电工高级-整流电路02.幻灯片课件.ppt

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1、电工高级-整流电路02.一、三相半波可控整流电路一、三相半波可控整流电路：1 1、纯电阻负载：、纯电阻负载：如下图所示是三相半波可控整流电路。如下图所示是三相半波可控整流电路。第九节第九节 三相可控整流电路三相可控整流电路电路的特点电路的特点：变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3 3次谐次谐波流入电网。波流入电网。三个晶闸管分别接入三个晶闸管分别接入a a、b b、c c三相电源，其阴极连接在一起三相电源，其阴极连接在一起共阴共阴极接法。极接法。图图 三相半波可控整流三相半波可控整流电路共阴极接法电电路共阴极接法电阻负载时的

2、电路及阻负载时的电路及=0=0 时的波形时的波形 1 1、纯电阻负载、纯电阻负载自然换相点自然换相点：二：二极管换相时刻为自然极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早管能触发导通的最早时刻，将其作为计算时刻，将其作为计算各晶闸管触发角各晶闸管触发角的的起点，即起点，即=0=0。上上图图(b)(b)是是电电源源相相电电压压波波形形，三三相相电电压压正正半半周周交交点点是是不不用用控控制制时时整整流流的的自自然然换换流流点点，也也就就是是各各相相晶晶闸闸管管能能被被触触发发导导通通的的最最早早时时刻刻（1 1点点离离a a相相相相电电压压u ua a的的原原点点/6

3、/6），该该点点作作为为控控制制角角的的计计算算起起点点。当当=0=0时时（tt1 1所所处处时时刻刻），触触发发V V1 1管管，则则V V1 1管管导导通通，负负载载上上得得到到a a相相相相电电压压。同同理理，隔隔120120电电角角（tt2 2时时刻刻）触触发发V V2 2管管，则则V V2 2导导通通，V V1 1则则受受反反压压而而关关断断，负负载载得得到到b b相相相相电电压压。tt3 3时时刻刻触触发发V V3 3导导通通，而而V V2 2关关断断，负负载载上上得得到到c c相相相相电电压压。如如此此循循环环下下去去。输输出出电电压压u ud d是是一一个个脉脉动动的的直直流流

4、电电压压，它它是是三三相相交交流流相相电电压压正正半半周周包包络络线线，相相当当于于半半控控整整流流的的情情况况。在在一一个个周周期期内内，u ud d有有三三次次脉脉动动，脉脉动动的的最最高高频频率率是是150Hz150Hz。从从图图中中可可看看出出，三三相相触触发发脉脉冲冲依依次次间间隔隔120120电电角角，在在一一个个周周期期内内三三相相电电源源轮轮流流向向负负载载供电，每相晶闸管各导通供电，每相晶闸管各导通120120，负载电压是连续的，负载电压是连续的。上图上图(e)(e)是流过是流过a a相晶闸管相晶闸管V V1 1的电流波形，其它两相晶闸的电流波形，其它两相晶闸管的电流波形形状

5、与此相同，相位依次相差管的电流波形形状与此相同，相位依次相差120120。变压器。变压器绕组中流过的是直流脉动电流，在一个周期中，每相绕组绕组中流过的是直流脉动电流，在一个周期中，每相绕组只工作只工作1/31/3周期，因此存在变压器铁芯直流磁化和利用率不周期，因此存在变压器铁芯直流磁化和利用率不高的问题。高的问题。上图上图(f)(f)是是V V1 1上电压的波形。上电压的波形。V V1 1导通时为零；导通时为零；V V2 2导通时，导通时，V V1 1承受的是线电压承受的是线电压u uabab；V V3 3导通时，导通时，V V1 1承受的是线电压承受的是线电压u uacac。其。其它两只晶闸

6、管上的电压波形形状与此相同，只是相位依次它两只晶闸管上的电压波形形状与此相同，只是相位依次相差相差120120。图图 三相半波可控整流电路电阻性负载三相半波可控整流电路电阻性负载=30=30时的波形时的波形(a)(a)电源电压；电源电压；(b)(b)触发脉冲；触发脉冲；(c)(c)输出电压、电流；输出电压、电流；(d)(d)晶闸管上的电流晶闸管上的电流 上上图图所所示示是是=30=30时时的的波波形形。设设V V3 3已已导导通通，负负载载上上获获得得c c相相相相电电压压u uc c，当当电电源源经经过过自自然然换换流流点点tt0 0时时，由由于于V V1 1的的触触发发脉脉冲冲u ug1g

