整流电路2学习教案.pptx

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1、会计学1整流整流(zhngli)电路电路2第一页，共70页。5.4 大容量相控整流大容量相控整流(zhngli)电路电路2.带平衡电抗器的双反星形相控整流电路(dinl)数量关系 由式 由于每组三相半波整流电流是负载电流的1/2，故晶闸管的选择和变压器二次绕组额定(dng)容量的确定只要按Id/2计算即可。流过晶闸管和变压器二次绕组的电流相同，在电感性负载时都是方波，其等效值为 晶闸管承受的最大正反向电压的计算，与三相半波时相同。关于变压器所流过的电流其二次绕组与三相半波时相同，一次绕组则与三相桥式相同。（5.4.9）可知，输出电压中的谐波阶次n为6k，k=1,2,3.，n=6,12,18.，

2、最低谐波为6次谐波，其值仅为直流平均值的235。（5.4.6）第1页/共70页第二页，共70页。5.4 大容量相控整流大容量相控整流(zhngli)电路电路3、结论(jiln)（4）两种电路中晶闸管的导通及触发(chf)脉冲的分配关系一样，ud和id的波形形状一样。将双反星形电路与三相桥式电路进行比较：（1）三相桥为两组三相半波串联，而双反星形为两组三相半波并联，且后者需用平衡电抗器，同时有两相导电，变压器磁路平衡，不存在直流磁化问题；（2）当U2相等时，双反星形的Ud是三相桥的1/2，而Id是单相桥的2倍；（3）每一整流器件承担负载电流Id的一半，整流器件流过电流的有效值在电感性负载时为0.

3、289 Id，所以与其他整流电路相比，提高了整流器件承受负载的能力；第2页/共70页第三页，共70页。第五章：整流第五章：整流(zhngli)电路电路 n n5.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 5.2 单相相控整流电路单相相控整流电路 5.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 5.4 大容量相控整流电大容量相控整流电路路 5.5 相控整流电路的换相控整流电路的换相压降相压降 5.6 整流电路的谐波分整流电路的谐波分析析 5.7 有源逆变电路有源逆变电路 5.8 晶闸管相控电路的晶闸管相控电路的驱动驱动(q dn)控制控制 5.9 PWM整流电路整流电路 第3页/共70页第四页，共70页。

4、5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路的换相压电路的换相压降降 P94n n图图图图5.5.1 5.5.1 5.5.1 5.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路考虑变压器的漏抗后相控整流电路n n 的等效电路及输出的等效电路及输出的等效电路及输出的等效电路及输出(shch)(shch)(shch)(shch)电压电流的波形电压电流的波形电压电流的波形电压电流的波形 实际工作中，整流变压器存在漏抗，晶闸管之间的换流不能瞬时完成，会出现(chxin)参与换流的两个晶闸管同时导通的现象，同时导通的时间对应的电角度称为换相重叠角。1、

5、换相重叠角Ll为变压器的每相绕组 折合到二次侧的漏抗 第4页/共70页第五页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路电路的换相压降的换相压降n n图图图图5.5.1 5.5.1 5.5.1 5.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电考虑变压器的漏抗后相控整流电考虑变压器的漏抗后相控整流电考虑变压器的漏抗后相控整流电路路路路n n 的等效电路及输出电压电流的等效电路及输出电压电流的等效电路及输出电压电流的等效电路及输出电压电流(dinli)(dinli)(dinli)(dinli)的波形的波形的波形的波形 当t时刻触发时，相电流不能瞬时上升到d值，相电流不能瞬时下降到零，电流换相需

6、要(xyo)时间t，换流重叠角所对应的时间为t=/。在重叠角期间，、同时导通，产生一个虚拟电流Ik，2、工作过程Ll为变压器的每相绕组 折合到二次侧的漏抗 第5页/共70页第六页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路的换电路的换相压降相压降n n图图图图5.5.1 5.5.1 5.5.1 5.5.1 考虑考虑考虑考虑(kol)(kol)(kol)(kol)变压器的漏抗后相控整流电路变压器的漏抗后相控整流电路变压器的漏抗后相控整流电路变压器的漏抗后相控整流电路n n 的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电

