电工电子技术第7章讲解
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电工电子技术基础知识点详解7-1--思政引例
第7章基本放大电路思政引例黑发不知勤学早，白首方恨读书迟。
——颜真卿在第二次世界大战中却将自己的缺点暴露无遗，体积大、能耗高、寿命短、噪声强，都严重制约着它的实际应用和价值。
因此基于迫切的战时需要，各国科学家都开始更加深入地研究晶体管及其放大电路。
1947年12月23日，美国贝尔电话实验室的巴丁博士、布莱顿博士和肖克莱博士发现了晶体管的电流放大作用，这一发现在人类科技史上具有划时代意义。
正是晶体管产生，推动了全球范围内的半导体电子工业发展，集成电路及超大规模集成电路应运而生，使电子技术进入飞速发展时代。
3位杰出科学家因此获得了1956年诺贝尔物理学奖。
晶体管是双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor，BJT）的简称，又称三极管，它由两个背靠背连接的PN结（发射结和集电结）构成，在两个PN结上加不同的偏置电压，PN结所处状态也会随之改变，从而导致三极管呈现出不同的特性和功能。
在教室里上课，坐在后排同学们能够清楚地听到教师课堂授课的声音，是因为教室里有扩音器，扩音器是如何放大声音的？收音机、电视机都要将接收到电台信号进行放大，才能带动扬声器发出声音。
那么，收音机是如何将接收到微弱电台信号放大的？电视机是如何将电视台发送的信号进行放大的？学完本章的内容之后，你将对这些奥秘不再陌生。
在模拟电路中利用它的放大作用放大微弱信号，而在数字电路中则常把它作为开关元件来使用。
放大电路是将微弱电信号放大到所需数量级，且功率增益大于1的电子电路。
对放大电路的基本要求是：波形尽可能不失真并具有足够的放大倍数。
要使波形不失真，只有建立合适的工作点，使晶体管始终工作在放大区，不进入截止区和饱和区。
从电压放大电路组成和作用出发，介绍放大电路性能要求。
介绍重点介绍放大电路的静态分析和动态分析方法。
首先根据放大电路的直流通路进行静态分析，以保证放大电路具有合适静态工作点；然后，根据交流通路采用微变等效电路分析法进行动态分析，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
电工电子技术与技能第七章《直流稳压电源》教案
电工电子技术及应用第七章《直流稳压电源》教案（7-1）【课题编号】03-07-01【课题名称】整流电路【教学目标】应知：1．整流的概念；2．理解整流电路的工作过程及不同类型的整流电路的优缺点；3．*了解晶闸管可控整流电路。
应会：1．能分析负载上电压的波形，会根据电压波形判断电路的故障点；2．正确计算电压、电流平均值，会根据电路要求选择整流电路元件参数。
【教学重点】整流的概念及意义；整流电路的工作过程分析以及元件参数的选择。
【难点分析】整流电路各点的电压波形分析及元件参数的选择。
【学情分析】根据学生特点，利用“做中教”，让学生在“做”中认识各种整流电路形式，通过“现象”自主探究整流电路特点，并会结合现象分析电路的故障点。
利用多媒体课件将整流电路工作过程形象化，以利于学生的理解。
对于参数的计算，省却繁琐的公式推导过程及原理讲解过程，要求学生会直接根据公式进行简单计算，合理选择元件参数即可。
【教学方法】讲授法、演示法【教具资源】整流二极管，整流桥，0～220V单相可调交流电源，多媒体课件，万用表，双踪示波器。
【课时安排】2学时（90分钟）【教学过程】一、导入新课直流电源在日常生活中应用很广，它的来源中，除了将其他形式的能直接转化为直流电能外，交流电经整流变为直流电也是直流电源的一种重要的形式。
【多媒体演示】（多媒体演示直流稳压电源稳压流程）引出：交流电能变为直流电的第一个环节-----整流电路二、讲授新课教学环节1：单相半波整流（一）“做中教”——单相半波整流电路实验教师活动：投影单相半波整流电路图，让学生搭建电路。
学生活动：分组实验（1）根据电路图，将一只变压器、一个整流二极管、一个负载电阻连接电路。
（2）闭合开关，用示波器观察交流输入端电压u1、负载两端电压u2的波形，并对波形特点作比较。
（3）用万用表测量交流输入端电压、负载两端电压，比较两者数值关系。
（4）交换二极管的正负极，再次观察比较u 1、u 2波形特点。
电工学电工技术第7章
鼠笼式：结构简单、价格低廉、工作可靠； 不能人为改变电动机的机械特性。 绕线式： 结构复杂、价格较贵、维护工作量 大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械 特性。
7.2 三相异步电动机的工作原理
磁铁
n0
f
N
e
S
n
i
闭合 线圈
磁极旋转
导线切割磁力线产生感应电动势 （右手定则） 切割速度
e B l v
定子作用：是产生旋转磁场。
转子作用：是在旋转磁场作用下，
产生感应电动势或电流。
2.旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序
任意调换两根电源进线
iA
Im
A
i i i i C A B
t
A A
o
B
iB C
iC
Z X Y
A A
Z Y B C
S
Z
S
结论： 任意调换两根 电源进线，则旋转磁 场反转。