7、1还还没没来来到到，因因而而不不能能导导通通，而而u uc c仍仍大大于于零零，所所以以V V3 3不不能能关关断断而而继继续续导导通通；直直到到tt1 1处处，此此时时u ug1g1触触发发V V1 1导导通通，V V3 3承承受受反反压压关关断断，负负载载电电流流从从c c相相换换到到a a相相。以以后后即即如如此此循循环环下下去去。从从图图中中可可看看出出，这这是是负负载载电电流流连连续续的的临临界界状状态态，一个周期中，每只管子仍导通一个周期中，每只管子仍导通120120。下下图图所所示示是是=60=60时时的的波波形形，设设V V3 3已已工工作作，电电路路输输出出c c相相相相电电

8、压压u uc c。当当u uc c过过零零变变负负时时，V V3 3因因承承受受反反压压而而关关断断。此此时时V V1 1虽虽已已承承受受正正向向电电压压，但但因因其其触触发发脉脉冲冲u ug1g1尚尚未未来来到到，故故不不能能导导通通。此此后后，直直到到u ug1g1到到来来前前的的一一段段时时间间内内，各各相相都都不不导导通通，输输出出电电压压电电流流都都为为零零。当当u ug1g1到到来来，V V1 1导导通通，输输出出电电压压为为a a相相相相电电压压u ua a,依依次次循循环环。若若控控制制角角继继续续增增大大，则则整整流流电路输出电压电路输出电压u ud d将继续减小。当将继续减

9、小。当=150=150时，时，u ud d就减小到零。就减小到零。图图 三相半波可控整流电路电阻性负载三相半波可控整流电路电阻性负载=60=60时的波形时的波形(a)(a)电源电压；电源电压；(b)(b)触发脉冲；触发脉冲；(b)(b)(c)(c)输出电压、电流；输出电压、电流；(d)(d)晶闸管上的电压晶闸管上的电压 由上分析可知：由上分析可知：（1 1）控控制制角角=0=0时时，输输出出电电压压最最大大；增增大大，输输出出电电压压减减小小；当当=150=150时时，输输出出电电压压为为零零，所所以以最最大大移移相相范范围围为为150150。当当3030时时，电电流流（压压）连连续续，每每相

10、相晶晶闸闸管管的的导导通通角角为为120120，当当3030时时，电电流流（电电压压）断断续续，导通角导通角小于小于120120，导通角为，导通角为=150-=150-。（2 2）由于每相导电情况相同，故只需在）由于每相导电情况相同，故只需在1/31/3周期内求取电周期内求取电路输出电压的平均值，即一个周期内电路输出的平均值。路输出电压的平均值，即一个周期内电路输出的平均值。当当3030时，电流电压连续，输出直流电压平均值时，电流电压连续，输出直流电压平均值U Ud d为为:030式中式中:U U22为变压器次级相电压有效值。为变压器次级相电压有效值。当当3030150150时，电路输出电压时

11、，电路输出电压u ud d、输出电流、输出电流i id d波形断续，如图波形断续，如图2-32-3所示，导通角所示，导通角=150-=150-。可求得输。可求得输出电压的平均值为出电压的平均值为:30150（3 3）负载电流的平均值）负载电流的平均值I Id d流过每个晶闸管的平均电流流过每个晶闸管的平均电流I IdVdV为为流过每个晶闸管电流的有效值为流过每个晶闸管电流的有效值为:0300150 （4 4）从图）从图(f f)可看出，晶闸管所承受的最大反向电压为电可看出，晶闸管所承受的最大反向电压为电源线电压峰值源线电压峰值 ，最大正向电压为电源相电压峰值，最大正向电压为电源相电压峰值，即即

12、 。图图 三相半波可控整流电路大电感负载三相半波可控整流电路大电感负载=60=60时的波形时的波形(a)(a)电路；电路；(b)(b)输出电压；输出电压；(c)(c)触发脉冲；触发脉冲；(d)(d)输出电流；输出电流；(e)(e)晶闸管上的电压晶闸管上的电压2 2、大电感负载：、大电感负载：特点：感性负载，特点：感性负载，L L值很大，值很大，i id d波形基本平直。波形基本平直。3030 时：整流电压波形与电时：整流电压波形与电阻负载时相同。阻负载时相同。3030 时（如时（如=60=60 时的波形时的波形如如图图所示）。所示）。u u2 2过零时，过零时，V VT1T1不关断，直到不关断