7、流的波形 而整流输出(shch)电压为由图可知(5.5.1)(5.5.2)2、工作过程第6页/共70页第七页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路电路的换相压降的换相压降n n图图图图5.5.1 5.5.1 5.5.1 5.5.1 考虑考虑考虑考虑(kol)(kol)(kol)(kol)变压器的漏抗后相控整流电变压器的漏抗后相控整流电变压器的漏抗后相控整流电变压器的漏抗后相控整流电路路路路n n 的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形的等效电路及输出电压电流的波形 在期间，直流输出电压比uA或uB都小，使输出电压波形(b x

8、n)减少了一块阴影面积,降低的电压值为 。式 ud表明：(5.5.3)图中的阴影面积大小为：(5.5.4)2、工作过程第7页/共70页第八页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路电路的换相压降的换相压降n n图图图图5.5.1 5.5.1 5.5.1 5.5.1 考虑考虑考虑考虑(kol)(kol)(kol)(kol)变压器变压器变压器变压器的漏抗后的漏抗后的漏抗后的漏抗后n n 相控整流电路的等效电路相控整流电路的等效电路相控整流电路的等效电路相控整流电路的等效电路1）换相压降U 3、参数(cnsh)计算上式中 是变压器每相漏感折合到二次则的漏电抗。在图5.5.1(a)所示

9、的三相半波可控整流电路中，整流输出电压为3相波形组合（即一周期内换相3次），每个周期内有3个阴影面积，这些阴影面积之和3S除以周期2，即为换相重叠角期间输出平均电压的减少量，称为换相压降U。(5.5.4)换相压降U正比于负载电流d，它相当于整流电源增加了一项等 效电阻 ，但这个等效内阻并不消耗有功功率。第8页/共70页第九页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路的换电路的换相压降相压降n n上式表明，当上式表明，当上式表明，当上式表明，当LlLlLlLl或或或或IdIdIdId增大时，增大时，增大时，增大时，将增大；当将增大；当将增大；当将增大；当增大时，增大时，增大时，增大

10、时，减小。减小。减小。减小。必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会(b hu)(b hu)(b hu)(b hu)出出出出现换流重叠的现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。现换流重叠的现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。现换流重叠的现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。现换流重叠的现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。2、换相重叠(chngdi)角(5.5.7)计算过程图5.5.1 考虑变压器的漏抗后相控整流电路的等效电路及

11、输出电压电流的波形第9页/共70页第十页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路的电路的换相压降换相压降2、换相重叠(chngdi)角计算过程l在图5.5.1(b)中为便于计算，将坐标(zubio)原移到、相的自然换流点，设l由式(5.5.1)可得将上式两边同乘以得从电路工作原理可知，当电感Ll中电流从变到Id时，正好对应t从变到+，将此条件代入式(5.5.5)得即l则换相重叠角为(5.5.5)(5.5.7)(5.5.6)第10页/共70页第十一页，共70页。5.5 相控整流相控整流(zhngli)电路的电路的换相压降换相压降2、换相重叠(chngdi)角的计算过程表5.5.1

12、 各种整流电路(dinl)换相压降和换相重叠角的计算第11页/共70页第十二页，共70页。第五章：整流第五章：整流(zhngli)电路电路 n n5.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 5.2 单相单相(dn xin)相控相控整流电路整流电路 5.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 5.4 大容量相控整流电大容量相控整流电路路 5.5 相控整流电路的换相控整流电路的换相压降相压降 5.6 整流电路的谐波分整流电路的谐波分析析 5.7 有源逆变电路有源逆变电路 5.8 晶闸管相控电路的晶闸管相控电路的驱动控制驱动控制 5.9 PWM整流电路整流电路 第12页/共70页第十三页，共70页。5.

13、6.1 m5.6.1 m脉波相控整流输出电压脉波相控整流输出电压脉波相控整流输出电压脉波相控整流输出电压(diny)(diny)通用公式通用公式通用公式通用公式 P97 P97 如图：在一个交流电源周期如图：在一个交流电源周期如图：在一个交流电源周期如图：在一个交流电源周期2222中，有中，有中，有中，有m m m m个形状相个形状相个形状相个形状相同的脉波，但它们相差同的脉波，但它们相差同的脉波，但它们相差同的脉波，但它们相差 ，脉波的周期为，脉波的周期为，脉波的周期为，脉波的周期为 。若将纵坐标选在整流电压若将纵坐标选在整流电压若将纵坐标选在整流电压若将纵坐标选在整流电压(diny)(di

