电工电子教案 晶闸管单相可控整流电路高等教育工学_高等教育-大学课件.pdf

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1、学习好资料 欢迎下载 课程指导方案（首页）学期 课次 课 时 班级 2013机电3+2 周次 日期 上课 地点 教学 实施 资讯 示范 小组 讨论 计划或 项目实施 实验 实习 实训 学习情境名称 晶闸管单相可控整流电路 能力 目标 能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半控桥式整流电路。知识 目标 1、掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理；2、掌握单相半控桥式整流电路工作原理。教学 资源 教材、学习资料 教学 方法 讨论法 考核 与 评价 教师评价 作 业 教研室主任意见：签字：日期：课程 学习 指导 意见 学习好资料 欢迎下载 教 师 授 课 教 案 教学过程设计：1、学习任务：晶闸

2、管单相可控整流电路 2、提出要求：（1）掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理；（2）掌握单相半控桥式整流电路工作原理。知识准备：【新课导入】在生产实践中，往往需要直流电源的输出电压可调，用晶闸管组成的可控整流电路，能把交流电变换成大小连续可调的直流电。晶闸管组成的整流电路可以在交流电压不变的情况下，方便地改变输出电压的大小，即可控整流。可控整流是实现交流道可变直流之间的转换。晶闸管组成的可控整流电路具有体积小、质量轻、效率高以及控制灵敏等优点，目前已取代直流发电机组，用作直流拖动调速装置，广泛用于机床、轧钢、造纸、电解、电镀、光电、励磁等领域。【授课内容】一、单相半波可控整流电路 1.电

3、路组成 2.工作原理 当2v为正半周时：晶闸管 VT 承受正向电压，若此时没有触发电压，则负载Lv=0。当t=时，控制极加有触发电压GV，晶闸管具备导通条件而导通，正向压降很小，2Lvv。当 t 时，晶闸管保持导通，负载电压Lv基本上与次级电压2v保持相等。或项目实施实验实习实训学习情境名称能力目标晶闸管单相可控整流电路能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半控桥式整流电路知识目标掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理教资料欢迎下载教师授课教案教学过程设计学习任务晶闸管单相可控整流电路提出要求掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路

4、工作原理知识准备新课导入在生产实践中往往需要直流电源的输出电压压不变的情况下方便地改变输出电压的大小即可控整流可控整流是实现交流道可变直流之间的转换晶闸管组成的可控整流电路具有体积小质量轻效率高以及控制灵敏等优点目前已取代直流发电机组用作直流拖调速装置广泛用于机床学习好资料 欢迎下载 教 师 授 课 教 案 当t=时，2v=0，晶闸管自行关断。当 t 2 时，2v进入负半周后，晶闸管呈反向阻断状态，负载电压Lv=0。3.波形图 在此介绍几个术语：控制角：在 u2的每个正半周，从晶闸管承受正向电压到加入门极触发电压、使晶闸管开始导通之间的电角度叫做控制角，又称为触发脉冲的移相角，用表示。导通角：

5、在每个正半周内晶闸管导通时间对应图单相半波可控整流的电角度叫做导通角，用表示。显然在这里+=。移相范围：的变化范围称为移相范围。很明显，和都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期内的导通或阻断范围的。通过改变控制角或导通角，可以改变触发脉冲的出现时刻，也就可以改变输出电压的大小，实现了可控整流。4.主要参数计算 输出电压的平均值 负载电流平均值 通过晶闸管的平均电流 晶闸管承受的最大电压 LLLRUI 2cos1245.0UULLTII 22UURM或项目实施实验实习实训学习情境名称能力目标晶闸管单相可控整流电路能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半控桥式整流电路知识目标掌握电阻性负载单相

6、半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理教资料欢迎下载教师授课教案教学过程设计学习任务晶闸管单相可控整流电路提出要求掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理知识准备新课导入在生产实践中往往需要直流电源的输出电压压不变的情况下方便地改变输出电压的大小即可控整流可控整流是实现交流道可变直流之间的转换晶闸管组成的可控整流电路具有体积小质量轻效率高以及控制灵敏等优点目前已取代直流发电机组用作直流拖调速装置广泛用于机床学习好资料 欢迎下载 教 师 授 课 教 案 5.电路特点 单相半波可控整流电路只用一只晶闸管，线路简单，调整方便，但接电阻性负载时输出电