Y
N
C
B
N
n0
A
Y C X
n0
Z
Y B
A Z
C
X
B
t 120
合成磁场旋转120°
t 180
合成磁场旋转180°
分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋 转的磁场, 即：一个电流周期，旋转磁场在空间 转过360°
可见，当定子绕组中通入三相电流后， 它们共同产生的合成磁场是随着电流的交变 而在空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。
铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。 (1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。 (2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相。 鼠笼转子
转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势和感 应电流。
电工与电子技术基础第七章课件
第七章
二、晶闸管的工作原理 三、晶闸管的主要参数 四、晶闸管型号 五、晶闸管使用注意事项 六、晶闸管电极的判定和简单测试 一、单相半波可控整流电路 二、单相半控桥式整流电路 一、对触发电路的要求 二、单结晶体管触发电路 三、应用实例 一、实验目的 二、实验电路(见实验图7-1) 三、实验器材
第七章
一、晶闸管的结构和符号
图7-2 晶闸管的外形 a)螺栓式 b)平板式 c)塑封管式 d)一些常见晶闸管
一、晶闸管的结构和符号
图7-3 调光台灯及其电路原理图 a)调光台灯 b)电路原理图
二、晶闸管的工作原理
1.晶闸管的导通原理
图7-４ 晶闸管的内部结构与导通原理 a)内部结构 b)导通原理
1)只要β1β2＞1，便可维持正反馈放大，使晶闸管导通。 2)一旦导通，门极就失去控制作用，门极的触发电压便可撤消。
二、单结晶体管触发电路
1.单结晶体管的结构、符号和特性
图7-8 单结晶体管的结构、符号和等效电路 a)结构 b)符号 c)等效电路
二、单结晶体管触发电路
图7-9 单结晶体管的电压电流特性
2.单结晶体管触发电路
二、单结晶体管触发电路
图7-10 单结晶体管触发电路 a)电路 b)波形
3.单结晶体管的简单测试
2.4.5V／30V直流稳压电源(双踪)1台 四、实验内容和步骤 五、实验结果 六、实验注意事项 七、实验报告要求 一、日本产半导体器件命名方法 二、美国半导体分立器件型号命名方法 一、基本信息 二、您对本书的意见及建议 三、您近期的著书计划
4.会对晶闸管、单结晶体管进行简单测试。
图7-1 晶闸管的结构、符号 a)结构 b)符号
七、实验报告要求
1.总结晶闸管导通的条件和晶闸管关断条件。 2.总结简易判断晶闸管好坏的方法。
电工电子技术与技能 第3版 第7章 用电技术
如果电气设备的某相绝缘损坏而碰壳时,就形成了该相与PEN或PE线 之间的单相短路电流,将使电路中的保护电气动作或使该相的熔体熔断,从 而切断电流,消除了人触电的危险。
(a)
(b)
图7-8 保护接零示意图
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
2. 电力的输送和分配图 发电厂发出的电压较低，一般在10kV左右，直接送到
远离电厂的城区、工业区很不经济，为了能将电能输送远些 ，并减少输电损耗，需要采用高压输电。如图7-2所示，在 发电厂设置升压变电所，通过升压变压器将电压升高到 110kV、 220kV或500kV等高压，然后由高压输电线经过远 距离传输，送到用电区，在用电区设置降压变电所，经过降 压变压器降至低压，如35kV、10kV或6kV，最后经配电线 路分配到用电单位，再降压至380/220V供电给普通用户。
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
7.1.2电力供电的主要方式
【TN-C系统】 为三相四线制供电方式，如图7-4所示。它是N线（ 中性线）和PE线（专用保护线）共用的供电系统。N线与PE线合二为一 ，称为PEN线（保护中性线），设备的外壳接在PEN线上。PEN线兼有 N线和PE线的功能，比较经济，可节省导线材料，但在安全要求较高以 及要求抗电磁干扰的场所均不允许采用该系统。
第7章 用电技术
第7章 用电技术
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
学习目标
【知识目标】 1. 了解发电、输电和配电过程 2. 了解电力供电的主要方式和特点。 3. 了解供配电系统的基本组成。 4. 了解节约用电的方式方法。 5. 了解保护接地、保护接零和漏电保护器的概念及应用。
(a)
(b)
图7-8 保护接零示意图
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
2. 电力的输送和分配图 发电厂发出的电压较低，一般在10kV左右，直接送到
