晶闸管变流技术课程
(完整版)晶闸管可控整流技术直流电机调速系统设计
目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1。
2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1)1。
3 课题设计要求 (1)1.4 课题主要内容 (2)2 主电路设计 (3)2.1 总体设计思路 (3)2.2 系统结构框图 (3)2。
3 系统工作原理 (4)2。
4 对触发脉冲的要求 (5)3 主电路元件选择 (6)3.1 晶闸管的选型 (6)4 整流变压器额定参数计算 (7)4。
1 二次相电压U2 (7)4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (8)5 触发电路的设计 (10)6 保护电路的设计 (12)6.1 过电压的产生及过电压保护 (13)6。
2 过电流保护 (13)7 缓冲电路的设计 (14)8 总结 (17)1 绪论1.1 课题背景当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用，直流调速系统是自动控制系统的主要形式.由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统（简称KZ—D系统）和旋转变流机组及其它静止变流装置相比，不仅在经济性和可靠性上有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点,但是它承受过电压和过电流的能力较差，很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。
为了使器件能够可靠地长期运行,必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施.为此，在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护;在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护;在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护；并把快速熔断器直接与可控硅串联，对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展，该方面的用途越来越广泛.由于电力电子装置的电能变换效率高，完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%~40％，因此它是一项节能技术，整流技术就是其中很重要的一个环节.1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，采用同步信号为锯齿波的触发电路，本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
单相桥式晶闸管全控整流电路课程设计.
目录第1章绪论 (1)1.1 电力电子技术的发展 (2)1.2 电力电子技术的应用 (2)1.3 电力电子技术课程中的整流电路 (3)第2章系统方案及主电路设计 (4)2.1 方案的选择 (4)2.2 系统流程框图 (5)2.3 主电路的设计 (6)2.4 整流电路参数计算 (8)2.5 晶闸管元件的选择 (9)第3章驱动电路设计 (11)3.1 触发电路简介 (11)3.2 触发电路设计要求 (11)3.3 集成触发电路TCA789 (12)3.3.1 TCA785芯片介绍 (12)3.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 (16)第4章保护电路设计 (17)4.1 过电压保护 (17)4.2 过电流保护 (18)4.3 电流上升率di/dt的抑制 (18)4.4 电压上升率du/dt的抑制 (19)第5章系统MATLAB仿真 (20)5.1 MATLAB软件介绍 (20)5.2 系统建模与参数设置 (20)5.3 系统仿真结果及分析........................ 错误！未定义书签。
设计体会.. (28)参考文献 (29)附录A 系统电路图 (30)附录B 元器件清单 (23)第1章绪论1.1 电力电子技术的发展晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明时期。
晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组。
并且，其应用范围也迅速扩大。
电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。
对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制式，简称相控方式。
晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。
这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。
沈阳大学-职业技术学院
十七、职业技术学院（高职专科）学院根据市场人才需求的变化，逐步完善符合市场需求的人才培养方案，建设了一支相对稳定的“双师型”专兼职结合的教师队伍，建设了一批功能较为齐全的实验室，建立了一批产学结合并且和就业紧密链接的实践基地，为培养具有实践能力强、职业道德良好的高技能人才提供了充分保证。
