《电力电子变流技术》PPT课件.ppt

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1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管（S Siliconilicon C Controlled ontrolled R Rectifierectifier）晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域率半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩展到强电领域。扩展到强电领域

2、。扩展到强电领域。扩展到强电领域。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性，但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、但它的导通时间是可控的，主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。调压及开关等方面。调压及开关等方面。调压及开关等方面。体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简体积小、重量轻、效率高、动作迅速、维修简体积小、重量轻、效率高、动作迅

3、速、维修简单、操作方便、寿命长、单、操作方便、寿命长、单、操作方便、寿命长、单、操作方便、寿命长、容量大（正向平均电流容量大（正向平均电流容量大（正向平均电流容量大（正向平均电流达千安、正向耐压达数千伏）。达千安、正向耐压达数千伏）。达千安、正向耐压达数千伏）。达千安、正向耐压达数千伏）。优点：优点：优点：优点：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术GG控制极控制极控制极控制极晶闸管晶闸管基本结构基本结构K K 阴极阴极阴极阴极阳极阳极阳极阳极 A AP1P2N1N2四四四四 层层层层 半半半半 导导导导 体体体体 晶闸管是具有三个晶闸管是具

4、有三个晶闸管是具有三个晶闸管是具有三个PNPN结的四层结构。结的四层结构。结的四层结构。结的四层结构。K K GGA A(b)(b)符号符号符号符号(a)(a)外形外形外形外形三三 个个PNPN 结结下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术P1P2N1N2K GA晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于晶闸管相当于PNPPNPPNPPNP和和和和NPNNPNNPNNPN型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合型两个晶体管的组合+KA T2T1_P2N1N2IGIAP1N1P2IKGPPNNNPAGK下一页下一页总目录总目录 章目录章目

5、录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 T1T2晶闸管晶闸管工作原理工作原理A A 在极短时间内使两个在极短时间内使两个三极管均饱和导通，此三极管均饱和导通，此过程称触发导通。过程称触发导通。形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程KKGGE EA A 0 0、E EG G 0 0EGEA+_R下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 晶闸管导通后，去掉晶闸管导通后，去掉晶闸管导通后，去掉晶闸管导通后，去掉E EGG ，依靠正反馈，仍依靠正反馈，仍依靠正反馈，仍依靠正反馈，仍可维持导通状态。可维持导通状态。可维持

6、导通状态。可维持导通状态。晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管工作原理工作原理GE EA A 0 0、E EG G 0 0KKEA+_R T1T2EGA A形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程形成正反馈过程下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件：晶闸管导通的条件：1.1.晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间阳极与阴极之间阳极与阴极之间阳极与阴极之间)施加正向施加正向施加正向施加正向电压。电压。电压。电压。2.2.晶闸管控制电路晶闸管控制电路晶闸管控制电路晶闸管控

7、制电路(控制极与阴极之间控制极与阴极之间控制极与阴极之间控制极与阴极之间)加正向加正向加正向加正向电压或正向脉冲电压或正向脉冲电压或正向脉冲电压或正向脉冲(正向触发电压正向触发电压正向触发电压正向触发电压)。晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。晶闸管导通后，控制极便失去作用。依靠正反依靠正反依靠正反依靠正反馈，馈，馈，馈，晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管仍可维持导通状态。晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件：晶闸管关断的条件：1.1.必须使可控硅阳极电流减小必须使可控硅阳极

8、电流减小,直到直到正反馈正反馈效应效应不能维持。不能维持。2.2.将阳极电源断开或者在晶闸管的将阳极电源断开或者在晶闸管的阳极和阴极阳极和阴极阳极和阴极阳极和阴极间加反向电压。间加反向电压。间加反向电压。间加反向电压。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术正向特性正向特性正向特性正向特性反向特性反向特性反向特性反向特性URRMUFRMIG2 IG1 IG0=0UBRIFUBO正向转折电压正向转折电压正向转折电压正向转折电压IHoUIIG0IG1IG2+_ _+_ _反向转折电压反向转折电压反向转折电压反向转折电压正向平均电流正向平均电流维持电

