限位块
在按下紧急分闸按钮的同时联动紧 急分闸行程开关，将动作信号上传 至控制保护装置
间接脱扣动作
间接脱扣动作由SEPCOS装置发 出指令，CID与BI组成执行单元
同时SEPCOS也向CID间接脱扣 控制器（CID准备就绪即该装置 充电完毕）脱扣指令，CID向BI （间接脱扣器）放电，BI受电推 动连动杆向前运动
4
对断路器的触头应该进行特别的检查和维护。任何灰尘都必须用干抹布擦去，
如果形成大块的堆积，则应该用金属刷刮干净
5
对触头千万不能用锉刀，同时绝对禁止对触头的润滑
触头磨损
（1） 主触头，包括动、静触头都有可能会磨损掉10mm之多 （2） 但经验证明这样的情况也只会在设备连
续运行多年后才会发生
（3）
磨损将导致触头压力的减小，同时合闸装置的行程将会 增加5mm。当触头开距变为（3±0.5)mm时，主触头
04
灭弧室的检查
在更换主触头或进行周期性检查 时，也应同时仔细检查灭弧室
灭弧室入口处的状态可代表其总体状 况
只要角板的磨损没有超过其原截面的1/2，灭弧室还可以继续使用
05
城市轨道交通电工电子技术课件 单元1 直流电路
18 学时
1.1电路及其基本物理量
1.1.1电路的组成和作用
1.1.1.1电路的概念 电路，是为了完成某种功能，将电器元件或设备按一定方式连接起来而形成 的系统，通常用以构成电流的通路。从广义上说，日常生活中使用的用电设备到工 农业生产中用到的各种生产机械的电气控制部分及计算机、各种测试仪表等，都是 实际的电路。 电路规模的大小，可以相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电 网。实际应用的电路都比较复杂。因此，为了便于分析电路的实质，通常用规定的 图形符号表示，组成电路实际元件及其连接线，即画成所谓的电路图。
图1-8 全电路
1.2电路元件及其伏安关系
1.2.1电阻元件的欧姆定律
1.2.1.2全电路欧姆定律 通过实验可以验证，在一个闭合电路中，电流I与电源的电动势E成正比，与电 路中内电阻和外电阻之和成反比，这个规律称为全电路欧姆定律，用公式（1-9） 表示为：
电流的单位是安培，简称安，用符号A表示；电量的单位是库仑，简称库，用 C表示。电流的单位还有kA、mA、μA，其换算关系为：
1.1电路及其基本物理量
1.1.2电路的主要物理量
1.1.2.2电压与电动势 （1）电压。
在图1-2中，两个极板a、b上分别带有正、负电荷，这样两极板间就存在一个 电场，其方向由a指向b。
1.2电路元件及其伏安关系
1.2.1电阻元件的欧姆定律
1.2.1.1部分电路欧姆定律 通过试验可以知道，流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻成反 比，这称之为部分电路欧姆定律，用公式（1-8）表示为：
从图1-5可以看出，电阻两端的电压方向是由高点位指向低点位，并且点位是 逐点降低的。
1.2电路元件及其伏安关系
1.1电路及其基本物理量
1.1电路及其基本物理量
1.1.1电路的组成和作用
1.1.1.1电路的概念 电路，是为了完成某种功能，将电器元件或设备按一定方式连接起来而形成 的系统，通常用以构成电流的通路。从广义上说，日常生活中使用的用电设备到工 农业生产中用到的各种生产机械的电气控制部分及计算机、各种测试仪表等，都是 实际的电路。 电路规模的大小，可以相差很大，小到硅片上的集成电路，大到高低压输电 网。实际应用的电路都比较复杂。因此，为了便于分析电路的实质，通常用规定的 图形符号表示，组成电路实际元件及其连接线，即画成所谓的电路图。
图1-8 全电路
1.2电路元件及其伏安关系
1.2.1电阻元件的欧姆定律
1.2.1.2全电路欧姆定律 通过实验可以验证，在一个闭合电路中，电流I与电源的电动势E成正比，与电 路中内电阻和外电阻之和成反比，这个规律称为全电路欧姆定律，用公式（1-9） 表示为：
电流的单位是安培，简称安，用符号A表示；电量的单位是库仑，简称库，用 C表示。电流的单位还有kA、mA、μA，其换算关系为：
1.1电路及其基本物理量
1.1.2电路的主要物理量