远离电厂的城区、工业区很不经济，为了能将电能输送远些 ，并减少输电损耗，需要采用高压输电。如图7-2所示，在 发电厂设置升压变电所，通过升压变压器将电压升高到 110kV、 220kV或500kV等高压，然后由高压输电线经过远 距离传输，送到用电区，在用电区设置降压变电所，经过降 压变压器降至低压，如35kV、10kV或6kV，最后经配电线 路分配到用电单位，再降压至380/220V供电给普通用户。
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
7.1.2电力供电的主要方式
【TN-C系统】 为三相四线制供电方式，如图7-4所示。它是N线（ 中性线）和PE线（专用保护线）共用的供电系统。N线与PE线合二为一 ，称为PEN线（保护中性线），设备的外壳接在PEN线上。PEN线兼有 N线和PE线的功能，比较经济，可节省导线材料，但在安全要求较高以 及要求抗电磁干扰的场所均不允许采用该系统。
第7章 用电技术
第7章 用电技术
中等职业教育国家规划教材《电工电子技术与技能》
第7章 用电技术
学习目标
【知识目标】 1. 了解发电、输电和配电过程 2. 了解电力供电的主要方式和特点。 3. 了解供配电系统的基本组成。 4. 了解节约用电的方式方法。 5. 了解保护接地、保护接零和漏电保护器的概念及应用。
电工电子技术基础知识点详解第7单元 基本放大电路(自学版)
“电工电子技术基础”在线开放课程
第 7 单元 基本放大电路
（自学版）
郑航电工电子类课程组
7.1 双极性晶体管
一、基本结构
C
集电极
NPN 型
B
基极 C
B
E
N P N
E 发射极
集电区
集电结 基区
B
基极
发射结 发射区
C
集电极
PNP 型
P
N
P
C
B
E 发射极
E
BJT 的内部结构 按材料分类：硅管、锗管
发射极 SiO2
输入特性
IB = f (UBE) | UCE=常数
IB = 30 A
IB = 0 A
O
截止区
UCE/V
输出特性
IC = f (UCE) | IB=常数
四、主要参数
(1) 电流放大系数 、 ：一般 值为 100 左右。
过小：放大作用差； 过大：对温度的稳定性差。 (2) 穿透电流 ICEO : ICEO 大的晶体管其温度稳定性差。
IC∝IB —— IC = IB UCE = UCC－RCIC —— IC = IB
晶体管相当于通路。 —— UBE＜UCE ＜UCC
2.饱和： 条件：发射结正偏，集电结正偏
RB
＋
UBB－
C BE
IC → UCE = (UCC－ICRC) 特点： 1. IC 为定值
RC
＋
－UCC
短路
IC ≈
UCC 时达饱和 RC
+ UCC RC
＋ C2
＋
uo －
Ib B C Ic
rbe
Ib
E
⑵ 微变等效电路
第 7 单元 基本放大电路
（自学版）
郑航电工电子类课程组
7.1 双极性晶体管
一、基本结构
C
集电极
NPN 型
B
基极 C
B
E
N P N
E 发射极
集电区
集电结 基区
B
基极
发射结 发射区
C
集电极
PNP 型
P
N
P
C
B
E 发射极
E
BJT 的内部结构 按材料分类：硅管、锗管
发射极 SiO2
输入特性
IB = f (UBE) | UCE=常数
IB = 30 A
IB = 0 A
O
截止区
UCE/V
输出特性
IC = f (UCE) | IB=常数
四、主要参数
(1) 电流放大系数 、 ：一般 值为 100 左右。
过小：放大作用差； 过大：对温度的稳定性差。 (2) 穿透电流 ICEO : ICEO 大的晶体管其温度稳定性差。
IC∝IB —— IC = IB UCE = UCC－RCIC —— IC = IB
晶体管相当于通路。 —— UBE＜UCE ＜UCC
2.饱和： 条件：发射结正偏，集电结正偏
RB
＋
UBB－
C BE
IC → UCE = (UCC－ICRC) 特点： 1. IC 为定值
RC
＋
－UCC
短路
IC ≈
UCC 时达饱和 RC
+ UCC RC
＋ C2
＋
uo －
Ib B C Ic
rbe
Ib
E
⑵ 微变等效电路
电工电子技术基础第七章知识讲解
第一节 三相交流电动机基本控制电路
（四）用空气断路器控制电动机单向起动的电路
（1）三对主触点串联在电 动机的主电路中，合闸后，主 触点闭合，电动机通电起动运 行。
（2）扳动手柄于“分”的 位置（或按下“分”的按钮）， 主触点在复位弹簧的拉力作用 下断开，切断电动机电源。
第一节 三相交流电动机基本控制电路
第一节 三相交流电动机基本控制电路
⑤ 保护功能：
a．短路保护 由熔断器 FU1、FU2 分别对主电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和控制电 路实行短路保护。
b．过载保护 由热继电器 FR 实现。 c．施压保护或零压 每次都必须按下起动按钮 SB2，电动 机才能起动运行。 d．欠压保护 如果电源电压过低（如降至额定电压的 85% 以下），则接触器线圈产生的电磁吸力不足，接触器会在复位 弹簧的作用下释放，切断电动机电源。
第一节 三相交流电动机基本控制电路
② 存在的问题：
按下 SB2 电动机正转后， 如需要电动机反转，若未按 SB1 而 直 接 按 SB3 ， 则 将 使 KM1 和 KM2 同时接通，造成 电动机主电路两相电源短路。 其中一个之后就要设法保证另 一个不能接通。