14、ny)(diny)(diny)的峰值处，则在的峰值处，则在的峰值处，则在的峰值处，则在 期间，整流输出电压期间，整流输出电压期间，整流输出电压期间，整流输出电压(diny)(diny)(diny)(diny)的表达式为：的表达式为：的表达式为：的表达式为：图5.6.1 m脉波整流输出直流脉动电压(diny)波形 第13页/共70页第十四页，共70页。5.6.1 m5.6.1 m脉波相控整流脉波相控整流脉波相控整流脉波相控整流(zhngli)(zhngli)输出电压通用输出电压通用输出电压通用输出电压通用公式公式公式公式 m脉波相控整流(zhngli)输出电压平均值为：的傅里叶级数(j sh)表

15、达式为：谐波的系数整流输出电压的表达式(5.6.7)(5.6.1)(5.6.10)(5.6.11)令m=2,3,6，即可得到相控整流时单相桥、三相半波以及三相全桥相控整流电压的各次谐波及整流直流电压平均值。令=0，则可得到不控整流时单相桥、三相半波以及三相全桥等不控整流电压的各次谐波及整流直流电压平均值。第14页/共70页第十五页，共70页。5.6.2 5.6.2 单相和三相单相和三相单相和三相单相和三相(sn xin(sn xin)桥式相控整流桥式相控整流桥式相控整流桥式相控整流电压的谐波分析电压的谐波分析电压的谐波分析电压的谐波分析1、单相桥相控整流(zhngli)电压的谐波分析 1）平波

16、电抗器的选择(xunz)次谐波（n=2,4,6；K=1,2,3）n次谐波（K=1,2,3；n=2,4,6）电压幅值与交流电压幅值 的比值为 n次谐波（K=1,2,3；n=2,4,6）的相位角为 由图可知，=90时与谐波幅值最大。因此，实际应用中按=90选用平波电抗器。图5.6.2 单相桥相控整流 电压的谐波电压特性 电压幅值为(5.6.15)(5.6.16)(5.6.17)第15页/共70页第十六页，共70页。5.6.2 5.6.2 单相单相单相单相(dn xin(dn xin)和三相桥式相控整流电和三相桥式相控整流电和三相桥式相控整流电和三相桥式相控整流电压的谐波分析压的谐波分析压的谐波分析

17、压的谐波分析1、单相(dn xin)桥相控整流电压的谐波分析 2）谐波(xi b)参数分析：当=0时（二极管不控整流电路）(5.6.18)(5.6.19)m=2时（即单相桥）相控整流负载电压的有效值U=U2,谐波电压的有效值为因此，电压的纹波系数是 第16页/共70页第十七页，共70页。5.6.2 5.6.2 单相和三相桥式相控整流单相和三相桥式相控整流单相和三相桥式相控整流单相和三相桥式相控整流(zhngli)(zhngli)电电电电压的谐波分析压的谐波分析压的谐波分析压的谐波分析2.三相(sn xin)桥相控整流电压的谐波分析 图5.6.3 三相桥相控整流 电压的谐波(xi b)电压特性

18、1）谐波参数计算 m=6时（三相全桥）相控整流谐波电压的有效值的计算及平波滤波电抗器的参数选择相同；当=0时（二极管不控整流电路）电压的纹波系数第17页/共70页第十八页，共70页。5.6.2 5.6.2 单相和三相单相和三相单相和三相单相和三相(sn xin(sn xin)桥式相控桥式相控桥式相控桥式相控整流电压的谐波分析整流电压的谐波分析整流电压的谐波分析整流电压的谐波分析3、结论(jiln)：整流电路输出电压(diny)中的谐波有如下规律：（3）当m一定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，因此，最低次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少；1）=0时（5）m增加时，最低次谐波次

19、数增大，且幅值迅速减小，电压纹波系数迅速下降。（4）当负载中有电感时，负载电流谐波幅值的减小更为迅速；（2）整流电流的谐波由整流电压的谐波决定，也为mk次；（1）m脉波整流电压ud的谐波次数为mK（k=1，2，3.）次，即m的倍数次；第18页/共70页第十九页，共70页。5.6.2 5.6.2 单相和三相桥式相控整流单相和三相桥式相控整流单相和三相桥式相控整流单相和三相桥式相控整流(zhngli)(zhngli)电压的谐波分析电压的谐波分析电压的谐波分析电压的谐波分析 （2）从90180之间电路工作于有源逆变(n bin)工作状态，ud的谐波幅值随增大而减小3、结论(jiln)：整流电路输出电