1.1.2.2电压与电动势 （1）电压。
在图1-2中，两个极板a、b上分别带有正、负电荷，这样两极板间就存在一个 电场，其方向由a指向b。
1.2电路元件及其伏安关系
1.2.1电阻元件的欧姆定律
1.2.1.1部分电路欧姆定律 通过试验可以知道，流过电阻的电流I与电阻两端的电压U成正比，与电阻成反 比，这称之为部分电路欧姆定律，用公式（1-8）表示为：
从图1-5可以看出，电阻两端的电压方向是由高点位指向低点位，并且点位是 逐点降低的。
1.2电路元件及其伏安关系
1.1电路及其基本物理量
模块1 城市轨道交通电气系统《城轨供电电工电子技术》教学课件
《城轨供电电工电子技术》
✩精品课件合集
模块1 城市第轨X道章交X通X电X气X 系统
目 录
城市轨道 交通电气
系统
CONTENTS
任务 1 城市轨道交通供电系统认知 任务 2 城市轨道交通运营电气设备认知
任务1 城市轨道交通供电系统认知
New Lessons
新授
一、城市轨道交通供电系统的组成
城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的能源补给线，它的安全、可靠运行应被放在第一位，它对城市轨道交 通的影响是全面的。 城市轨道交通供电系统的电源一般取自国家电力系统供电系统，主要由以下三部分组成：中压环网供电系统、 电力牵引供电系统、动力照明供电系统三大部分组成。城市轨道交通供电系统示意图如图1-1-1所示
设备等为三级负荷。
16
三、城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
图1-1-8 城市轨道交通供电原理图
17
Exercises
练习
课后练习
1．写出城市轨道交通供电系统组成和作用，并画 出原理图。 2．简述城市轨道交通供电系统的供电制式。
19
任务2 城市轨道交通运营电气设备认知
New Lessons
城市电网35(10)kV电源
AC 35(10)kV
电力监 控系统
图1-1-6 集中式（三级电压）供电示意图
AC 35(10)kV 通信通道
通信通道
牵引电网
DC 1 500(750)V
牵引变电所
AC 35(10)kV
降压变电所
AC 400 V 低压配电系统
图1-1-7 分散式供电示意图
14
三、城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
电网对其他用户的影响较大；5.要求城市电网
✩精品课件合集
模块1 城市第轨X道章交X通X电X气X 系统
目 录
城市轨道 交通电气
系统
CONTENTS
任务 1 城市轨道交通供电系统认知 任务 2 城市轨道交通运营电气设备认知
任务1 城市轨道交通供电系统认知
New Lessons
新授
一、城市轨道交通供电系统的组成
城市轨道交通供电系统是城市轨道交通的能源补给线，它的安全、可靠运行应被放在第一位，它对城市轨道交 通的影响是全面的。 城市轨道交通供电系统的电源一般取自国家电力系统供电系统，主要由以下三部分组成：中压环网供电系统、 电力牵引供电系统、动力照明供电系统三大部分组成。城市轨道交通供电系统示意图如图1-1-1所示
设备等为三级负荷。
16
三、城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
图1-1-8 城市轨道交通供电原理图
17
Exercises
练习
课后练习
1．写出城市轨道交通供电系统组成和作用，并画 出原理图。 2．简述城市轨道交通供电系统的供电制式。
19
任务2 城市轨道交通运营电气设备认知
New Lessons
城市电网35(10)kV电源
AC 35(10)kV
电力监 控系统
图1-1-6 集中式（三级电压）供电示意图
AC 35(10)kV 通信通道
通信通道
牵引电网
DC 1 500(750)V
牵引变电所
AC 35(10)kV
降压变电所
AC 400 V 低压配电系统
图1-1-7 分散式供电示意图
14
三、城市电网对轨道交通的供电方式及负荷等级
电网对其他用户的影响较大；5.要求城市电网