③ 解决办法：
“互锁”（或联锁）控制。
第一节 三相交流电动机基本控制电路
（2）图示意为互锁控制电路。 ① 电路中采取的方法是：将 KM1、 KM2 的辅助动断触点分别串联在对方线 圈的支路之中。其中一个接触器通电后， 另一个接触器不能再通电。两个实现互锁 控制的动断触点称为“互锁触点”。
② 存在问题 但控制电路在起动电动机运行后，若改变电动机的转向， 必须先按下SB1，操作不方便。如果互锁触点损坏而无法断开， 同样可能会造成 KM1 和 KM2 同时通电。
电工学第七章
R 10k
R 10k
C 0.01u R3 A R2 RP R1 DZ VZ= 6V vO
vP +
C 0.01u
–
vN
VRP
幅度较小时， AV 3
V o
幅度增大到稳压管击穿时，
RP和R1的电流、 R2的压降不变
AV
V o
V N 负反馈系数 F V
o
稳幅时 VN VP 1 Vom 3
VN VRp VZ Vom VR p
VN RP R1
例1：试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自 激振荡 +UCC
正反馈
RB1 C1 RB2 － RE CE
L
－
C
－
注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时， 耦合电容、旁路电容两端的极性相同， 属于选频网络的电容，其两端的极性相反。
频率响应
VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1
(-) (+) b
M (-) L c
C
(+) b
L c (-) T e
C
(+)
T e
(-)
Rb2 C1
C1
Ce
Rb2
Re
Re
反馈 反馈
满足相位平衡条件 满足相位平衡条件
首端
三点式LC并联电路
L1 中间端 L2 尾端 C
仍然由LC并联谐振电路构成选频网络
一般有 R L 则
Z L 1 R j(L ) C
1 LC
C
当 0 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 0
为谐振频率
R 10k
C 0.01u R3 A R2 RP R1 DZ VZ= 6V vO
vP +
C 0.01u
–
vN
VRP
幅度较小时， AV 3
V o
幅度增大到稳压管击穿时，
RP和R1的电流、 R2的压降不变
AV
V o
V N 负反馈系数 F V
o
稳幅时 VN VP 1 Vom 3
VN VRp VZ Vom VR p
VN RP R1
例1：试用相位平衡条件判断下图电路能否产生自 激振荡 +UCC
正反馈
RB1 C1 RB2 － RE CE
L
－
C
－
注意：用瞬时极性法判断反馈的极性时， 耦合电容、旁路电容两端的极性相同， 属于选频网络的电容，其两端的极性相反。
频率响应
VCC M vo Rb1
(+) (+)
VCC Rb1
(-) (+) b
M (-) L c
C
(+) b
L c (-) T e
C
(+)
T e
(-)
Rb2 C1
C1
Ce
Rb2
Re
Re
反馈 反馈
满足相位平衡条件 满足相位平衡条件
首端
三点式LC并联电路
L1 中间端 L2 尾端 C
仍然由LC并联谐振电路构成选频网络
一般有 R L 则
Z L 1 R j(L ) C
1 LC
C
当 0 谐振时
1 LC
时， 电路谐振。 0
为谐振频率
电工电子技术第7章PPT课件
β=50，求放大电路的静态工作点Q。
第2页
解： IB
10 0.7 250
37.2A；IC
50 0.0372
1.86mA；UCE
10 1.86 3
4.42V
所以，Q=｛IB=37.2μA，IC=1.86mA，UCE=4.42V｝。
放大电路的动态分析（交流通道）
ii ib
R
＋S ui
RB
－uS
输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平 线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与基极电流 的微小变化ΔIB有关，而与电压uCE无关，故集 电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电 流源，即：
ic ib
IB ΔIB Q
0
IC
ΔIC
Q
0
第2页
ΔUBE UBE
ΔIB UCE
B
Ib
Ic C
+
Rs +
U i
Us －
－
RB rbe E
RC Ib
对上述微变等效电路进行分析：
+
RL U o
－
共发射 极放大 电路的 微变等 效电路 。
①电压放大倍数： Auc rbe Ib
RL Ib
rbe Ib
RL
rbe
式中RL'=RC//RL ②输入电阻Ri： Ri
U i Ii
当RL=∞（开路）时： RB // rbe
指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态 值IBQ、ICQ和UCEQ。
由直流通道可对Q点进行估算：
静态工作点
RB
IC +UCC RC
I BQ
U CC
U BEQ RB
第2页
解： IB
10 0.7 250
37.2A；IC
50 0.0372
1.86mA；UCE