13、，直到V VT2T2的脉冲到来，才换流，的脉冲到来，才换流，u ud d波形中波形中出现负的部分。出现负的部分。i id d波形有一定的脉动，但为简波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将化分析及定量计算，可将i id d近似近似为一条水平线。为一条水平线。感性负载时的移相范围为感性负载时的移相范围为9090。图图 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路感性负载感性负载时的电路及时的电路及=60=60 时的波形时的波形 由上分析可得：由上分析可得：（1 1）从图中可看出晶闸管承受的最大正、反向电压均为）从图中可看出晶闸管承受的最大正、反向电压均为线电压峰值线电压峰值 ，这一点与电阻性负

14、载时晶闸管承受，这一点与电阻性负载时晶闸管承受 的正向电压是不同的。的正向电压是不同的。（2 2）输出电压的平均值）输出电压的平均值负载电流的平均值负载电流的平均值I Id d为为流过晶闸管的电流平均值与有效值为流过晶闸管的电流平均值与有效值为图图 三相半波可控整流电路电感负载带续流二极管时的波形三相半波可控整流电路电感负载带续流二极管时的波形(a)(a)电路；电路；(b)(b)输出电压；输出电压；(c)(c)输出电流输出电流 很很明明显显，u ud d的的波波形形与与纯纯电电阻阻负负载载时时一一样样，U Ud d的的计计算算公公式式也也与与电电阻阻性性负负载载时时相相同同。一一个个周周期期内

15、内，晶晶闸闸管管的的导导通通角角T T=150-=150-。续续流流二二极极管管在在一一个个周周期期内内导导通通三三次次，因因此此其其导导通通角角VDVD=3(=3(-30)-30)。流流过过晶晶闸闸管管的的平平均均电电流流和和电电流流的有效值分别为：的有效值分别为：流过续流二极管的电流的平均值和有效值分别为流过续流二极管的电流的平均值和有效值分别为:习题习题52/199.52/199.在三相半波可控整流电路中，每只晶闸管的最大在三相半波可控整流电路中，每只晶闸管的最大导通角为（导通角为（）。）。A A30 B30 B60 C60 C90 D90 D12012053.53.在三相半波可控整流电

16、路中，当负载为电感性时，负在三相半波可控整流电路中，当负载为电感性时，负载电感量越大，则（载电感量越大，则（）。）。A A输出电压越高输出电压越高 B B输出电压越低输出电压越低 C C导通角越小导通角越小 D D导通角越大导通角越大D DD D102.102.三相半波可控整流电路带负载时，其触发脉冲控制角三相半波可控整流电路带负载时，其触发脉冲控制角的移相范围是（的移相范围是（）。）。A A120 B120 B150 C150 C18018082.82.三相半波可控整流电路各相触发脉冲相位差是三相半波可控整流电路各相触发脉冲相位差是()()，触发脉冲不能在触发脉冲不能在()()之前加入。之前

17、加入。习题习题B B120120o o自然换相点自然换相点三相半波可控整流电路感性负载时的移相范围为（三相半波可控整流电路感性负载时的移相范围为（）。）。9090 二、三相桥式全控整流电路二、三相桥式全控整流电路共共阴阴极极组组阴阴极极连连接接在在一一起起的的3 3个个晶晶闸闸管管（VTVT1 1，VTVT3 3，VTVT5 5）共共阳阳极极组组阳阳极极连连接接在在一一起起的的3 3个个晶晶闸闸管管（VTVT4 4，VTVT6 6，VTVT2 2）图图 三相桥式三相桥式全控整流电路全控整流电路导通顺序：导通顺序：VTVT1 1VTVT2 2 VTVT3 3VTVT4 4 VTVT5 5VTVT

18、6 6二、三相桥式全控整流电路二、三相桥式全控整流电路1 1、带电阻负载时的工作情况、带电阻负载时的工作情况当当60 时时，ud波波形形均均连连续续，对对于于电电阻阻负负载载，id波形与波形与ud波形形状一样，也连续。波形形状一样，也连续。当当a60 时时，ud波波形形每每60中中有有一一段段为为零零，ud波波形形不能出现负值不能出现负值。带带电电阻阻负负载载时时三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路角角的的移移相相范范围是围是120。图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=0=0 时的波形时的波形u2ud1ud2uduabuacuabuacubcubaucauc