20、压中的谐波有如下规律：2）不为零0时 （1）从0 90变化时，ud的谐波幅值随增大而增大，=90时谐波幅值最大；第19页/共70页第二十页，共70页。第五章：整流第五章：整流(zhngli)电路电路 n n5.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 5.2 单相单相(dn xin)相相控整流电路控整流电路 5.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 5.4 大容量相控整流电大容量相控整流电路路 5.5 相控整流电路的换相控整流电路的换相压降相压降 5.6 整流电路的谐波分整流电路的谐波分析析 5.7 有源逆变电路有源逆变电路 5.8 晶闸管相控电路的晶闸管相控电路的驱动控制驱动控制 5.9 PWM

21、整流电路整流电路 第20页/共70页第二十一页，共70页。5.7 有源逆变有源逆变(n bin)电路电路 P110n n3 3、有有有有源源源源逆逆逆逆变变变变器器器器：完完完完成成成成(wn(wn chng)chng)有有有有源源源源逆逆逆逆变变变变的装置的装置的装置的装置n n 称为有源逆变器。称为有源逆变器。称为有源逆变器。称为有源逆变器。l1、无源逆变电路：将直流电能变为交流能输出(shch)至负载。l2、有源逆变电路：将直流电能变为交流l 电能输出给交流电网。第21页/共70页第二十二页，共70页。5.7.1 5.7.1 有源逆变有源逆变有源逆变有源逆变(n bin)(n bin)的

22、工的工的工的工作原理作原理作原理作原理 图图图图5.7.25.7.25.7.25.7.2单相全波整流电路单相全波整流电路单相全波整流电路单相全波整流电路(dinl)(dinl)(dinl)(dinl)的逆变工的逆变工的逆变工的逆变工作状态作状态作状态作状态 l图5.7.1单相全波整流(zhngli)电路的整流(zhngli)工作状态 第22页/共70页第二十三页，共70页。5.7.1 5.7.1 有源逆变的工作有源逆变的工作有源逆变的工作有源逆变的工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理 （1）一定(ydng)要有直流电动势源，其极性必须与晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧

23、的平均电压。1、有源逆变(n bin)的条件：（2）变流器必须工作在 的区域内，使Ud0。第23页/共70页第二十四页，共70页。n n 因因因因为为为为RaRa阻阻阻阻值值值值很很很很小小小小,其其其其两两两两端端端端电电电电压压压压也也也也很很很很小小小小，因因因因此此此此，UdEUdE，此此此此时时时时电电电电流流流流IdId从电动机反电势从电动机反电势从电动机反电势从电动机反电势E E的正端注入，直流电机吸收功率。的正端注入，直流电机吸收功率。的正端注入，直流电机吸收功率。的正端注入，直流电机吸收功率。n n 如如如如果果果果在在在在电电电电机机机机运运运运动动动动(yndng)(yn

24、dng)过过过过程程程程中中中中使使使使控控控控制制制制角角角角 减减减减小小小小，则则则则UdUd增增增增大大大大，IdId瞬时值也随之增大，电动机电磁转矩增大，所以电动机转速提高。瞬时值也随之增大，电动机电磁转矩增大，所以电动机转速提高。瞬时值也随之增大，电动机电磁转矩增大，所以电动机转速提高。瞬时值也随之增大，电动机电磁转矩增大，所以电动机转速提高。n n 随随随随着着着着转转转转速速速速升升升升高高高高，E E增增增增大大大大，IdId随随随随之之之之减减减减小小小小，最最最最后后后后恢恢恢恢复复复复到到到到原原原原来来来来的的的的数数数数值值值值，此此此此时时时时电电电电机机机机稳稳