城市轨道交通电工基础课件 直流电路
3、导线——连接导线用来把电源、负载 和其他辅助设备连接成一个闭合回路，起 着传输电能的作用。
4、辅助设备——辅助设备是用来实现对 电路的通断、控制、保护及测量等作用的 。辅助设备包括各种开关（控制电路接通 和断开的装置）、熔断器及测量仪表等。
2.电路主要物理量 • 电流——电荷的定向移动称为电流 。
城市轨道交通电工技术基础
一．电路及其基本物理量
• 电路——电流所流经的路径。
电路的组成——电源、负载、连接导 线和辅助设备四大基本部分组成
1、电源——提供电能的设备，电源的功 能是把非电能转变成电能。
2、负载——在电路中使用电能的各种设 备统称为负载，负载的功能是把电能转变 为其他形式能。
字母P表示，单位为W。
电功——电流所做的功，简称电功（即电能 ），用字母W表示。 在实际应用中，电能的另一个常用单位是 千瓦时（kW·h）,即通常所说的1度电，1度 =1kW·h =3.6×106J。
• 例1-1 一个100Ω的电阻流过50mA的电流 时，求电阻上的电压降和电阻消耗的功率 ，当电流通过时间为1min时，电阻消耗的 电能为多少？
I=Q/t • 电压与电动势
电压——规定：电场力把单位正电荷由a点 移向b点所作的功，我们称之为a、b两点间 的电压，用符号Uab来表示。电压的单位是
伏特，用V来表示。用公式表示： 电动势——即电源把正电荷从负极移到正极
所做的功与该电荷电量的比值，称电源的 电动势。
• 电功率与电能 电功率——我们把单位时间电流所做的功称 为电功率，来表示电场力做功的快慢。用
电工电子技术直流电路PPT课件
2A
(1)两个电源共同作用电流
--
I 9 2 5A 3
(2)用欧姆定律计算电流I I U 9 3A R3
2. p48习题1-4
哪个答案正确?
R
+
+
+
5A
2Ω U
--
10V
--
R
10Ω U
--
34
我们为什么要学习
《电工电子技术》 这门课?
学习后续课程的需要
今后从事工程技术工作的需要
2
第2页/共115页
电工电子技术
课程性质:技术基础课 机械制造与自动化专业
紧密结合工程实际,学习电工、电子技术的基本理论、 基本知识和基本技能，为学习后续课程及从事工程技术 工作打下一定的基础
课程内容: 基础性与普遍性
在电流可能的两个实际方向中，任选一个作为标准
（参考），并用箭头标出。当电流I的实际方向与之相
同时， I为正值；反之，I是负值
13
第13页/共115页
一段电路电流的实际方向为未知
规定其参考方向如图示
I
I
实际方向
I＞0
实际方向
I＜0
规定的参考方向与实际方向相同， I＞0 反之， I＜0
结论
相对于电流的参考方向（标准），电流I是一个代数量 参考方向与代数量结合，即可确定电流的实际方向
17
第17页/共115页
三.电压、电流的关联参考方向
关联参考方向 电流的参考方向与电压降的参考方向
一致
A
I
+
A
I
+
U
U
--
--
B
B
非关联参考方向
城市轨道交通电工电子课件项目9-10
1.4 单相桥式全波整流电路
1．电路如图
V1～V4为整流二 极管，电路为桥
式结构。
2. 工作原理
（1）v2正半周时，如图1.2.4（a）所示，A点电位高于B点 电位，则V1、V3导通（V2、V4截止），i1自上而下流过负载RL；
（2）v2负半周时，如图1.2.4（b）所示，A点电位低于B点电 位，则V2、V4导通（V1、V3截止），i2自上而下流过负载RL；
因为对于交流电源来说，i2总是滞后于U2,这相当于电源有一个感性负 载，α越大，i2滞后U2的角度也越大， cosφ也就越小。
P=负载的电压有效值×负载的电流有效值
S＝电源的电压有效值×电源的电流有效值
所以： cos P UIT UIT U 1 sin 2
S U2I2 U2IT U2 4
3．负载和整流二极管上的电压和电流
（1）负载电压VL
VL = 0.45 V2 （2）负载电流IL
（1.2.1）
IL
VL RL
0.45V2 RL
（1.2.2）
（3）二极管正向电流IV和负载电流IZ
IV
IL
0.45V2 RL
（1.2.3）