10 1.86 3
4.42V
所以，Q=｛IB=37.2μA，IC=1.86mA，UCE=4.42V｝。
放大电路的动态分析（交流通道）
ii ib
R
＋S ui
RB
－uS
输出特性曲线在放大区域内可认为呈水平 线，集电极电流的微小变化ΔIC仅与基极电流 的微小变化ΔIB有关，而与电压uCE无关，故集 电极和发射极之间可等效为一个受ib控制的电 流源，即：
ic ib
IB ΔIB Q
0
IC
ΔIC
Q
0
第2页
ΔUBE UBE
ΔIB UCE
B
Ib
Ic C
+
Rs +
U i
Us －
－
RB rbe E
RC Ib
对上述微变等效电路进行分析：
+
RL U o
－
共发射 极放大 电路的 微变等 效电路 。
①电压放大倍数： Auc rbe Ib
RL Ib
rbe Ib
RL
rbe
式中RL'=RC//RL ②输入电阻Ri： Ri
U i Ii
当RL=∞（开路）时： RB // rbe
指IBQ、ICQ和UCEQ）。静态分析主要是确定放大电路中的静态 值IBQ、ICQ和UCEQ。
由直流通道可对Q点进行估算：
静态工作点
RB
IC +UCC RC
I BQ
U CC
U BEQ RB
电工与电子技术基础课件第七章晶闸管电路
约，最后稳定值为IA=（UA-UT）/R。
结论 2.晶闸管的导通与关断条件
（1）导通条件
1）阳极加适当的正向电压，即UA＞0。 2）门极加适当的正向触发电压，即U G＞0。 3）电路参数必须保证晶闸管阳极工作电流大于维 持电流，即IA＞IH，维持电流IH是维持晶闸管导通的最 小阳极电流。
（2）关断条件
特点
单相半波可控整流电路具有线路简单，只需要一个晶闸管， 调整也很方便。整流输出的直流电压脉动大、设备利用率不 高等缺点。故只适用于要求不高的小功率整流设备上。
【例7-1】在图7-5a所示电路中，变压器二次电压U2=100V，
当控制角α分别为0º、90º、120º、180º时，负载上的平均电 压是多少？
晶闸管
例如KP10-20表示额定通态平均电流为10A，正反向重复峰值电压为 2000V的普通反向阻断型晶闸管。
五、晶闸管使用注意事项
晶闸管特点：具有体积小、损耗小、无声、控制灵 敏度高等许多优点的半导体变流器件，但它对过流 和过压承受能力比其他电器产品要小得多。
使用时应注意以下几点：
1）在选择晶闸管额定电压、电流时，应留有足够的安 全余量。
1）撤除阳极电压，即UA≤ 0。 2）阳极电流减小到无法维持导通的程度，即IA＜IH。 常采用的方法有：降低阳极电压，切断电流或给阳极 加反向电压。
想一想
1）根据晶闸管的结构图7-2a所示，可将其看成是 （ ）型和（ ）型两个晶体三极管的互连。
2）有人说：“晶闸管只要加上正向电压就导通， 加上反向电压就关断，所以晶闸管具有单向导电性 能。”这句话对吗？
第二节 晶闸管可控整流电路
晶闸管可控整流与二极管整流有所不同，它不仅能将 交流电变成直流电，且改变的直流电的大小是可调的、可控的。
结论 2.晶闸管的导通与关断条件
（1）导通条件
1）阳极加适当的正向电压，即UA＞0。 2）门极加适当的正向触发电压，即U G＞0。 3）电路参数必须保证晶闸管阳极工作电流大于维 持电流，即IA＞IH，维持电流IH是维持晶闸管导通的最 小阳极电流。
（2）关断条件
特点
单相半波可控整流电路具有线路简单，只需要一个晶闸管， 调整也很方便。整流输出的直流电压脉动大、设备利用率不 高等缺点。故只适用于要求不高的小功率整流设备上。
【例7-1】在图7-5a所示电路中，变压器二次电压U2=100V，
当控制角α分别为0º、90º、120º、180º时，负载上的平均电 压是多少？
晶闸管
例如KP10-20表示额定通态平均电流为10A，正反向重复峰值电压为 2000V的普通反向阻断型晶闸管。
五、晶闸管使用注意事项
晶闸管特点：具有体积小、损耗小、无声、控制灵 敏度高等许多优点的半导体变流器件，但它对过流 和过压承受能力比其他电器产品要小得多。
使用时应注意以下几点：
1）在选择晶闸管额定电压、电流时，应留有足够的安 全余量。
1）撤除阳极电压，即UA≤ 0。 2）阳极电流减小到无法维持导通的程度，即IA＜IH。 常采用的方法有：降低阳极电压，切断电流或给阳极 加反向电压。
想一想
1）根据晶闸管的结构图7-2a所示，可将其看成是 （ ）型和（ ）型两个晶体三极管的互连。
2）有人说：“晶闸管只要加上正向电压就导通， 加上反向电压就关断，所以晶闸管具有单向导电性 能。”这句话对吗？
第二节 晶闸管可控整流电路
晶闸管可控整流与二极管整流有所不同，它不仅能将 交流电变成直流电，且改变的直流电的大小是可调的、可控的。
电工学第7章-课件
3. 晶闸管导通条件 导通条件：
除阳极加正向电压，必须同时在门极与阴极之间加 一定的门极电压，有足够的门极电流。
关断条件：
阳极电流小于维持电流IH
/webnew/
7.2.3 晶闸管的伏安特性和 主要参数
1. 晶闸管的伏安特性 晶闸管的伏安特性是指阳极与阴极间的电
二极管等效电路
/webnew/
7.2.1 晶闸管的结构
2. 晶闸管的等效模型和符号
➢ 三极管等效电路 A
P1
J1
N1 J2
G
P2
J3
N2
K
/webnew/
三极管等效电路
A A
P1
J1 N1 N1