9、流维持电流维持电流维持电流U U晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管伏安特性伏安特性下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管晶闸管主要参数主要参数UFRM:正向重复峰值电压（正向重复峰值电压（正向重复峰值电压（正向重复峰值电压（晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管耐压值）耐压值）耐压值）耐压值）晶闸管晶闸管控制极开路且正向阻断情况下控制极开路且正向阻断情况下,允允许重复加在许重复加在晶闸管晶闸管两端的正向峰值电压。两端的正向峰值电压。一般取一般取UFRM =80%UB0 。普通普通晶闸管晶闸管 UFRM 为为100V 3000V反向重复峰值电压反向重复峰值电压反

10、向重复峰值电压反向重复峰值电压控制极开路时控制极开路时,允许重复作用在允许重复作用在晶闸管晶闸管元元 件上的反向峰值电压。件上的反向峰值电压。一般取一般取 URRM =80%UBR 普通普通晶闸管晶闸管 URRM为为100V3000VURRM：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术正向平均电流正向平均电流正向平均电流正向平均电流环境温度为环境温度为4040 C C及及标准散热条件下，标准散热条件下，晶闸晶闸管处于管处于全导通时全导通时可以连续通过的工频正弦可以连续通过的工频正弦半波电流的平均值。半波电流的平均值。IF：IF t 2 如果正弦半

11、波电流的最大值为如果正弦半波电流的最大值为Im,则则普通晶闸管普通晶闸管IF为为1A 1000A。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术UF:通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降）通态平均电压（管压降）在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，在规定的条件下，通过正弦半波平均电流时，晶闸管阳、阴极间的电压平均值。晶闸管阳、阴极间的电压平均值。晶闸管阳、阴极间的电压平均值。晶闸管阳、阴极间的电压平均值。一般为一般为一般为一般为1V1V左右。

12、左右。左右。左右。I IHH:维持电流维持电流维持电流维持电流 在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导在规定的环境和控制极断路时，晶闸管维持导 通状态所必须的最小电流。通状态所必须的最小电流。通状态所必须的最小电流。通状态所必须的最小电流。一般一般一般一般I IHH为几十为几十为几十为几十 一百多毫安。一百多毫安。一百多毫安。一百多毫安。U UGG、I IGG：控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流控制极触发电压和电流 室温下，阳极电压为直流室温下，阳极电压为直流室温下，阳极电压为直流室温下

13、，阳极电压为直流6V6V时，使晶闸管完时，使晶闸管完时，使晶闸管完时，使晶闸管完 全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。一般一般一般一般U UGG为为为为1 1到到到到5V5V，I IGG为几十到几百毫安。为几十到几百毫安。为几十到几百毫安。为几十到几百毫安。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义晶闸管型号及其含义 导通时平均电压组别导通时平均电压组别导通时平均电压组别导通

14、时平均电压组别共九级共九级共九级共九级,用字母用字母用字母用字母AIAI表示表示表示表示额定电压额定电压,用百位或千位数表示用百位或千位数表示取取UFRM或或URRM较小者较小者额定正向平均电流额定正向平均电流(IF)（晶闸管类型）（晶闸管类型）（晶闸管类型）（晶闸管类型）P-普通晶闸管普通晶闸管普通晶闸管普通晶闸管K-快速晶闸管快速晶闸管快速晶闸管快速晶闸管S-双向晶闸管双向晶闸管双向晶闸管双向晶闸管 晶闸管晶闸管K P普通型普通型如如KP5-7表示表示额定正向平均电流为额定正向平均电流为5A,额定电压为额定电压为700V。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电

15、子技术电子技术电子技术可控整流电路可控整流电路19.2.1 单相半波可控整流单相半波可控整流 1.1.电阻性负载电阻性负载电阻性负载电阻性负载(1)电路电路 u u 0 0 时：时：时：时：若若若若u ug g g g=0=0=0=0，晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管不导通，不导通，不导通，不导通，u u 0 0 时时时时:晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管承受反向电压不导通承受反向电压不导通承受反向电压不导通承受反向电压不导通,u uo o=0,=0,=0,=0,u uT T T T=u u，故称可控整流。故称可控整流。故称可控整流。故称可控整流。控制极加触发信号，晶闸管控制极加触发信号，晶闸管控制极加触发信