7、压脉动幅度大，且变压器次级线圈中的直流电流将造成铁心的直流磁化，使变压器的效率降低，变压器容量不能被充分利用，因而只适用于对直流电压要求不高的小功率可控整流设备。例 1：单相半波可控整流电路中，变压器二次侧电压 U2=120V，当控制角分别为 0o、90o、120o、180o 时，负载上的平均电压分别是多少？解：二、单相半控桥式整流电路 由于单相半波可控整流电路具有上述明显缺点，为了较好地满足负载的要求，在一般小容量的晶闸管整流装置中更多地采用单相桥式可控整流电路。把单相桥式二极管整流电路的 4 只整流二极管换成 4 只晶闸管，就组成单相全控桥式整流电路。由于单相桥式全控整流电路需要 4 只晶

8、闸管，成本高，另外还要求承受正向偏置电压的 2 只晶闸管必须同时被触发导通，这就对触发电路的要求提高了，使触发电路变得很复杂，所以一般较少采用全控整流，而多采用由两个晶闸管和两个二极管组成的单相桥式半控整流电路。1.电路组成 V02180cos112045.0LUV5.132120cos112045.0LUV27290cos112045.0LUV5420cos112045.0LU=180o时=120o时=90o时=0o时 结论：改变控制角的大小可改变输出电压的高低，移相范围为：0o180o 或项目实施实验实习实训学习情境名称能力目标晶闸管单相可控整流电路能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半

9、控桥式整流电路知识目标掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理教资料欢迎下载教师授课教案教学过程设计学习任务晶闸管单相可控整流电路提出要求掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理知识准备新课导入在生产实践中往往需要直流电源的输出电压压不变的情况下方便地改变输出电压的大小即可控整流可控整流是实现交流道可变直流之间的转换晶闸管组成的可控整流电路具有体积小质量轻效率高以及控制灵敏等优点目前已取代直流发电机组用作直流拖调速装置广泛用于机床学习好资料 欢迎下载 教 师 授 课 教 案 2.工作原理 在电源电压 u2的正半周，a 为正，b

10、 为负，V1,V4受正向电压，根据晶闸管的导通条件，t1时刻触发冲到来之前，两个晶闸管均处于阻断状态，此时输电压 UL=0；t1时刻由于加人触发脉冲 uG,Vl 被触导通，电流回路为：a-Vl-RL-V4-b,此时，V2.V3 因承受反压而关断，忽略导通管压降的情况，输出电压 UL=u2。V2承受的电压为 uV2-u2。当 u2接近零时，V1因正向电流小于维持电流而关断。u2的负半周，a 为负，b 为正，V2和 V3承受正向压。t2时刻触发脉冲到来之前，两个晶闸管均处阻断状态，输出电压 UL=0。t2时刻随着触发脉冲加人，V2触发导通，电流回路为：b-V2-RL-V3-a，此时 V1和 V4因

11、承受反压而关断，忽略导通管降，输出电压 UL=-u2,uvlu2。如此循环下去。波形图为：LLLRUILTII2122UURM输出电压的平均值 负载电流平均值 通过晶闸管的平均电流 晶闸管承受的最大电压 2cos129.0UUL3.主要参数计算 或项目实施实验实习实训学习情境名称能力目标晶闸管单相可控整流电路能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半控桥式整流电路知识目标掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理教资料欢迎下载教师授课教案教学过程设计学习任务晶闸管单相可控整流电路提出要求掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理知识

12、准备新课导入在生产实践中往往需要直流电源的输出电压压不变的情况下方便地改变输出电压的大小即可控整流可控整流是实现交流道可变直流之间的转换晶闸管组成的可控整流电路具有体积小质量轻效率高以及控制灵敏等优点目前已取代直流发电机组用作直流拖调速装置广泛用于机床学习好资料 欢迎下载 教 师 授 课 教 案 4.电路特点 优点：输出电压脉动小，设备利用率高 缺点：元件多 例2 一单相桥式可控整流电路，输入电压U2=220V，RL=5，要求输出电压的范围为0150V，试求输出的最大电流ILM和晶闸管的导通角范围？解：输出最大平均电流 305150LLMLMRUI当输出电压为150V时 51.012209.0

13、150219.02cos2UUL查表得60o 12060180晶闸管的导通角的范围为 1200或项目实施实验实习实训学习情境名称能力目标晶闸管单相可控整流电路能够自行分析单相半波可控整流电路和单相半控桥式整流电路知识目标掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理教资料欢迎下载教师授课教案教学过程设计学习任务晶闸管单相可控整流电路提出要求掌握电阻性负载单相半波可控整流电路工作原理掌握单相半控桥式整流电路工作原理知识准备新课导入在生产实践中往往需要直流电源的输出电压压不变的情况下方便地改变输出电压的大小即可控整流可控整流是实现交流道可变直流之间的转换晶闸管组成的可控整流电路具有体积小质量轻效率高以及控制灵敏等优点目前已取代直流发电机组用作直流拖调速装置广泛用于机床