J2
7.1.1电力电子技术的发展
1. 电力电子器件 1957年第一只晶闸管出现 ； 衍生器件：快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管 全控型电力电子器件 ：可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、
绝缘栅双极晶体管（IGBT） 大功率场效应晶体管（MOSFET）
2. 电力电子电路 (1)可控整流电路 (2)逆变电路 (3)直流斩波电路 (4)交流调压电路
/webnew/
7.2.2 晶闸管的工作原理
2. 晶闸管工作过程--------正反馈
Eg →Ig →Ib2 ↑→Ic2 ↑(＝ βIb2)＝Ib1↑→Ic1 ↑（＝βIb1 ）
/webnew/
7.2.2 晶闸管的工作原理
7.2 晶闸管的结构和工作原理
7.2.1 晶闸管的结构 7.2.2 晶闸管的工作原理 7.2.3 晶闸管的伏安特性和主要参数
/webnew/
7.2.1 晶闸管的结构
1. 晶闸管的外形结构
➢ 四层半导体：P1N1P2N2
除阳极加正向电压，必须同时在门极与阴极之间加 一定的门极电压，有足够的门极电流。
关断条件：
阳极电流小于维持电流IH
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7.2.3 晶闸管的伏安特性和 主要参数
1. 晶闸管的伏安特性 晶闸管的伏安特性是指阳极与阴极间的电
二极管等效电路
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7.2.1 晶闸管的结构
2. 晶闸管的等效模型和符号
➢ 三极管等效电路 A
P1
J1
N1 J2
G
P2
J3
N2
K
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三极管等效电路
A A
P1
J1 N1 N1
J2
7.1.1电力电子技术的发展
1. 电力电子器件 1957年第一只晶闸管出现 ； 衍生器件：快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管 全控型电力电子器件 ：可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、
绝缘栅双极晶体管（IGBT） 大功率场效应晶体管（MOSFET）
2. 电力电子电路 (1)可控整流电路 (2)逆变电路 (3)直流斩波电路 (4)交流调压电路
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7.2.2 晶闸管的工作原理
2. 晶闸管工作过程--------正反馈
Eg →Ig →Ib2 ↑→Ic2 ↑(＝ βIb2)＝Ib1↑→Ic1 ↑（＝βIb1 ）
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7.2.2 晶闸管的工作原理
7.2 晶闸管的结构和工作原理
7.2.1 晶闸管的结构 7.2.2 晶闸管的工作原理 7.2.3 晶闸管的伏安特性和主要参数
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7.2.1 晶闸管的结构
1. 晶闸管的外形结构
➢ 四层半导体：P1N1P2N2
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L1
W1
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L3
0i
3
WU12
L2 i2
U1
W2
U1
W2VUV2 21
V1
磁场反转(6版).swf
3.旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序
任意调换两根电源进线 Im i i1 i2 i3
L1 i1
U1
O
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W2 U2
L2 i2 W1
V2 V1
L3 i3
V2
结论：
W1
任意调换两根电源进线，
则旋转磁场反转。
规定
i 为“+” →电流从首端流入，尾端流出。 (?)流出
i 为“–”→ 电流从尾端流入，首端流出。
旋转磁场(6版).swf
三相电流合成磁
Im i i1 i2 i3
场 的分布情况
O
?t
U1
V2 N
V2
W2
W1
W1 S
60?
U1
N
W2
V2
S
W1
n0
U1
NW2
三相电U2流S 产生V1 的合成磁场U是2 一旋V1转的磁场 , U2
第7章 交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机的铭牌数据 7.11 单相异步电动机
每极磁通
? ? U1
4.44 f 1 N 1
? ? U1
2.定子感应电势的频率 f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关
与旋转磁场的同步转速 n0之比称为 转差率。
转差率s
s
?
????
n0 ? n0
n
???? ?