19、buabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubtOOOOa=0 iVT11uVT1tttt图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=30=30 时的波形时的波形=300 iaOOOOuaubucuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacud1ud2uduVT1tttt图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=60=60 时的波形时的波形ta=60 uacuacuabOt1OOuVT1uaubucud1ud2ttuabuacubcubaucaucbua

20、buacud图图 三相桥式全控整流电路带电阻负载三相桥式全控整流电路带电阻负载=90=90 时的波形时的波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1二、三相桥式全控整流电路二、三相桥式全控整流电路2 2、定量分析、定量分析当当整整流流输输出出电电压压连连续续时时（即即带带阻阻感感负负载载时时，或或带带电电阻阻负载负载6060 时）的平均值为：时）的平均值为：带电阻负载且带电阻负载且 60 时时，整流电压平均值为整流电压平均值为：输出电流平均值为输出电流平均值为：Id=Ud/R习题习题231.231.三相

21、全控桥整流输出的平均电压三相全控桥整流输出的平均电压U Udldl计算式为计算式为()()。A.UA.Udldl1.17U1.17U2 2cos B.Ucos B.Udldl2.34U2.34U2 2coscosC.UC.Udldl1.17U1.17U2 2sin D.Usin D.Udldl2.34U2.34U2 2sinsinB B三相全控桥整流带电阻负载时三相桥式全控整流电路三相全控桥整流带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的角的移相范围是（移相范围是（）。120120 三、三相桥式半控整流电路三、三相桥式半控整流电路1 1、电阻负载电阻负载（1 1）电路电路T T1R RL Luo oD

22、3 T2T3D2D1io cbau+三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路(2)(2)工作原理工作原理当当=0=00 0时即触发脉冲在自然换流点出现，此时电路时即触发脉冲在自然换流点出现，此时电路相当于三相不可控整流电路，其输出最大电压为：相当于三相不可控整流电路，其输出最大电压为：U Ud d=2.34U=2.34U2 2。6060O O时时，下下图图所所示示为为=30=30O O时时的的波波形形。tt1 1时时u ug1g1触触发发T T1 1管管导导通通，电电源源电电压压u uABAB通通过过T T1 1、D D4 4两两管管加加于于负负载载。tt2 2时时，共共阳阳极极组组二二极极管

23、管自自然然换换流流，所所以以tt2 2之之后后，D D6 6导导通通，D D4 4关关断断，电电源源电电压压u uACAC通通过过T T1 1、D D6 6加加于于负负载载。tt3 3时时刻刻，由由于于u ug3g3还还未未出出现现，T T3 3管管不不能能导导通通，T T1 1维维持持导导通通到到tt4 4时时刻刻，T T3 3被被触触发发导导通通后后使使T T1 1管管承承受受反反压压而而关关断断，电电路路转转为为T T3 3、D D6 6管管导导通通，依依次次类类推推，负负载载上上得得到到如如下下图图所所示示的的脉脉动动波波形形。当当=60=60O O时时，波波形形刚刚好好维维持连续。其

24、持连续。其060060O O时的输出电压平均值为：时的输出电压平均值为：=30=30O O时的波形时的波形 6060O O180180O O时时，如如下下图图为为=120=120O O时时的的波波形形，T T1 1管管在在u uACAC电电压压的的作作用用下下，tt1 1时时刻刻触触发发导导通通。到到tt2 2时时刻刻A A相相相相电电压压为为零零时时T1T1管管仍仍不不会会关关断断，因因为为使使管管正正向向导导通通的的线线电电压压u uACAC此此时时仍仍大大于于零零。到到tt3 3时时刻刻u uACAC=0=0，T1T1管管才才关关断断。在在tt3 3tt4 4期期间间，T T3 3管管虽

25、虽受受u uBABA正正向向电电压压，但但无无触触发发脉脉冲冲，故故T T3 3管管不不导导通通，波波形形出出现现断断续续。到到tt4 4时时刻刻，T T3 3管管才才触触发发，一一直直到到线线电电压压u uBABA为零时关断。其平均电压为：为零时关断。其平均电压为：=120=120O O时的波形时的波形 由由上上式式可可见见，三三相相半半控控桥桥式式整整流流电电路路在在电电阻阻负负载时，其输出平均电压为：载时，其输出平均电压为：式中式中U U2 2为变压器次级相电压有效值。为变压器次级相电压有效值。223.223.采用一只晶体管的桥式可控整流电路采用一只晶体管的桥式可控整流电路,为考虑晶阐管

