問題28 單相半波可控整流電路的工作原理是怎樣的？

1．具有電阻性負載的單相可控整流電路

圖3-16所示為單相半波可控整流電路的主電路。設圖中變壓器二次電壓為u₂，負載R為電阻性負載，其工作原理分析如下：

①如果晶閘管的門極上未加正向觸發電壓，那么根據晶閘管的導通條件，不論正弦交流電壓u₂是正半周還是負半周，晶閘管都不會導通。這時，負載端電壓U₀=0、負載電流I₀=0，因而電源的全部電壓都由晶閘管承受。

②在電源電壓正半周，晶閘管承受正向電壓，在ωt=α處觸發晶閘管（圖3-16b），晶閘管開始導通；負載上的電壓等于變壓器輸出電壓u₂。在ωt=π時刻，電源電壓為零，晶閘管電流小于維持電流而關斷，負載電流為零。

③在電源電壓負半周，u_T＜0，晶閘管承受反向電壓，直到電源電壓u₂的下一周期，直流輸出電壓u₀和負載電流i₀的波形相位相同。

④通過改變觸發延遲角α的大小，直流輸出電壓u₀的波形發生變化，負載上的輸出電壓平均值發生變化，顯然α=180°時，U₀=0。因為晶閘管只有電源電壓正半波內導通，輸出電壓U₀為極性不變但瞬時值變化的脈動直流，所以稱“半波”整流。

2．具有電感性負載的單相可控整流電路

圖3-17所示為具有電感性負載的單相半波可控整流電路。圖中把電感性負載等效為電感L和電阻R串聯的電路。

由于電磁感應作用，當通過電感L的電流發生變化時，在電感中產生阻礙電流變化的感應電動勢，將使電流的變化總是滯后于外加電壓的變化。

在實際應用中，當可控整流電路具有電感性很強的負載時，常常在負載兩端并聯一個續流二極管（圖3-18）。對電感負載單相可控整流電路的工作原理分析如下：

（1）無續流二極管時

①0～α：U_T＞0，但門極沒有觸發信號，晶閘管處于正向關斷狀態，輸出電壓、電流都等于零。

②在ωt=α時，門極有觸發信號，晶閘管被觸發導通，負載電壓u₀=u₂。

③當ωt=π時，交流電壓u₂過零，由于有電感電勢的存在，晶閘管的電壓U_T仍大于零，晶閘管會繼續導通；電感的儲能全部釋放完后，晶閘管在u₂反向電壓作用下而截止，直到下一個周期的正半周。

（2）接續流二極管時

①u₂＞0：U_T＞0。在ωt=α處觸發晶閘管導通，u₀=u₂續流二極管VT承受反向電壓而處于斷態。

②u₂＜0：電感的感應電壓使VT承受正弦電壓導通續流，晶閘管承受反向電壓關斷，u₀=0。如果電感足夠大，那么續流二極管會一直導通到下一周期晶閘管導通，使i₀連續。