25、稳稳定定定定运运运运行行行行在在在在较较较较高高高高转转转转速速速速状状状状态态态态。反反反反之之之之，如如如如果果果果使使使使角角角角增增增增大大大大，电电电电动动动动机机机机转转转转速速速速减减减减小小小小。所所所所以以以以，改改改改变变变变晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管的的的的控控控控制制制制角角角角，可可可可以以以以很很很很方方方方便便便便地地地地对对对对电电电电动动动动机机机机进进进进行无级调速。行无级调速。行无级调速。行无级调速。5.7.1 5.7.1 有源逆变的工作有源逆变的工作有源逆变的工作有源逆变的工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理 2、全波整流电路工作(gngzu)

26、在整流状态 当移相控制角在0范围内变化时，单相全波整流电路直流侧输出电压Ud 0，如图5.7.1所示，电动机M作电机运行。整流器输出功率，电机吸收功率，电流值为：式中E为电机的反电动势，Ra为电机绕组电阻。(5.7.1)第24页/共70页第二十五页，共70页。n n 5.7.1 5.7.1 有源逆变的工作有源逆变的工作有源逆变的工作有源逆变的工作(gngzu)(gngzu)原理原理原理原理 3、全波整流电路(dinl)工作在逆变状态 l整流电路的控制角必须在 范围内变化(binhu)。此时，电流Id为：(5.7.2)由于晶闸管单向导电性，Id方向仍然保持不变。如果|E|Ud|，则Id0。电动势

27、的极性改变了，而电流的方向未变，因此，功率的传递关系便发生了变化，电动机处于发电机状态，发出直流功率，整流电路将直流功率逆变为50Hz的交流电返送到电网，这就是有源逆变工作状态。逆变时，电流Id的大小取决于E与Ud，而E由电机的转速决定，Ud可以调节控制角改变其大小。为了防止过电流，同样应满足E Ud的条件。在逆变工作状态下，虽然控制角在 间变化，晶闸管的阳极电位大部分处于交流电压的负半周期，但由于有外接直流电动势E的存在，使晶闸管仍能承受正向电压导通。第25页/共70页第二十六页，共70页。5.7.2 5.7.2 三相半波三相半波三相半波三相半波(bn b)(bn b)有源逆变有源逆变有源逆

28、变有源逆变电路电路电路电路 图图图图5.7.3 5.7.3 5.7.3 5.7.3 三相三相三相三相(sn xin)(sn xin)(sn xin)(sn xin)半波有源逆变电半波有源逆变电半波有源逆变电半波有源逆变电路及其波形路及其波形路及其波形路及其波形 图5.7.3（a）为三相半波整流器带电动机负载(fzi)时的电路,并假设负载(fzi)电流连续。当在 范围内变化时，变流器输出电压的瞬时值在整个周期内虽然有正有负或者全部为负，但负的面积总是大于正的面积，故输出电压的平均值Ud为负值。电机E的极性具备有源逆变的条件。当在范围 内变化且 EUd时，可以实现有源逆变。1、工作原理 第26页/

29、共70页第二十七页，共70页。图图图图5.7.25.7.25.7.25.7.2单相全波整流电路的逆变工作单相全波整流电路的逆变工作单相全波整流电路的逆变工作单相全波整流电路的逆变工作(gngzu)(gngzu)(gngzu)(gngzu)状态状态状态状态 5.7.2 5.7.2 三相三相三相三相(sn xin(sn xin)半波有源半波有源半波有源半波有源逆变电路逆变电路逆变电路逆变电路 2、参数(cnsh)计算 变流器逆变时，直流测电压计算公式与整流时一样。当电流连续时，有：(5.7.3)(5.7.4)式中U2为相电压的有效值。由于逆变时90，故cos计算不大方便，于是引入逆变角，令=-，则

30、（5.7.3）改写成：逆变角为的触发脉冲位置从=的时刻左移角来确定。第27页/共70页第二十八页，共70页。5.7.3 5.7.3 三相桥式有源逆变三相桥式有源逆变三相桥式有源逆变三相桥式有源逆变(n bin)(n bin)电路电路电路电路 1、工作(gngzu)原理 式中：U2为逆变电路(dinl)输入相电压，U2L为逆变电路(dinl)输入线电压。三相全控桥式整流电路用作有源逆变时，就成了三相桥式逆变电路。三相桥式逆变电路的工作与三相桥式整流电路一样，要求每隔60依次触发晶闸管，电流连续时，每个管子导通120，触发脉冲必须是双窄脉冲或者是宽脉冲。直流侧电压计算公式为：或（5.7.5）（5.