26、好为考虑晶阐管好关断应选用关断应选用()()。A AI IH H 较大的较大的 B BI IH H 较小的较小的 C CI IH H大小无所谓大小无所谓83.83.三相半控桥式整流电路的移相范围为三相半控桥式整流电路的移相范围为()。当控。当控制角超过制角超过()()时，电压波形将由连续变为断续。时，电压波形将由连续变为断续。习题习题A A180180o o6060o o 在三相桥式半控整流电路中，对于共阴极组晶闸管来说，在三相桥式半控整流电路中，对于共阴极组晶闸管来说，只有（只有（）一相的晶闸管且有触发脉冲时才能导通。）一相的晶闸管且有触发脉冲时才能导通。A A、阳极电压最高、阳极电压最高

27、B B、阳极电压最低、阳极电压最低 C C、阴极电压最高、阴极电压最高 D D、阴极电压最低、阴极电压最低A A54.54.三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管承受的最高反向三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管承受的最高反向电压为变压器二次相电压的（电压为变压器二次相电压的（）。）。A.A.倍倍 B B 倍倍 C C 倍倍 D D2 2 倍倍55.55.三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管流过的平均电流三相桥式半控整流电路中，每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的（是负载电流的（）。）。A.1A.1倍倍 B.l/2 B.l/2倍倍 C.l/3 C.l/3倍倍 D.1/6 D.1/6倍倍习题习题C CC

28、 C四、四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路图图 带平衡电抗器的双带平衡电抗器的双反星形可控整流电路反星形可控整流电路电路结构的特点：电路结构的特点：二二次次侧侧为为两两组组匝匝数数相相同同极极性性相相反反的的绕绕阻阻，分分别别接接成成两两组组三三相相半半波波电路。电路。二二次次侧侧两两绕绕组组的的极极性性相相反反可可消消除除铁芯的直流磁化铁芯的直流磁化。平平衡衡电电抗抗器器是是为为保保证证两两组组三三相相半半波整流电路能同时导电。波整流电路能同时导电。与与三三相相桥桥式式电电路路相相比比，双双反反星星形形电路的输出电流可电路的输出电流可大一倍大一倍。带平衡

29、电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：适用于的特点：适用于低电压、大电流低电压、大电流的场合。的场合。绕组的极性相反的目的：绕组的极性相反的目的：消除直流磁通势消除直流磁通势如图可知，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是如图可知，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是平均平均电流相等电流相等而而绕组的极性相反绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。，所以直流安匝互相抵消。图图 双反星形电路，双反星形电路，=0=0 时两组整流电压、电流波形时两组整流电压、电流波形ttud1uaubuciaud2iaucuaubucOtOOtOId12Id16Id12Id16四、带平衡电抗器的

30、双反星形可控整流电路四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路接平衡电抗器的原因：接平衡电抗器的原因：当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流均流。两组整流电压两组整流电压平均值相等平均值相等，但，但瞬时值不等瞬时值不等。两两个个星星形形的的中中点点n n1 1和和n n2 2间间的的电电压压等等于于u ud1d1和和u ud2d2之之差差。该该电电压压加加在在L Lp p上上，产产生生电电流流i ip p，它它通通过过两两组组星星形形自自成成回回路路，不不流到负载中去，称为流到负载中去，称为环流环流或或平衡电流平衡电流。为了使两组电流尽可能为了使两组电

31、流尽可能平均分配平均分配，一般使，一般使L Lp p值足够大，值足够大，以便限制环流在负载额定电流的以便限制环流在负载额定电流的1%1%2%2%以内。以内。四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路有关计算：有关计算：四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路四、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路56.56.带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，每只晶带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，每只晶闸管流过的平均电流是负载电流的（闸管流过的平均电流是负载电流的（）。）。A.1/2A.1/2倍倍 B.1/3 B.1/3倍倍 C.1/4 C.1/4倍倍 D.l/6 D

32、.l/6倍倍51.51.带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，平衡电带平衡电抗器三相双反星形可控整流电路中，平衡电抗器的作用是使两组三相半波可控整流电路（抗器的作用是使两组三相半波可控整流电路（）。）。A A相串联相串联 B B相并联相并联 C C单独输出单独输出 D D以以180180相位差相并联相位差相并联50.50.在需要直流电压较低、电流较大的设备中，宜采用（在需要直流电压较低、电流较大的设备中，宜采用（）整流电源。）整流电源。A A单相桥式可控单相桥式可控 B B三相桥式半控三相桥式半控 C C三相桥式全控三相桥式全控 D D带平衡电抗器三相双反星形可控带平衡电抗器三相双反星形可控