16、号，晶闸管控制极加触发信号，晶闸管承受正向电压承受正向电压承受正向电压承受正向电压导导导导 通，通，通，通，u uu uo oR RL L+u uT T+Ti io o下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(2)(2)工作原理工作原理工作原理工作原理 t1 2 u u 0 0时时时时:tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 tO 控制角控制角 t1 tO tO t22 tO导通角导通角(3)(3)工作波形工作波形工作波形工作波形 =180-下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上

17、一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(4)(4)整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值整流输出电压及电流的平均值由公式可知：由公式可知：由公式可知：由公式可知：改变控制角改变控制角，可改变输出电压，可改变输出电压Uo。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2.电感性负载与续流二极管电感性负载与续流二极管(1)(1)电路电路电路电路 当电压当电压当电压当电压u过零后，由于电感反电动势的存在，晶过零后，由于电感反电动势的存在，晶过零后，由于电感反电动势的存在，晶过零后，由于电感反电动势的存在，晶闸管在

18、一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。闸管在一段时间内仍维持导通，失去单向导电作用。u uu uo oR R+u uT T+TLeL 在电感性负载中在电感性负载中在电感性负载中在电感性负载中,当晶闸管刚触发导通时，电当晶闸管刚触发导通时，电当晶闸管刚触发导通时，电当晶闸管刚触发导通时，电感元件上产生阻碍电流变化的感应电势感元件上产生阻碍电流变化的感应电势感元件上产生阻碍电流变化的感应电势感元件上产生阻碍电流变化的感应电势(极性如图极性如图极性如图极性如图)，电流不能跃变，将由零逐渐上升，电流不能跃变，

19、将由零逐渐上升，电流不能跃变，将由零逐渐上升，电流不能跃变，将由零逐渐上升(见波形见波形见波形见波形)。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 tO tO tO t1 tO t22 2)2)工作波形工作波形工作波形工作波形(未未未未加加加加续流二极管续流二极管续流二极管续流二极管)180-iL下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 u uu uo oR R+u uT T+LTi io oDi io ou u 0 0 0 0时时时时：D D反向截止，不影响整流电路工作。反向截止，不影响整流电路

20、工作。反向截止，不影响整流电路工作。反向截止，不影响整流电路工作。u u 0 0时：时：时：时：D D正向导通正向导通正向导通正向导通,晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管承受反向电压关断承受反向电压关断承受反向电压关断承受反向电压关断,电感元件电感元件电感元件电感元件L L释放能量形成的电流经释放能量形成的电流经释放能量形成的电流经释放能量形成的电流经D D构成回路构成回路构成回路构成回路(续流续流续流续流),),),),负载电负载电负载电负载电压压压压u uo o o o波形与电阻性负载相同波形与电阻性负载相同波形与电阻性负载相同波形与电阻性负载相同(见波形图见波形图见波形图见波形图)。3.电感性负载

21、电感性负载(加加续流二极管续流二极管)+(1)电路电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术(3)(3)工作波形工作波形工作波形工作波形(加续流二极管加续流二极管加续流二极管加续流二极管)iL t tO tO 2 tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路1.1.电路电路电路电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 T T1 1和和和和D D2 2承受正向承受正向承受正向承受正向电压。电压。电压。电压。T T1 1控制极加触控制极加触控制极加触控制

22、极加触发电压发电压发电压发电压,则则则则T T1 1和和和和D D2 2导导导导通，通，通，通，电流的通路为电流的通路为电流的通路为电流的通路为T T1 1、T T2 2 晶闸管晶闸管晶闸管晶闸管D D1 1、D D2 2二极管二极管二极管二极管aRLD2T1b(1)(1)电压电压电压电压u u 为正半周为正半周为正半周为正半周时时时时i io o+T1T2RLuoD1D2a a u u+b b此时，此时，此时，此时，T T2 2和和和和D D1 1均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页