31、7.6）第28页/共70页第二十九页，共70页。5.7.45.7.4有源逆变有源逆变有源逆变有源逆变(n bin)(n bin)最小逆变最小逆变最小逆变最小逆变(n bin)(n bin)角角角角minmin的限制的限制的限制的限制 如果逆变角小于换流重叠角，即时，从图5.7.4所示的波形中可清楚看到，换流还未结束，电路(dinl)的工作状态到达uA与uB交点P，从P点之后，uA将高于uB，晶闸管T2承受反压而重新关断，而应该关断的T1却承受正压而继续导通，从而造成逆变失败。因此，为了防止(fngzh)逆变失败，不仅逆变角不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。1、逆变失败图

32、5.7.4 交流侧电抗对逆变换相过程的影响 第29页/共70页第三十页，共70页。5.7.45.7.4有源逆变有源逆变有源逆变有源逆变(n bin)(n bin)最小逆变最小逆变最小逆变最小逆变(n bin)(n bin)角角角角minmin的限制的限制的限制的限制 2、最小逆变(n bin)角min的选取（1）换相重叠角随电路形式、工作电流的大小不同而不同，一般选取为15o25o 电角度。（2）晶闸管关断时间tq所对应的电角度。一般tq 大的可达200300s，折算电角度为4o5o。（3）安全裕量角。考虑到脉冲调整时不对称、电网波动等因素(yn s)影响，还必须留有一个安全裕量角，一般选取为

33、10o。综上所述，最小逆变角min 为：设计有源逆变电路时，必须保证大于min，因此，常在触发电路中附加一保护环节，保证控制脉冲不进入min区域内。(5.7.7)第30页/共70页第三十一页，共70页。第五章：整流第五章：整流(zhngli)电路电路 n n5.1 整流器的性能指标整流器的性能指标 5.2 单相单相(dn xin)相控相控整流电路整流电路 5.3 三相相控整流电路三相相控整流电路 5.4 大容量相控整流电大容量相控整流电路路 5.5 相控整流电路的换相控整流电路的换相压降相压降 5.6 整流电路的谐波分整流电路的谐波分析析 5.7 有源逆变电路有源逆变电路*5.8 晶闸管相控电

34、路的晶闸管相控电路的驱动控制驱动控制 5.9 PWM整流电路整流电路 第31页/共70页第三十二页，共70页。*5.8.1 *5.8.1 对触发电路对触发电路对触发电路对触发电路(dinl)(dinl)的要求的要求的要求的要求 l 晶闸管触发主要有移相触发、过零触发和脉冲列调制(tiozh)触发等。触发电路对其产生的触发脉冲要求：、触发信号(xnho)可为直流、交流或脉冲电压。l、触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。l、触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使l元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维l持导通。l、触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范l围

35、必须满足电路要求。图5.8.1 强触发电流波形第32页/共70页第三十三页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 、单结晶体管触发(chf)电路 图5.8.2 单结晶体管触发电路(dinl)及波形 由单结晶体管构成的触发电路具有简单、可靠、抗干扰能力强、温度补偿性能好，脉冲前沿陡等优点，在小容量的晶闸管装置中得到了广泛应用。由自激振荡、同步电源、移相、脉冲形成等部分组成。组成：特点：第33页/共70页第三十四页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路

36、 （1）单结晶体管自激振荡电路(dinl)图5.8.2 单结晶体管触发电路(dinl)及波形 经D1D4整流后的直流电源UW，一路经R2、R1加在单结晶体管两个基极b1、b2之间；另一路通过e对电容C充电、通过单结晶体管放电。控制BT的导通、截止；在电容上形成锯齿波振荡电压，在R1上得到一系列前沿很陡的触发尖脉冲ug，如图5.8.2(b)所示，其振荡频率为 工作原理：特点：利用单结晶体管的负阻特性与RC电路的充放电可组成自激振荡电路，产生频率可变的脉冲。上式中 是单结晶体管的分压比，即调节e，可调节振荡频率。(5.8.1)第34页/共70页第三十五页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触