100 %
异步电动旋转磁场的作用下，
受到电磁力所形成的转矩之总和。 电磁转矩与哪些物理量有关
F ? B l i T ? ? ,I2cos? 2
T ? K T Φ I 2cos? 2
常数，与电机 旋转磁场 结构有关 每极磁通
转子电流
转子电路的 功率因数
7.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁
i1
i2
关系与变压器相似。
变压器： ? 变化? e U1 ? E1= 4.44 f N 1? m
E2= 4.44 f N 2? m
+
? e1
u1 －
e?+?1 +
+ e? 2 + ?e? 2
第7章 交流电动机
本章要求： 1. 了解三相异步电动机的基本构造、转动原理、
机械特性，掌握起动和反转的方法 , 了解调速 和制动的方法。 2. 理解三相异步电动机的铭牌数据的意义。
异步电动机的用途
7.1 三相异步电动机的构造
笼型电动机与绕线型电动机的的比较： 笼型：
结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改 变电动机的机械特性。 绕线型：
结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
Y系列三相异步电动机 YR系列绕线转子三相异步电动机
Y 系 列 三 相 异 步 电 动 机 Y2 系 列 三 相 异 步 电 动 机
YC 系 列 单 相 电容起动异步电动机
AEFF IEC 标准 系 列 三相异步电动机
防爆电机 (YB)
E1 、E2 频率相同， 均等于电源频率。
Φm
?
U1 4.44 f
N1
异步电动机每相电路
异步机 旋转磁场切割导体 ? e
U1 ? E1= 4.44 f 1N1? E2= 4.44 f 2N2?
一、定子电路
1.旋转磁场的磁通 ?
异步机：旋转磁场切割导体 ? e，
U1 ? E1= 4.44 f 1N1?
V1
磁场具? t有?一0对极，即极对?数t ? p60=? 1，
? t ? 90?
合电成流磁变场化方一向个向周下期，合磁成场磁在场空旋间转转60一°圈合。成磁场旋转 90°
3.旋转磁场的旋转方向
Im i i1 i2 i3
O
L1 i1
U1
W2 U2
L2 i2 W1
L3 i3
V2 V1
? t V2 i1
V1
W2 U2
V2 U1
N
U2
S
W2
V1
S
i3 WN1
VS2 W1 V1
W1
N
i2
? t ? 60?
?t? 0
Im i i1 i2 i3
极对数 p ? 2
电旋流转变磁化场一的个磁周极期对，数
与磁三场相在绕空组间的转安半排圈有。关
O
? t n0= 60? 50/2=1500 转/分
4.旋转磁场的转速 n0与极对数 p 的关系
接，通入对称三相电流
i1
i2 ? I m sin ?? t ? 120 ?? i3 ? I m sin ?? t ? 120 ??
L1
U1 W2 U2
Im i i1 i2 i3
L3 i3 W1
V2
O
V1
?t
L2 i2
Im i i1 i2 i3
O
(? )流入
V2
? t W1
U1 W2
V1
? t ? 0 U2
当磁极对数 p = 1时
旋转磁场的转速 n0 ? 60? 50 ? 3000 (转/分）
若定子每相绕组由两个线圈串联，每个线圈的始 末端相差 90°空间角，而每相绕组的始端之间相差
60°空间角。
i1
U1
V2 U1
W2
W2 U2
U2
V1
V2
i3 W1
W1
V1
i2
i1
V2
U2 S
30°
U1
N
U1
W2
n0
AU1
S
V2
S
W2 W1
AU1
W2
N
N
U2
V1
U2
V1
?t? 0
? t ? 60?
结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转， 电动机亦反转。
电动机正转 电源
~
L1 L2 L3
电动机反转 电源
~
L1 L2 L3
U VW M 3~
U VW M 3~
4.旋转磁场的转速 n0与极对数 p 的关系
我国工业用电频率： f1 ? 50 Hz
整个电机严密封闭，用于爆炸性气体的场所。 例如煤矿井下。
7.2 三相异步电动机的转动原理
1. 异步电动机的转动原理
动磁生电、磁电生力
定子通入三相电， 旋转磁场就出现， 电生磁、磁生电， 磁电生力是关键， 转子跟着磁场转。
7.2 三相异步电动机的转动原理
2. 旋转磁场的产生
定子三相绕组星形联 i1 ? I m sin ? t
n0
?
60 f 1 p
(转 /分）
我国工业用电频率： f1 ? 50 Hz
当磁极对数 p = 1时
旋转磁场的转速 n0 ? 60? 50 ? 3000 (转/分）
不同磁极对数的旋转磁场转速
p
1
2
34 5 6
n0/(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
5.转差率
转子的转速 n 与旋转磁场的转速 n0 的关系 n < n0 称异步电动机 旋转磁场的同步转速 n0和电动机转子转速 n之差
W1
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L3
0i
3
WU12
L2 i2
U1
W2
U1
W2VUV2 21
V1
磁场反转(6版).swf
3.旋转磁场的旋转方向 取决于三相电流的相序
任意调换两根电源进线 Im i i1 i2 i3
L1 i1
U1
O
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W2 U2
L2 i2 W1
V2 V1
L3 i3
V2
结论：
W1
任意调换两根电源进线，
则旋转磁场反转。
规定
i 为“+” →电流从首端流入，尾端流出。 (?)流出
i 为“–”→ 电流从尾端流入，首端流出。
旋转磁场(6版).swf
三相电流合成磁
Im i i1 i2 i3
场 的分布情况
O
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V2
W2
W1
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60?