23、电子技术电子技术电子技术电子技术i io o+T1T2RLuoD1D2a a u u+b b T T2 2和和和和D D1 1承受正向承受正向承受正向承受正向电压。电压。电压。电压。T T2 2控制极加触控制极加触控制极加触控制极加触发电压发电压发电压发电压,则则则则T T2 2和和和和D D1 1导导导导通，通，通，通，电流的通路为电流的通路为电流的通路为电流的通路为(2)(2)电压电压电压电压u u 为负半周为负半周为负半周为负半周时时时时bRLD1T2a此时，此时，此时，此时，T T1 1和和和和D D2 2均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压而截止。均承受反向电压

24、而截止。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 t tO3.3.工作波形工作波形工作波形工作波形2 tO下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术4.4.输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值输出电压及电流的平均值下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术欲装一台白炽灯泡调光电路，需要可调的直流电源，调节范围：欲装一台白炽灯泡调光电路，需要可调的直流电源，调节范围：电压电压U0=0V180V,电流电流I0=010A。现采

25、用单相半控桥式整流电路，。现采用单相半控桥式整流电路，试求最大输入交流电压和电流有效值，并选择整流元件。试求最大输入交流电压和电流有效值，并选择整流元件。解解:设设在在晶晶闸闸管管导导通通角角为为(控控制制角角为为0)时时输输出出电电压压值值为为最最大大（180V），则则对对应的应的输入交流电压有效值输入交流电压有效值为最大。为最大。实实际际上上还还要要考考虑虑电电网网电电压压波波动动、管管压压降降以以及及导导通通角角常常常常到到不不了了1800，交交流流电电压压要要比比上上述述计计算算而而得得到到的的值值适适当当加加大大10%左左右右，即即大大约约为为220V。因因此此，在在本本例例中中可可

26、以不用变压器，直接接到以不用变压器，直接接到220V的交流电源上。的交流电源上。交流电流有效值交流电流有效值：晶晶闸闸管管所所承承受受的的最最大大正正向向电电压压、最最大大反反向向电电压压和和二二极极管管所所承承受受的的最最大大反反向向电电压压相等，即：相等，即：流过晶闸管和二极管的平均电流流过晶闸管和二极管的平均电流：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路纯电阻性负载纯电阻性负载uvw123idRuduuvuT1tuuwtuuuvuwuuud控制角控制角电流连续，、晶电流连续，、晶闸管导通角都为闸管导

27、通角都为120晶闸管承受的最大反向晶闸管承受的最大反向压降为压降为下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术tiT1三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路纯电阻性负载纯电阻性负载uvw123idRud控制角控制角30tuuuuuuu电流处于连续与断续的临界点，、电流处于连续与断续的临界点，、晶闸管导通角仍为晶闸管导通角仍为120下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术ttuuuuuu三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路纯电阻性负载纯电阻性负载uvw123idRud控制角控制角60uiT130

28、时电流断续，、晶闸管导通时电流断续，、晶闸管导通角小于角小于120下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路纯电阻性负载纯电阻性负载控制角控制角 30时时u波形连续，整流电压平均值波形连续，整流电压平均值tu 30时，晶闸管电流有效值时，晶闸管电流有效值控制角控制角 30时时u波形连续，整流电压平均值波形连续，整流电压平均值晶闸管电流有效值晶闸管电流有效值下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路纯电阻性负载纯电阻性负载

29、控制角控制角 30时时tu 30时，晶闸管电流有效值时，晶闸管电流有效值控制角控制角 30时时u波形断续，整流电压平均值波形断续，整流电压平均值晶闸管电流有效值晶闸管电流有效值下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压峰值晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压峰值下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路3652uvRudidL+-14wtuuuuuutuuvuuwuvwuvuuwuuwvuuv1 16 61 12