37、发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （2）同步(tngb)电源 图5.8.2 单结晶体管触发电路(dinl)及波形 工作原理：当uDW过零时，电容C经e-b1、R1迅速放电到零电压。这就是说，每半周开始，电容C都从零开始充电。进而保证每周期触发电路送出第一个脉冲距离过零的时刻（即控制角）一致，实现了同步。同步电压由变压器TB获得，而同步变压器与主电路接至同一电源，故同步电压与主电压同相位、同频率。同步电压经桥式整流、稳压管Dw削波为梯形波uDW，而削波后的最大值Uw既是同步信号，又是触发电路电源。第35页/共70页第三十六页，共70页。5.8.2 5.8.2

38、晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 、单结晶体管触发(chf)电路 图5.8.2 单结晶体管触发(chf)电路及波形 当Re增大时，单结晶体管发射极充电到峰点电压Up的时间增大，第一个脉冲出现的时刻推迟，即控制角增大，实现了移相。工作原理：（3）移相控制第36页/共70页第三十七页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 、单结晶体管触发(chf)电路 图5.8.2 单结晶体管触发(chf)电路及波形 触发脉冲ug由1直接取出，这种方法简单、经济，但触发电路与主电路有直接的电联系，

39、不安全。对于晶闸管串联接法的全控桥电路无法工作。所以一般采用脉冲变压器输出。工作原理：（4）脉冲输出第37页/共70页第三十八页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 2、同步信号(xnho)为锯齿波的触发电路 图5.8.3 同步(tngb)信号为锯齿波的触发电路 第38页/共70页第三十九页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 2、同步信号为锯齿(jch)波的触发电路 图5.8.3 同步信号为锯齿(jch)波的触发电路及工作波形图第39页/共7

40、0页第四十页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （1)锯齿波形成、同步(tngb)移相环节 锯齿波形成电路(dinl)由Tl、T2、T3和C2等元件组成，其中Tl、DW、RW2和R3为一恒流源电路(dinl)。T2截止时，恒流源电流I1c对电容C2充电，所以C2两端电压uc为（5.8.2）当T2导通时，由于R4阻值很小，所以C2迅速放电，使ub3电位迅速降到零。当T2周期性地导通和关断时，ub3便形成一锯齿波，同样ue3也是一个锯齿波电压，射极跟随器T3的作用是减小控制回路的电流对锯齿波电压的影响。调节电位器RW2，

41、即改变C2的恒定充电电流I1c，可调节锯齿波斜率。图5.8.3 同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图1)锯齿波形成第40页/共70页第四十一页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （1)锯齿波形成、同步(tngb)移相环节 T4基极电位由锯齿波电压uh、控制电压uco、直流偏移电压up三者共同决定。如果uco=0，up为负值时，ub4点的波形由uh+up确定。当uco为正值时，ub4点的波形由uh+up+uco确定。ub4电压等于0.7V后，T4导通，T4经过M点时使电路输出脉冲。之后(zhhu)ub4一直被钳位在0

42、.7V。M点是T4由截止到导通的转折点，也就是脉冲的前沿。因此当up为某固定值时，改变uco便可改变M点的时间坐标，即改变了脉冲产生的时刻，脉冲被移相。可见，加up的目的是为了确定控制电压uco=0时脉冲的初始相位。图5.8.3 同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图 2)同步移相环节初始位第41页/共70页第四十二页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （1)锯齿波形成、同步(tngb)移相环节 对于三相全控桥接感性负载且电流连续时，脉冲初始相位应定在=90o。如果是可逆系统，需要在整流和逆变状态下工作，要求脉冲的移

43、相范围理论上为180o（由于考虑min和min，实际一般为120o），由于锯齿波波形两端的非线性，因而要求锯齿波的宽度大于180o（例如240o）。此时令uco=0，调节up的大小使产生 脉 冲 的 M点 移 至 锯 齿 波 240o的 中 央（120o处），对应(duyng)于=90o的位置。如uco为正值，M点就向前移，控制角90o，晶闸管电路处于逆变状态。图5.8.3 同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图 2)同步移相环节初始位第42页/共70页第四十三页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （2）同步(tng