（4）二极管反向峰值电压VRM VRM 2V2 1.41V2
项目九 整流器及其应用
[知识要点]
任务一 晶体二极管整流电路 任务二 可控硅整流电路 任务三 整流变压器的原理 任务四 典型滤波电路 任务五 典型直流稳压电路 任务六 逆变器的功能和分类
任务一 晶体二极管整流电路
1.1 基本概念 1.2 单相半波整流电路 1.3 单相全波整流电路 1.4 单相桥式全波整流电路
ωt2
uVT
f) 0
ωt2
中职教育-《城市轨道交通车辆电器》下篇课件：单元9 其他电器(吴冰 主编 人民交通出版社).ppt
1、型号及含义 6C180型、6C110型 6－序号； C－接触器； 180、110－主触头额定电流(A)。
2、结构 6C系列三相交流接触器结构基本相同，其外形及结构如
图9－4。
图9－4 6C系列三相接触器外形及线圈组件示意图 1－底座；2－静触头；3－桥式整流器；4－接线柱；5－动触头；
6－辅助触头；7－灭弧罩。
电器寿命(百万次)
最大操作频率(次/h)
6C110
6C180
1 000 25～400
1 000 25～400
160
260
110
180
1 100
1 800
1 300
1 800
6CA21R
15
660 16.5(DV24V)，15(DCll0V)
6CCl80／415 交流或直流
110
46
1 240
10
10
3．撬开已熔焊的触头，或酌情更ห้องสมุดไป่ตู้新 触头
4．清理磁极表面
六、接触器的日常维护
接触器在使用时应经常或定期地检查其运行情况，并进行必要
的合理维护，以延长其使用寿命，保证其安全可靠地运行。 维护、检修时应首先断开电源，再按照如下步骤进行操作：
1．外观检查 用压缩空气清除接触器各部件的灰尘，铁心极面上的灰尘也可
图2－2 继电器原理组成方框图
2、继电器的分类 继电器的用途很广，种类繁多，对不同类型的继电器要求不
同，有时对同一类型的继电器，也需要从不同的方面去
说明它的特性，因此，继电器有很多种分类方法，下面 仅根据目前城轨车辆上使用的情况来分类：
1．按用途分，有控制继电器和保护继电器。 2．按输入物理量的性质分，有电磁式继电器（反应电量的继
2、结构 6C系列三相交流接触器结构基本相同，其外形及结构如
图9－4。
图9－4 6C系列三相接触器外形及线圈组件示意图 1－底座；2－静触头；3－桥式整流器；4－接线柱；5－动触头；
6－辅助触头；7－灭弧罩。
电器寿命(百万次)
最大操作频率(次/h)
6C110
6C180
1 000 25～400
1 000 25～400
160
260
110
180
1 100
1 800
1 300
1 800
6CA21R
15
660 16.5(DV24V)，15(DCll0V)
6CCl80／415 交流或直流
110
46
1 240
10
10
3．撬开已熔焊的触头，或酌情更ห้องสมุดไป่ตู้新 触头
4．清理磁极表面
六、接触器的日常维护
接触器在使用时应经常或定期地检查其运行情况，并进行必要
的合理维护，以延长其使用寿命，保证其安全可靠地运行。 维护、检修时应首先断开电源，再按照如下步骤进行操作：
1．外观检查 用压缩空气清除接触器各部件的灰尘，铁心极面上的灰尘也可
图2－2 继电器原理组成方框图
2、继电器的分类 继电器的用途很广，种类繁多，对不同类型的继电器要求不
同，有时对同一类型的继电器，也需要从不同的方面去
说明它的特性，因此，继电器有很多种分类方法，下面 仅根据目前城轨车辆上使用的情况来分类：
1．按用途分，有控制继电器和保护继电器。 2．按输入物理量的性质分，有电磁式继电器（反应电量的继