33、习题习题D DD DD D226.226.现有单相半波、单相桥式、双半波三种可控整流电路现有单相半波、单相桥式、双半波三种可控整流电路,负载电流负载电流I I0 0都是都是20A,20A,那么保护晶阐管过电流的快速熔断器的那么保护晶阐管过电流的快速熔断器的额定电流额定电流()()。A A相同相同 B B单相桥式和双半波电路中快速熔断器额定电流相同单相桥式和双半波电路中快速熔断器额定电流相同C C都不同都不同 B B习题习题18.18.三相可控整流装置在调试前三相可控整流装置在调试前,必须检查三相电源的相序必须检查三相电源的相序,然后按照要求的电源相序接通主电路与控制电路。然后按照要求的电源相序

34、接通主电路与控制电路。()()57.57.在调试晶阐管整流电路时在调试晶阐管整流电路时,应注意什么问题应注意什么问题?57.57.在调试时应注意在调试时应注意:(1)(1)调试步骤是先控制电路后主电路调试步骤是先控制电路后主电路;(2)(2)检查主电路与控制电路接线是否正确检查主电路与控制电路接线是否正确;(3)(3)整流输出电路先接适当的电阻性负载整流输出电路先接适当的电阻性负载(如灯泡如灯泡););(4)(4)开始先作小电流。开始先作小电流。习题习题第十节第十节 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，这是它的主要缺点晶闸管承受过电压、过电流的能力很差，这是它的主要缺点

35、晶晶闸闸管管的的热热容容量量很很小小，一一旦旦发发生生过过电电流流时时，温温度度急急剧剧上上升升，可可能能将将PNPN结结烧烧坏坏，造造成成元元件件内内部部短短路路或或开开路路。例例如如一一只只100A100A的的晶晶闸闸管管过过电电流流为为400A400A时时，仅仅允允许许持持续续0.020.02秒秒，否否则则将将因因过过热而损坏；热而损坏；晶晶闸闸管管耐耐受受过过电电压压的的能能力力极极差差，电电压压超超过过其其反反向向击击穿穿电电压压时时，即即使使时时间间极极短短，也也容容易易损损坏坏。若若正正向向电电压压超超过过转转折折电电压压时时，则晶闸管误导通，导通后的电流较大，使器件受损。则晶闸

36、管误导通，导通后的电流较大，使器件受损。一、晶闸管的过流保护一、晶闸管的过流保护1 1、快速熔断器保护：、快速熔断器保护：电路电路中加快速熔断器。当电路发生过中加快速熔断器。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，流故障时，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。2 2、过流继电器保护：、过流继电器保护：在输出端在输出端(直流侧直流侧)或输入端或输入端(交流侧交流侧)接入过电流继电器，当

37、电路发生过流故障时，继电器动作，接入过电流继电器，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。3 3、过流截止保护：、过流截止保护：在交流侧设置电流检测电路，利用过电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。当电路发生过流故障时，检测电路流信号控制触发电路。当电路发生过流故障时，检测电路控制触发脉冲迅速后移或停止产生触发脉冲，从而使晶闸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。管导通角减小或立即关断。一、晶闸管的过流保护一、晶闸管的过流保护4.4.可控整流过流保护可控整流过流保护:当可控硅整流电路发生输出回路短当可控硅整流电路发

38、生输出回路短路或过载，元件击穿等情况时，可能发生过电流，晶闸管路或过载，元件击穿等情况时，可能发生过电流，晶闸管承受过电流的能力很小，在一个周波中仅允许通过承受过电流的能力很小，在一个周波中仅允许通过4-54-5倍的倍的过载电流在过载电流在5 5秒内则降度低为秒内则降度低为2 2倍，倍，5 5分钟内只允许分钟内只允许1.251.25倍的倍的过载电流，所以必须在元件允许的时间内切断过载电流，过载电流，所以必须在元件允许的时间内切断过载电流，即进行过流保护。即进行过流保护。习题习题习题习题52.52.晶闸管的过流保护晶闸管的过流保护:（1 1）串入快速熔断器）串入快速熔断器 可以装在直流侧，交流侧