44、b)环节 当Q点电位达1.4V时，T2导通，Q点电位被钳位在1.4V。直到 TB二次电压的下一个负半周到来时，D1重新(chngxn)导通，C1迅速放电后又被充电，T2截止。如此周而复始。在一个正弦波周期内，T2包括截止与导通两个状态，对应锯齿波波形恰好是一个周期，与主电路电源频率和相位完全同步，达到同步的目的。可以看出，Q点电位从同步电压负半周上升段开始时刻到达 1.4V的时间越长，T2截止时间就越长，锯齿波就越宽。锯齿波的宽度是由充电时间常数R1C1决定的,可达240o。图5.8.3 同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图 同步环节是由同步变压器TB和作同步开关用的晶体管T2组成。同步变压

45、器TB二次电压经二极管D1间接加在T2的基极上。当二次电压波形在负半周的下降段时，D1导通，电容C1被迅速充电。因O点接地为零电位，R点为负电位，Q点电位与R点相近，故在这一阶段T2基极为反向偏置而截止。在负半周的上升段，15V电源通过R1给电容C1反向充电，为电容反向充电波形，其上升速度比 波形慢，故D1截止。第43页/共70页第四十四页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （3）脉冲形成(xngchng)环节 脉冲形成环节T4、T5 组成，T7、T8组成 控制电压uco加在T4基极上。uco=0时，T4截止，T5饱

46、和导通。T7、T8处于截止状态，脉冲变压器TP二次侧无脉冲输出。电容C3充电，充满后电容两端电压接近2EC(30V)。当 时，T4导通，A点电位由+EC(+15V)下降到1.0V左右，由于C3两端的电压不能突变，T5基极电位迅速降致-2EC(-30V)，T5立即截止。T5集电极电压由-EC(-15V)上升到钳位电压+2.1V(D6、T7、T8三个PN结正向压降之和)，T7、T8导通，脉冲变压器TP二次侧输出触发脉冲。与此同时，电容 C3经+15V、R11、D4、T4放 电 和 反 向(fn xin)充电，使T5基极电位上升，直到ub5-EC(-15V)，T5又重新导通。使T7、T8截止，输出脉

47、冲终止。输出脉冲前沿由T4导通时刻确定，脉冲宽度与反向(fn xin)充电回路时间常数R11C3有关图5.8.3 同步信号为锯齿波 的触发电路及工作波形图脉冲放大电路。第44页/共70页第四十五页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 （4）双窄脉冲(michng)形成环节 图5.8.3 同步信号(xnho)为锯齿波 的触发电路及工作波形图 T5、T6构成“或”门。T5、T6的导通使T7、T8都导通输出脉冲。第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角所产生，使T4由截止变为导通，造成T5瞬时截止，于是T8输出脉冲。第二

48、个脉冲是由滞后60o相位的后一相触发单元产生（通过T6），在其生成第一个脉冲时刻将其信号引致本相触发单元的基极，使T6瞬时截止，于是本相触发单元的T8管又导通，第二次输出一个脉冲，因而得到间隔60o的双脉冲。其中D4和R17的作用主要是防止双脉冲信号互相干扰。第45页/共70页第四十六页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 单相桥式整流获得近似50V直流电压(diny)作电源。在T8导通前，50V直流电源经R15对C6 充电，B点电位为 50V。当T8导通时，C6经脉冲变压器TP一次侧、R16、T8迅速放电，由于放电回

49、路电阻很小，B点电位迅速下降，当B点电位下跳到14.3V时 D15导通脉冲变压器 TP改由+15V稳压电源供电。这时虽然 50V电源也在向C6再充电使它电压(diny)回升，但由于充电回路时间常数较大，B点电位只能被15 V电源钳位在14.3V。电容C5的作用是为了提高强触发脉冲前沿。加强触发后，脉冲变压器TP一次侧电压(diny)uTP如图5.8.5所示。晶闸管采用强触发可缩短开通时间，提高管子承受电流上升率的能力。图5.8.3 同步信号为锯齿波 的触发电路(dinl)及工作波形图强触发环节（4）双窄脉冲形成环节 第46页/共70页第四十七页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸

50、管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 图5.8.6 KC04组成(z chn)的移相式触发电路 3、KC04集成(j chn)移相触发器可分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成，脉冲输出等几部分电路 第47页/共70页第四十八页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)电路电路电路电路 3、KC04集成(j chn)移相触发器图5.8.6 KC04组成(z chn)的移相式触发电路及电压波形图 第48页/共70页第四十九页，共70页。5.8.2 5.8.2 晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发晶闸管触发(chf)(chf)