- 電力電子技術(shù)課程中的整流電路
- 整流電路輸出電壓平均值的計算
- 整流電路輸出電流平均值的計算
- 晶閘管承受最大正反向電壓的計算
一、電力電子技術(shù)的應用
電力電子技術(shù)是一門(mén)新興技術(shù)，它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而成的，在電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中已成為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎性強且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的不可缺少的專(zhuān)業(yè)基礎課。本課程體現了弱電對強電的控制，又具有很強的實(shí)踐性。能夠理論聯(lián)系實(shí)際，在培養自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才中占有重要地位。它包括了晶閘管的結構和分類(lèi)、晶閘管的過(guò)電壓和過(guò)電流保護方法、可控整流電路、晶閘管有源逆變電路、晶閘管無(wú)源逆變電路、PWM控制技術(shù)、交流調壓、直流斬波以及變頻電路的工作原理。
在電力電子技術(shù)中，可控整流電路是非常重要的章節，整流電路是將交流電變?yōu)橹绷麟姷碾娐?，其應用非常廣泛。工業(yè)中大量應用的各種直流電動(dòng)機的調速均采用電力電子裝置；電氣化鐵道（電氣機車(chē)、磁懸浮列車(chē)等）、電動(dòng)汽車(chē)、飛機、船舶、電梯等交通運輸工具中也廣泛采用整流電力電子技術(shù)；各種電子裝置如通信設備中的程控交換機所用的直流電源、大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源都可以利用整流電路構成的直流電源供電，可以說(shuō)有電源的地方就有電力電子技術(shù)的設備。
二、電力電子技術(shù)課程中的整流電路
整流電路按組成的器件不同，可分為不可控、半控與全控三種，利用晶閘管半導體器件構成的主要有半控和全控整流電路；按電路接線(xiàn)方式可分為橋式和零式整流電路；按交流輸入相數又可分為單相、多相（主要是三相）整流電路。
根據學(xué)生學(xué)習接受知識的規律，將知識點(diǎn)完整、準確、簡(jiǎn)明的表述出來(lái)、將原理知識盡可能簡(jiǎn)單化、通俗化、直觀(guān)化，筆者在教學(xué)中進(jìn)行了探討和研究，依照整流電路三種形式的電路特性，負載形式，將主要的參數計算及主要特點(diǎn)分別制作成單相整流電路歸納表（見(jiàn)表1）和三相整流電路歸納表（見(jiàn)表2）。
表中，α——整流電路控制角，UFM、UKM——晶體管承受最大正反向電壓，U2——變壓器付邊電壓有效值，I2——變壓器付邊電流有效值，Ud——輸出電壓平均值，Id——輸出電流平均值。IT——晶體管電流有效值，θ——晶體管的導通角。
（二）整流電路輸出電壓平均值的計算
整流電路輸出電壓是指電路輸出的平均電壓，該參數反映了電路輸出的大小，通常我們是以此選擇整流電路，因此是一個(gè)很重要的參數。要讓學(xué)生記住輸出整流電壓的計算公式，從表中可發(fā)現，對于單相整流電路無(wú)論是電阻性負載還是電感性負載，其輸出電壓均可表示為Ud＝AU2（1+Cosα）/2,其中A為系數，若是單相半波，A=0.45，若是單相橋式，A=0.9（為半波的兩倍），只有單相全控橋電感性負載是特殊情況，其輸出電壓為Ud=0.9u2Cosα。同樣對于三相整流電路，在Ud波形連續（Ud波形連續是指在一個(gè)周期內均有整流電壓輸出，未出現Ud=0）時(shí)，輸出電壓Ud=AU2Cosα。A為系數，當電路為半波時(shí)，A=1.17,當電路為全控橋時(shí)，A=2.34（為半波的兩倍），只有三相半控橋是特殊情況，其輸出電壓為Ud＝2.34U2（1+Cosα）/2。
（三）整流電路輸出電流平均值的計算
無(wú)論是單相還是三相，無(wú)論是電阻性負載還是電感性負載，整流電路輸出電流均為
Id=Ud/Rd（Rd為負載中的電阻值）。
（四）晶閘管承受最大正反向電壓的計算
該參數是選擇晶閘管的一個(gè)重要參數，從表中可見(jiàn)，對單相整流電路，晶閘管承受最大電壓為電源相電壓峰值即√2U2，而對三相電路，晶閘管承受最大電壓為電源線(xiàn)電壓峰值即√6U2：（因為是三相，線(xiàn)電壓與相電壓相差了√3倍）。
（五）輸出電壓Ud波形連續與否
從表1中可見(jiàn)，對于單相整流電路當晶閘管的控制角α＞0°時(shí)，ud的波形就不連續，只有單相全控橋電感性負載，α＞90°時(shí)，ud的波形不連續。同樣從表2可見(jiàn)，對于三相整流電路，三相半波電路是以α＝30°。作為輸出電壓波形連續與否的分界點(diǎn)；而三相橋式整流電路（包括半控橋和全控橋）均是以α＝60°作為輸出電壓波形連續與否的分界點(diǎn)。
從表中還可找出其它參數的計算規律，因篇幅有限，在這就不一一列舉。
通過(guò)這組單相、三相整流電路的歸納表，可幫助學(xué)生較快地掌握各種整流電路的結構、電路特點(diǎn)、不同負載時(shí)的有關(guān)計算公式，為更好地掌握電力電子技術(shù)基礎理論知識提供了很好的幫助。