30、 25 56 65 54 43 34 43 32 2uvuwvwvuwu vwuv不可控整流电路的自然不可控整流电路的自然换相点就是可控整流电换相点就是可控整流电路控制角路控制角的起点的起点 任意时刻必须有两个晶闸任意时刻必须有两个晶闸管同时导通才能构成回路，管同时导通才能构成回路，共阳极与共阴极组各有一共阳极与共阴极组各有一只晶闸管导通只晶闸管导通触发脉冲可以采用宽脉冲触发脉冲可以采用宽脉冲和双窄脉冲两种形式工作和双窄脉冲两种形式工作双窄脉冲方式：给晶闸管双窄脉冲方式：给晶闸管发主触发脉冲时，给另一发主触发脉冲时，给另一只配对的晶闸管也发一触只配对的晶闸管也发一触发脉冲，称为辅助触发脉发脉冲

31、，称为辅助触发脉冲冲 同组晶闸管之间脉冲互差同组晶闸管之间脉冲互差120，共阳极与共阴极组，共阳极与共阴极组晶闸管差晶闸管差60，只要脉冲宽，只要脉冲宽度大于度大于60，就能构成回路，就能构成回路，即宽脉冲方式即宽脉冲方式下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术三相桥式全三相桥式全控控整流电路整流电路2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理在每一瞬间在每一瞬间在每一瞬间在每一瞬间,共阴极组中阳极电位共阴极组中阳极电位最高的晶闸管导通最高的晶闸管导通;共阳极组中阴共阳极组中阴共阳极组中阴共阳极组中阴极电位最低的晶闸管导通。极电位最低的晶闸管导通。

32、极电位最低的晶闸管导通。极电位最低的晶闸管导通。1.1.电路电路电路电路VT1RLuoVT6VT3VT5VT4VT2io Cba+共阳极组共阳极组共阴极组共阴极组下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 在在 t1 t2 期间期间共阴极组中共阴极组中a点电位最高，点电位最高，VT1 导通；导通；共阳极组中共阳极组中b点电位最低，点电位最低，VT4 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u uabab。负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理ouaubuC2 ot1t2

33、t3t4t5t6t7t8t9VT1RLVT6VT3VT5VT4VT2io Cba下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 在在 t2 t3 期间期间共阴极组中共阴极组中a点电位最高，点电位最高，VT 1 导通；导通；共阳极组中共阳极组中c点电位最低，点电位最低，VT6 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压 u ua ac c=u ua a-u-uc c。RLuoio Cbau+o负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压ouaubuC2 t

34、1t2t3t4t5t6t7t8t9oVT1VT3VT5VT2VT4VT6下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 在在 t3 t4 期间期间共阴极组中共阴极组中b点电位最高，点电位最高，VT 3 导通；导通；共阳极组中共阳极组中c点电位最低，点电位最低，VT 6 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u ub bC C。负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压ouaubuC2 t1t2t3t4t5t6t7t8t9oRLio Cbau+oVT

35、1VT3VT5VT2VT4VT6下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术 在在 t4 t5 期间期间共阴极组中共阴极组中b点电位最高，点电位最高，VT3 导通；导通；共阳极组中共阳极组中a点电位最低，点电位最低，VT2 导通。导通。负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压负载两端的电压为线电压u ubaba。负载电压负载电压2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理变压器副边电压变压器副边电压ouaubuC2 t1t2t3t4t5t6t7t8t9oRLio Cbau+oVT1VT3VT5VT2VT4VT6下一页下一页总目

36、录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术t1t2t3t4t5t6t7t8t9o2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理结论：结论：结论：结论：在一个周期中，每个晶闸在一个周期中，每个晶闸管只有三分之一的时间导管只有三分之一的时间导通（导通角为通（导通角为120）。）。变压器副边电压变压器副边电压负载电压负载电压负载两端的电压为线电压。负载两端的电压为线电压。负载两端的电压为线电压。负载两端的电压为线电压。ouaubuC2 RLio Cbau+oVT1VT3VT5VT2VT4VT6uo下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子