U1
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n0
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NW2
三相电U2流S 产生V1 的合成磁场U是2 一旋V1转的磁场 , U2
第7章 交流电动机
7.1 三相异步电动机的构造 7.2 三相异步电动机的转动原理 7.3 三相异步电动机的电路分析 7.4 三相异步电动机的转矩与机械特性 7.5 三相异步电动机的起动 7.6 三相异步电动机的调速 7.7 三相异步电动机的制动 7.8 三相异步电动机的铭牌数据 7.11 单相异步电动机
每极磁通
? ? U1
4.44 f 1 N 1
? ? U1
2.定子感应电势的频率 f1 感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关
与旋转磁场的同步转速 n0之比称为 转差率。
转差率s
s
?
????
n0 ? n0
n
???? ?
100 %
异步电动旋转磁场的作用下，
受到电磁力所形成的转矩之总和。 电磁转矩与哪些物理量有关
F ? B l i T ? ? ,I2cos? 2
T ? K T Φ I 2cos? 2
常数，与电机 旋转磁场 结构有关 每极磁通
转子电流
转子电路的 功率因数
7.3 三相异步电动机的电路分析
三相异步电动机的电磁
i1
i2
关系与变压器相似。
变压器： ? 变化? e U1 ? E1= 4.44 f N 1? m
E2= 4.44 f N 2? m
+
? e1
u1 －
e?+?1 +
+ e? 2 + ?e? 2
第7章 交流电动机
本章要求： 1. 了解三相异步电动机的基本构造、转动原理、
机械特性，掌握起动和反转的方法 , 了解调速 和制动的方法。 2. 理解三相异步电动机的铭牌数据的意义。
异步电动机的用途
7.1 三相异步电动机的构造
笼型电动机与绕线型电动机的的比较： 笼型：
结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改 变电动机的机械特性。 绕线型：
结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子 外加电阻可人为改变电动机的机械特性。
Y系列三相异步电动机 YR系列绕线转子三相异步电动机
Y 系 列 三 相 异 步 电 动 机 Y2 系 列 三 相 异 步 电 动 机
YC 系 列 单 相 电容起动异步电动机
AEFF IEC 标准 系 列 三相异步电动机
防爆电机 (YB)
E1 、E2 频率相同， 均等于电源频率。
Φm
?
U1 4.44 f
N1
异步电动机每相电路
异步机 旋转磁场切割导体 ? e
U1 ? E1= 4.44 f 1N1? E2= 4.44 f 2N2?
一、定子电路
1.旋转磁场的磁通 ?
异步机：旋转磁场切割导体 ? e，
U1 ? E1= 4.44 f 1N1?
V1
磁场具? t有?一0对极，即极对?数t ? p60=? 1，
? t ? 90?
合电成流磁变场化方一向个向周下期，合磁成场磁在场空旋间转转60一°圈合。成磁场旋转 90°
3.旋转磁场的旋转方向
Im i i1 i2 i3
O
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电旋流转变磁化场一的个磁周极期对，数
与磁三场相在绕空组间的转安半排圈有。关
O
? t n0= 60? 50/2=1500 转/分
4.旋转磁场的转速 n0与极对数 p 的关系
接，通入对称三相电流
i1
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L1
U1 W2 U2
Im i i1 i2 i3
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V2
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当磁极对数 p = 1时
旋转磁场的转速 n0 ? 60? 50 ? 3000 (转/分）
若定子每相绕组由两个线圈串联，每个线圈的始 末端相差 90°空间角，而每相绕组的始端之间相差
60°空间角。
i1
U1
V2 U1
W2
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V2
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V1
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结论：任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转， 电动机亦反转。
电动机正转 电源
~
L1 L2 L3
电动机反转 电源
~
L1 L2 L3
U VW M 3~
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4.旋转磁场的转速 n0与极对数 p 的关系
我国工业用电频率： f1 ? 50 Hz
整个电机严密封闭，用于爆炸性气体的场所。 例如煤矿井下。
7.2 三相异步电动机的转动原理
1. 异步电动机的转动原理
动磁生电、磁电生力
定子通入三相电， 旋转磁场就出现， 电生磁、磁生电， 磁电生力是关键， 转子跟着磁场转。
7.2 三相异步电动机的转动原理
2. 旋转磁场的产生
定子三相绕组星形联 i1 ? I m sin ? t
n0
?
60 f 1 p
(转 /分）
我国工业用电频率： f1 ? 50 Hz
当磁极对数 p = 1时
旋转磁场的转速 n0 ? 60? 50 ? 3000 (转/分）
不同磁极对数的旋转磁场转速
p
1
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n0/(r/min) 3000 1500 1000 750 600 500
5.转差率
转子的转速 n 与旋转磁场的转速 n0 的关系 n < n0 称异步电动机 旋转磁场的同步转速 n0和电动机转子转速 n之差