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直流稳压电源分为线性稳压电路和非线性稳压电路两大类。 线性电源按稳压方式分为参数稳压电源和反馈调整型稳压电源。参数稳压电 源电路简单，主要是利用元件的非线性实现稳压。比如一只电阻和一只稳压二极管 即可构成参数稳压电路。反馈调整型稳压电源具有负反馈闭环，是闭环自动调整系 统，优点是技术成熟，性能优良、稳定，设计与制造简单。缺点是体积大、效率低。 非线性电源主要是指开关电源。开关电源按激励方式分为自激式和它激式； 按调制方式有脉宽调制型（PWM）、频率调制型（PFM）、宽度和频率均改变的 混合型；按使用开关管的类型分为有晶体管和晶闸管型；按开关管电流工作方式分 为分开关型变换器和谐振型变换器，分开关型变换器是用晶体管开关把直流变成方 波或准方波的高频交流，谐振型变换器是将晶体管开关连接在LC谐振电路上，开 关电流不是方波而是正弦波或准正弦波。
9.1.1.1电源变压器 电源变压器也称整流变压器。由于所需要的直流电压比电网的交流电压在数 值上相差较大，因此，利用变压器降压得到比较合适的交流电压再进行转换。有些 电源利用其他方式进行降压，而不用变压器。 9.1.1.2整流电路 整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。
9.1直流稳压电源
9.1.1直流电源的组成
教学目标
1.掌握直流稳压电源的组成； 2.掌握桥式整流电路； 3.了解整流、滤波电路有关电流的计算，二极管、电容的选择； 4.掌握电容滤波对整流电路的影响； 5.掌握晶体管稳压电路。
建议学时
6 学时
9.1直流稳压电源
把交流电转换为平滑的、稳定的直流电的装置称为直流稳压电源。在电子电 路工作时都需要电压稳定的直流电源提供能量。如各种电子仪器、通信设备、电解、 电镀等。电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中，现在大多数 情况下是利用电网提供的交流电经过转换而得到直流电源。
城市轨道交通电工电子技术
（第2版）
单元1 单元2 单元3 单元4 单元5
直流电路 正弦交流电路 磁路与变压器 电动机 城市轨道交通供电及用电知识
单元6 单元7 单元8 单元9 单元10
常用半导体器件 交流放大电路 集成运算放大器及其应用 直流电源 数字电路
单元9
活塞连杆直组故流障诊电断与源修复
需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大 小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用， 造成浪费。
9.3滤 波 电 路
整流电路虽将交流电变为直流，但输出的却是脉动电压。这种大小变动的脉 动电压，除了含有直流分量外，还含有不同频率的交流分量，这就远不能满足大多 数电子设备对电源的要求。为了改善整流电压的脉动程度，提高其平滑性，在整流 电路中都要加滤波器。
9.1直流稳压电源
9.1.1直流电源的组成
直流电源的结构如图9-1所示。
图9-1 直流稳压电源结构图
9.1直流稳压电源
9.1.1直流电源的组成
如图9-1所示，通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。由于此脉动的 直流电压还有较大的波动，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。 但这样的电压还随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化 而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需要接稳压电路。直流稳压电源一般由以 下几部分组成。
9.1.1.3滤波电路 滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分，使 脉动直流电的变化幅度更小，波形更平滑。 9.1.1.4稳压电路 稳压电路采用负反馈技术，消除电网电压、负载变化对输出电压的影响，对 整流后的直流电压进一步进行稳定。
9.1直流稳压电源
9.1.2电源变压器的分类
9.2.1单相桥式整流电路的工作原理
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，四个二极管连接成 “桥”式结构，使其具有全波整流电路的优点，如图9-2所示。
图9-2 单相桥式整流电路