37、技术电子技术1 16 61 12 25 56 65 54 43 34 43 32 21 16 6控制角控制角0三相全控桥式工作原理三相全控桥式工作原理3652uvRudidL+-14wtuuvuuwuvwuvuuwuuwvuuvtuuuuuu控制角控制角60uT1晶闸管承受的最大正、反晶闸管承受的最大正、反向压降为向压降为6 U2t1 16 61 12 25 56 65 54 43 34 43 32 21 16 6下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术tuuuuuu电阻性负载电阻性负载三相桥式全控三相桥式全控 电阻性负载电阻性负载3652uv

38、Rudid14w控制角控制角30tuuvuuwuvwuvuuwuuwvuuv1 16 61 12 25 56 65 54 43 34 43 32 21 16 6控制角控制角6060时电流处于连续与时电流处于连续与断续的临界点断续的临界点计算计算Ud时，将纵轴右移时，将纵轴右移30060时时t1 16 61 12 25 56 65 54 43 34 43 32 21 16 6下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术tuuuuuu三相桥式全控三相桥式全控 电阻性负载电阻性负载3652uvRudid14w控制角控制角90tuuvuuwuvwuvuuw

39、uuwvuuv1 16 61 12 25 56 65 54 43 34 43 32 21 16 660时，电流断续时，电流断续60120时时移相范围为移相范围为120下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术晶闸管的保护晶闸管的保护 晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是它的主要缺点。它的主要缺点。它的主要缺点。它的主要缺点。晶闸管的热容量很小晶闸管的热容量很小晶闸管的热容量很小晶闸管的热容量很小，一旦发生过，一旦发生过电流时

40、，温度急剧上升，可能将电流时，温度急剧上升，可能将PNPN结烧坏，造成元结烧坏，造成元件内部短路或开路。例如一只件内部短路或开路。例如一只100A的的晶闸管晶闸管过电流过电流为为400A400A时，仅允许持续秒，否则将因过热而损坏；时，仅允许持续秒，否则将因过热而损坏；晶闸管耐受过电压的能力极差，晶闸管耐受过电压的能力极差，晶闸管耐受过电压的能力极差，晶闸管耐受过电压的能力极差，电压超过其反向击电压超过其反向击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。若正向电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后的电压超过转折电压时，则晶闸管误导通，导通后的电流较大，使

41、器件受损。流较大，使器件受损。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术（1）晶闸管的过流保护）晶闸管的过流保护1.1.快速熔断器保护快速熔断器保护快速熔断器保护快速熔断器保护 电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，电路中加快速熔断器。当电路发生过流故障时，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，它能在晶闸管过热损坏之前熔断，切断电流通路，以保证晶闸管的安全。以保证晶闸

42、管的安全。以保证晶闸管的安全。以保证晶闸管的安全。与晶闸与晶闸管串联管串联接在接在输入输入端端接在接在输出输出端端快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。快速熔断器接入方式有三种，如下图所示。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2.2.过流继电器保护过流继电器保护过流继电器保护过流继电器保护3.3.过流截止保护（控制保护）过流截止保护（控制保护）过流截止保护（控制保护）过流截止保护（控制保护）在输出端在输出端在输出端在输出端(直流侧直流侧直流侧直流侧)或输入端或输入端

43、或输入端或输入端(交流侧交流侧交流侧交流侧)接入过电接入过电接入过电接入过电流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，流继电器，当电路发生过流故障时，继电器动作，使电路自动切断。使电路自动切断。使电路自动切断。使电路自动切断。在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号在交流侧设置电流检测电路，利用过电流信号控制触发电路。控制触发电路。控制触发电路。控制触发电路。当电路发生过流故障时，当电路发生过流故障时，当电路发生过流故障时，当

44、电路发生过流故障时，检测电路检测电路检测电路检测电路控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而使晶闸管导通角减小或立即关断。使晶闸管导通角减小或立即关断。使晶闸管导通角减小或立即关断。使晶闸管导通角减小或立即关断。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术2.2.硒堆保护硒堆保护硒堆保护硒堆保护（2）晶闸管的过压保护晶闸管的过压保护1.1.阻容保护阻容保护阻容保护阻容保护C CR R 利用电容吸收过压。利用电容吸收