39、或与元件可以装在直流侧，交流侧或与元件串联。串联。（2 2）装设过流继电器和快速自动开关。）装设过流继电器和快速自动开关。（3 3）过电流截止保护）过电流截止保护 利用过电流信号把触发脉冲后移使晶闸管的导通角减小或利用过电流信号把触发脉冲后移使晶闸管的导通角减小或停止触发。停止触发。（4 4）当供电电源的容量较大而不经变压器供电时，一般还）当供电电源的容量较大而不经变压器供电时，一般还要加电抗器来限制短路电流。要加电抗器来限制短路电流。二、晶闸管的过压保护二、晶闸管的过压保护1 1、阻容保护：利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电、阻容保护：利用电容吸收过压。其实质就是将造成过电压的能量变成电

40、场能量储存到电容中，然后释放到电阻中消压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。耗掉。2 2、硒堆保护、硒堆保护C CR RRCRC 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23.23.为什么整流电路中要采取过压保护措施为什么整流电路中要采取过压保护措施?23.23.因因为为晶晶阐阐管管承承受受过过电电压压的的能能力力较较差差,而而在在交交流流侧侧及及直直流流侧侧会会经经常常产产生生一一些些过过电电压压,如如电电网网操操作作过过电电压压,雷雷击击过过电电压压,直直流流侧侧电电感感负负载载电电流流突突变变时时感感应应过过

41、电电压压,熔熔丝丝熔熔断断引引起起的的过过电电压压,晶晶阐阐管管换换向向时时的的过过电电压压等等,都都有有可可能能导导致致元元件件损损坏坏或或性性能下降能下降,所以要采取过电压保护措施。所以要采取过电压保护措施。习题习题51.51.晶闸管的过压保护：晶闸管的过压保护：线线路路中中由由于于雷雷击击或或导导闸闸操操作作等等原原因因经经常常会会发发生生过过电电压压，晶晶闸闸管管承承受受过过电电压压的的能能力力很很差差，当当所所加加的的电电压压超超过过它它的的反反向向击击穿穿电电压压时时，即即使使时时间间很很短短也也会会因因击击穿穿而而损损坏坏。另另外外，当当电电压压超超过过正正向向转转折折电电压压时

42、时，会会出出现现误误导导通通，如果次数较多也会使晶闸管损坏。如果次数较多也会使晶闸管损坏。第十一节第十一节 晶闸管的触发电路晶闸管的触发电路 晶闸管最重要的特性是可控单向导电性。当阳极加上正晶闸管最重要的特性是可控单向导电性。当阳极加上正向电压后，还必须在控制极与阴极之间加上足够功率的向电压后，还必须在控制极与阴极之间加上足够功率的正向控制电压，即触发电压，元件才能从阻断状态转化正向控制电压，即触发电压，元件才能从阻断状态转化为导通状态。因为晶闸管导通后控制极既失去作用，为为导通状态。因为晶闸管导通后控制极既失去作用，为减少控制极损耗与触发功率，常用脉冲电压触发晶闸管。减少控制极损耗与触发功率

43、，常用脉冲电压触发晶闸管。为控制极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。为控制极提供触发电压与电流的电路称为触发电路。触发电路种类很多，一般常用的有单结管触发电路、小触发电路种类很多，一般常用的有单结管触发电路、小晶闸管触发电路、阻容移相触发电路、集成块触发电路晶闸管触发电路、阻容移相触发电路、集成块触发电路及数字式触发电路。及数字式触发电路。习题习题晶闸管触发电路晶闸管触发电路:晶闸管的阳极加正向电压，门极加适当晶闸管的阳极加正向电压，门极加适当的正向电压时就会导通，导通后门极有无电压不影响晶闸的正向电压时就会导通，导通后门极有无电压不影响晶闸管的正常工作状态。即门极只需加一个脉冲电压即可，

44、产管的正常工作状态。即门极只需加一个脉冲电压即可，产生这个门极电压的电路叫晶闸管触发电路，常见的触发电生这个门极电压的电路叫晶闸管触发电路，常见的触发电路有：阻容移相触发，单结晶体管触发，正弦波同步触发路有：阻容移相触发，单结晶体管触发，正弦波同步触发电路，锯齿波同步触发电路和集成触发电路等。电路，锯齿波同步触发电路和集成触发电路等。1)1)触发电路应提供给足够的触发功率（电压和电流）。触发电路应提供给足够的触发功率（电压和电流）。一般一般触发电压为触发电压为4 410V10V。2)2)为了使触发时间准确，要求为了使触发时间准确，要求触发脉冲上升沿要陡触发脉冲上升沿要陡，另一方，另一方面，可缩