9.2整 流 电 路
9.2.1单相桥式整流电路的工作原理
单相桥式整流电路的工作原理如下：u2为正半周时，a点电位高于b点电位， 二极管D1、D3承受正向电压而导通，D2、D4承受反向电压而截止。此时电流的路 径为：a→D1→RL→D3→b。u2为负半周时，b点电位高于a点电位，二极管D2、D4 承受正向电压而导通，D1、D3承受反向电压而截止。此时电流的路径为： b→D2→RL→D4→a。上述工作状态如图9-3所示。
图9-3 单相桥式整流电路工作过程图
9.2整 流 电 路
9.2.1单相桥式整流电路的工作原理
如此重复下去，结果在RL上便得到全波整流电压。利用图9-2可得单向整流电 路波形如图9-4所示。
图9-4 单相桥式整流电路波形
9.2整 流 电 路
9.2.2单相桥式整流电路的性能指标
输出电压平均值U0为： 流过负载的电流平均值IL为： 每只二极管的电流平均值IV为： 二极管承受的最大反向电压URM为： 二极管的平均电流和二极管承受的最大反向电压是选择二极管的依据。
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠二极管的 单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。常见的几种整流电路有单 相半波、全波、桥式和倍压整流电路。本节主要研究单向桥式整流电路。为了分析 方便，二极管采用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
9.2整 流 电 路
9.2整 流 电 路
9.2.2单相桥式整流电路的性能指标
桥式整流电路的优点是输出电压高，输出电压脉动小，每只整流二极管通过 的电流小，管子所承受的最大反向电压较低；每半周内变压器二次绕组都有电流流 过，电源变压器得到充分的利用，效率较高。因此，这种电路在半导体整流电路中 得到了广泛的应用。电路的缺点是二极管用得较多。
9.2整 流 Байду номын сангаас 路
电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。所谓整流就 是利用二极管的单向导电性，将具有正负两个极性的交流电能变换成只有一个极性 的电能，整流后的单极性电能不仅包含有用的直流分量，还有有害的交流分量，利 用滤波电路滤去交流分量，取出直流分量，就得到比较平滑的直流电。由于采用滤 波器的目的只是简单地为了得到一个平滑的直流，故滤波器又称平滑滤波器。
9.1.1.1电源变压器 电源变压器也称整流变压器。由于所需要的直流电压比电网的交流电压在数 值上相差较大，因此，利用变压器降压得到比较合适的交流电压再进行转换。有些 电源利用其他方式进行降压，而不用变压器。 9.1.1.2整流电路 整流电路是将工频交流电转换为脉动直流电。
9.1直流稳压电源
9.1.1直流电源的组成
教学目标
1.掌握直流稳压电源的组成； 2.掌握桥式整流电路； 3.了解整流、滤波电路有关电流的计算，二极管、电容的选择； 4.掌握电容滤波对整流电路的影响； 5.掌握晶体管稳压电路。
建议学时
6 学时
9.1直流稳压电源
把交流电转换为平滑的、稳定的直流电的装置称为直流稳压电源。在电子电 路工作时都需要电压稳定的直流电源提供能量。如各种电子仪器、通信设备、电解、 电镀等。电池因使用费用高，一般只用于低功耗便携式的仪器设备中，现在大多数 情况下是利用电网提供的交流电经过转换而得到直流电源。
城市轨道交通电工电子技术
（第2版）
单元1 单元2 单元3 单元4 单元5
直流电路 正弦交流电路 磁路与变压器 电动机 城市轨道交通供电及用电知识
单元6 单元7 单元8 单元9 单元10
常用半导体器件 交流放大电路 集成运算放大器及其应用 直流电源 数字电路
单元9
活塞连杆直组故流障诊电断与源修复
需要特别指出的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大 小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用， 造成浪费。