45、过压。利用电容吸收过压。利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电压其实质就是将造成过电压其实质就是将造成过电压其实质就是将造成过电压的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电的能量变成电场能量储存到电容中，然后释放到电阻中消耗掉。阻中消耗掉。阻中消耗掉。阻中消耗掉。RCRC 硒堆保护硒堆保护(硒整流片硒整流片)C CR RR RL L晶闸管元件晶闸管元件的阻容保护的阻容保护下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术逆变电路逆变电路能够实现能够实现能够实现能够实

46、现DCDC-ACAC变换的电路称为逆变电路。变换的电路称为逆变电路。变换的电路称为逆变电路。变换的电路称为逆变电路。逆变器逆变器逆变器逆变器U UD DDCDCu uOO ,f fOOACAC整流器整流器整流器整流器u u ,f fACAC 变频变频变频变频电路的输入与输出均为交流，电路的输出电电路的输入与输出均为交流，电路的输出电电路的输入与输出均为交流，电路的输出电电路的输入与输出均为交流，电路的输出电压压压压u uOO的幅值和频率的幅值和频率的幅值和频率的幅值和频率f fOO可单独或同时调节。可单独或同时调节。可单独或同时调节。可单独或同时调节。变频电路变频电路变频电路变频电路 变频变频

47、变频变频器一般用作电源，用于交流调速、感应加器一般用作电源，用于交流调速、感应加器一般用作电源，用于交流调速、感应加器一般用作电源，用于交流调速、感应加热、焊接、不间断电源及直流输电等。热、焊接、不间断电源及直流输电等。热、焊接、不间断电源及直流输电等。热、焊接、不间断电源及直流输电等。逆变逆变逆变逆变器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍器可采用不同的电力电子器件，本章只介绍可关断晶闸管逆变电路。可关断晶闸管逆变电路。可关断晶闸管逆变电路。可关断晶闸管逆变电路。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一

48、页电子技术电子技术电子技术电子技术电压型单相桥式逆变电路电压型单相桥式逆变电路T T1 1D D1 1T T4 4T T3 3T T2 2D D4 4D D3 3D D2 2+-u uo oi io o+-U UD DC C1.1.电路电路电路电路 2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理 令晶闸管令晶闸管令晶闸管令晶闸管T T1 1、T T3 3和和和和T T2 2、T T4 4轮流导通。轮流导通。轮流导通。轮流导通。3.3.u uOO的的的的波形波形波形波形 t to ou uOOU UD D二极管的作用二极管的作用二极管的作用二极管的作用:T T2 2T T4 4导通导通导通导通T T1

49、 1T T3 3导通导通导通导通 当负载为感性时，因电流当负载为感性时，因电流当负载为感性时，因电流当负载为感性时，因电流 i io o滞滞滞滞后于电压后于电压后于电压后于电压u uOO，二极管可在晶闸管切换导通时将电，二极管可在晶闸管切换导通时将电，二极管可在晶闸管切换导通时将电，二极管可在晶闸管切换导通时将电感的储能反馈给电源，故称为感的储能反馈给电源，故称为感的储能反馈给电源，故称为感的储能反馈给电源，故称为反馈二极管反馈二极管反馈二极管反馈二极管。改变晶闸管切换导通的时间即可改变输出电压改变晶闸管切换导通的时间即可改变输出电压改变晶闸管切换导通的时间即可改变输出电压改变晶闸管切换导通的

50、时间即可改变输出电压的频率的频率的频率的频率f fOO。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术交流调压电路交流调压电路T T1 1T T2 2u u+-u uo+-R RL L t to ou uOO t to ou uGG t to ou uOO1.1.电路电路电路电路 2.2.工作工作工作工作波形波形波形波形3.3.输出电压有效值输出电压有效值输出电压有效值输出电压有效值 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电子技术电子技术电子技术电子技术简单的交流调压电路简单的交流调压电路 双向二极管：双向二极管：双向二极管：双向