45、短元件开通时间，减少开通时的功耗，最好在面，可缩短元件开通时间，减少开通时的功耗，最好在10s10s以下。以下。3)3)触触发发脉脉冲冲要要有有足足够够的的宽宽度度，使使触触发发脉脉冲冲消消失失前前晶晶闸闸管管的的阳阳极极电电流流已已达达到到掣掣住住电电流流而而维维持持导导通通。因因为为晶晶闸闸管管的的开开通通时时间间为为6s6s左左右右，故故触触发发脉脉冲冲的的宽宽度度不不能能小小于于6s6s，最最好好是是202050s50s。对于电感性负载，脉冲宽度还应加大。对于电感性负载，脉冲宽度还应加大。4)4)不触发时，触发电路的输出电压应小于不触发时，触发电路的输出电压应小于0.150.150.2

46、V0.2V。一、一、晶闸管对触发电路的要求晶闸管对触发电路的要求5)5)触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。满足电路要求。为给晶闸管的触发提供一个准确而且固定为给晶闸管的触发提供一个准确而且固定的移相基准，即度量控制角的移相基准，即度量控制角大小的基准，触发脉冲必须大小的基准，触发脉冲必须与电源同步并且保持一定的相位关系。因此触发电路同时与电源同步并且保持一定的相位关系。因此触发电路同时受控制电压和同步电压的控制。控制电压受控制电压和同步电压的控制。控制电压U Uk k使脉冲在要求的使脉冲在要求的范围内移相；同步

47、电压是与阳极电压同频率且有一定相位范围内移相；同步电压是与阳极电压同频率且有一定相位关系的电压，使脉冲与电源电压同步即提供控制角关系的电压，使脉冲与电源电压同步即提供控制角的基的基准。准。6 6）触触发发电电路路工工作作要要稳稳定定可可靠靠，不不受受温温度度变变化化的的影影响响，更更换换元元件时不需要重新校正。件时不需要重新校正。一、一、晶闸管对触发电路的要求晶闸管对触发电路的要求二、单结晶体管触发电路二、单结晶体管触发电路1 1、单结晶体管结构及工作原理、单结晶体管结构及工作原理B2第二基极第二基极B1N欧姆接触欧姆接触接触电阻接触电阻P发射极发射极E E第一基极第一基极PNPN结结N N型

48、硅片型硅片(a)(a)示意图示意图单结晶体管结构示意图及其表示符号单结晶体管结构示意图及其表示符号(b)(b)符号符号B2EB1B2B1UBBEUE+_+_RP+_+_2 2、工作原理、工作原理 U UE E U UP P后，后，大量空穴注入基区，大量空穴注入基区，致使致使I IE E增加、增加、U UE E反反而下降，出现负阻。而下降，出现负阻。P(1)(1)UE UP时单结管导通时单结管导通，UE 52.简述单结晶体管及其特点简述单结晶体管及其特点?52.52.单结晶体管是具有一个单结晶体管是具有一个PNPN结和三个电极结和三个电极(即发射极即发射极e,e,第第一基极一基极b1,b1,第二

49、基极第二基极b2)b2)的半导体器件的半导体器件,其结构和电路符号其结构和电路符号如图所示如图所示,它具有工作电流较大它具有工作电流较大,电路简单电路简单,可靠性高可靠性高,工作速工作速度低等特点度低等特点,而且它的特性曲线存在而且它的特性曲线存在“负阻区负阻区”,”,在负阻区内在负阻区内,管子两端电压增加时管子两端电压增加时,电流反而减小电流反而减小,基于这一特点基于这一特点,常用单常用单结晶体管构成各种脉冲电路。结晶体管构成各种脉冲电路。ug gR2R1RUucE+C+_+_50 100k 300 0.47 F5 5、单结晶体管触发电路、单结晶体管触发电路(1)(1)振荡电路振荡电路单结晶

50、体管弛张振荡电路单结晶体管弛张振荡电路 单结晶体管弛张振荡电单结晶体管弛张振荡电路利用单结管的负阻特性路利用单结管的负阻特性及及RC RC 电路的充放电特性组电路的充放电特性组成频率可调的振荡电路。成频率可调的振荡电路。ug gR2R1RUuCE+C+_ _ _+_ _50 100k 300 0.47 F(2)(2)振荡过程分析振荡过程分析设通电前设通电前u uC C=0=0。接通电源接通电源U U,电容电容C C 经电阻经电阻R R充电。充电。电容电压电容电压u uC C逐渐升高逐渐升高。当当u uC C U UP P时时,单结管导通单结管导通,电电容容C C放电放电,R R1 1上得到一脉