9.3滤 波 电 路
整流电路虽将交流电变为直流，但输出的却是脉动电压。这种大小变动的脉 动电压，除了含有直流分量外，还含有不同频率的交流分量，这就远不能满足大多 数电子设备对电源的要求。为了改善整流电压的脉动程度，提高其平滑性，在整流 电路中都要加滤波器。
9.1直流稳压电源
9.1.1直流电源的组成
直流电源的结构如图9-1所示。
图9-1 直流稳压电源结构图
9.1直流稳压电源
9.1.1直流电源的组成
如图9-1所示，通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。由于此脉动的 直流电压还有较大的波动，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。 但这样的电压还随电网电压波动（一般有±10%左右的波动）、负载和温度的变化 而变化。因而在整流、滤波电路之后，还需要接稳压电路。直流稳压电源一般由以 下几部分组成。
9.1.1.3滤波电路 滤波电路将脉动直流中的交流成分滤除，减少交流成分，增加直流成分，使 脉动直流电的变化幅度更小，波形更平滑。 9.1.1.4稳压电路 稳压电路采用负反馈技术，消除电网电压、负载变化对输出电压的影响，对 整流后的直流电压进一步进行稳定。
9.1直流稳压电源
9.1.2电源变压器的分类
9.2.1单相桥式整流电路的工作原理
桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路，四个二极管连接成 “桥”式结构，使其具有全波整流电路的优点，如图9-2所示。
图9-2 单相桥式整流电路
9.2整 流 电 路
9.2.1单相桥式整流电路的工作原理
单相桥式整流电路的工作原理如下：u2为正半周时，a点电位高于b点电位， 二极管D1、D3承受正向电压而导通，D2、D4承受反向电压而截止。此时电流的路 径为：a→D1→RL→D3→b。u2为负半周时，b点电位高于a点电位，二极管D2、D4 承受正向电压而导通，D1、D3承受反向电压而截止。此时电流的路径为： b→D2→RL→D4→a。上述工作状态如图9-3所示。
图9-3 单相桥式整流电路工作过程图
9.2整 流 电 路
9.2.1单相桥式整流电路的工作原理
如此重复下去，结果在RL上便得到全波整流电压。利用图9-2可得单向整流电 路波形如图9-4所示。
图9-4 单相桥式整流电路波形
9.2整 流 电 路
9.2.2单相桥式整流电路的性能指标
输出电压平均值U0为： 流过负载的电流平均值IL为： 每只二极管的电流平均值IV为： 二极管承受的最大反向电压URM为： 二极管的平均电流和二极管承受的最大反向电压是选择二极管的依据。
整流电路的任务是将交流电变换成直流电。完成这一任务主要是靠二极管的 单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。常见的几种整流电路有单 相半波、全波、桥式和倍压整流电路。本节主要研究单向桥式整流电路。为了分析 方便，二极管采用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
9.2整 流 电 路
9.2整 流 电 路
9.2.2单相桥式整流电路的性能指标
桥式整流电路的优点是输出电压高，输出电压脉动小，每只整流二极管通过 的电流小，管子所承受的最大反向电压较低；每半周内变压器二次绕组都有电流流 过，电源变压器得到充分的利用，效率较高。因此，这种电路在半导体整流电路中 得到了广泛的应用。电路的缺点是二极管用得较多。
9.2整 流 Байду номын сангаас 路
电力网供给用户的是交流电，而各种无线电装置需要用直流电。所谓整流就 是利用二极管的单向导电性，将具有正负两个极性的交流电能变换成只有一个极性 的电能，整流后的单极性电能不仅包含有用的直流分量，还有有害的交流分量，利 用滤波电路滤去交流分量，取出直流分量，就得到比较平滑的直流电。由于采用滤 波器的目的只是简单地为了得到一个平滑的直流，故滤波器又称平滑滤波器。