学院十分重视专业和课程建设，并取得喜人成果。
《机械制造与自动化》、《旅游管理》、《计算机系统维护》、《证券投资与管理》等专业被评为省级品牌专业；《机械制造与自动化》、《会计电算化》专业被评为省市级示范专业，同时，这两个专业又是省级教学改革试点专业；《机械制造技术》、《会计电算化》、《工程力学》、《机械制图与计算机绘图》、《导游业务》、《Visual Basic 程序设计》、《互换性与测量技术》、《金融概论》、《财务管理》等9门课程被评为省级精品课；省级教学团队3个；省级专业带头人3人；教材《中国税制》、《财务管理》被评为省级精品教材。
74、机械制造与自动化专业培养目标：培养适应我省地方支柱产业需要的，具有扎实的专业理论基础和专业技能，在机械加工工艺编制、机械加工工艺装备以及数控化设备的使用、调试、维护等方面有技术专长的高技能人才。
主要课程：机械制图与计算机绘图、机械设计基础、电工及电子技术、计算机基础、公差及技术测量、机械CAD/CAM、数控机床及数控编程、数控机床应用与维护、机械制造技术、液压及气压传动等。
75、电气自动化技术专业培养目标：培养学生具备从事电气自动化设备的设计、安装、调试、维修、维护、售后技术服务等多方面能力，具有扎实的专业基础和专业实践能力的高技能人才。
主要课程：电路基础、模拟电子、数字电子、电机及拖动基础、晶闸管变流技术、单片计算机原理及应用、检测技术、电气控制技术、过程控制系统、可编程控制器原理与应用、工厂供电与节能技术等。
76、计算机系统维护专业培养目标：培养具备从事计算机软件应用、计算机系统维护、计算机网络管理与应用等必备的岗位知识和职业技能，能熟练应用计算机基本理论及网络管理知识，对计算机系统进行维护和网络开发的高技能人才。
《电力电子技术》课程教学大纲
电力电子技术课程教学大纲（POWERE1ECTRONIC）总学时数：40其中:实验学时数：0课外学时数：0学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化专业的基础课程，它的任务是使学生掌握各类电力电子器件的工作原理，特性和主要参数及其各类变流装置发生的电磁过程，基本原理，控制方法，设计计算，实验技能以及它们的技术经济指标。
以便学生毕业后具有进一步掌握各种变流装置的能力，并为后续课“电力拖动与运动控制系统”打好基础。
二、课程教学的基本要求（一）掌握电力电子器件（主要为晶闸管，电力晶体管，可关断晶闸管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管）的工作原理，特性和主要参数（含驱动、缓冲和保护电路）。
（二）熟练掌握单相，三相整流电路和有源逆变电路的基本原理，波形分析和各种负载对电路运行的影响，并能对上述电路进行初步的设计计算（包括触发电路与保护环节）。
（三）3.了解无源逆变、直流斩波、交流调压和交-交变频电路的工作原理，了解并掌握PWM控制技术及PW型逆变电路的基本原理和控制方法。
（四）初步了解软开关技术的基本概念和常用的组合变流电路的主要形式。
（五）初步了解电力电子学科的发展趋势。
（六）掌握基本变流装置的调试实验方法。
三、课程的教学内容、重点和难点绪论基本内容：电力电子技术的基本概念和内涵，电力电子技术发展历程，电力电子技术应用领域，本课程在国民经济中的作用意义，本课程的特点和学习方法。
基本要求：使学生了解电力电子技术的基本概念和内涵，了解本课程的重要性，认识到他所学的内容仅是电力电子学科中的最基本的内容,而本学科还有很多重要的课题有待去学习，去解决。
第一章电力电子器件一、电力电子器件概述基本内容：电力电子器件的概念和特征；电力电子系统的构成；电力电子器件的分类。
基本要求：1、了解电力电子器件的基本概念、主要特征以及主要类型；2、了解应用电力电子器件构成的系统的主要组成部分及各部分功能。
电工电子应用技术 晶闸管可控整流电路教案
单元十三电力电子技术基础（教案）注：表格内黑体字格式为（黑体，小四号，1.25倍行距，居中）13.2晶闸管可控整流电路【教学过程】组织教学：1．检查出勤情况。
2．检查学生教材，习题册是否符合要求。
3．宣布上课。
引入新课：1．可控整流电路的作用是将交流电变换为电压大小可以调节的直流电，以供给直流用电设备，如直流电动机的转速控制、同步发电机的励磁调节、电镀和电解电源等，它主要利用晶闸管的单向导电性和可控性构成。
2．通过实物演示及列举实例，让学生了解桥式整流电路的原理及应用，从而激发他们的学习兴趣。
讲授新课：13.2晶闸管可控整流电路13.2.1整流电路可控整流电路的作用是将交流电变换为电压大小可以调节的直流电，以供给直流用电设备，如直流电动机的转速控制、同步发电机的励磁调节、电镀和电解电源等，它主要利用晶闸管的单向导电性和可控性构成。
13.2.1整流电路单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少的优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。
比较常用的是半控桥式整流电路，简称半控桥，其电路如图13-2-1所示。
在变压器副边电压u的正半周（a端为正）时，T1和D2承受正向电压。
这时如对晶闸管T1引入触发信号，则T1和D2导通，电流的通路为a→T1→R L→D2→b图13-2-1 电阻性负载的单相半控桥式整流电路这时T2和D1都因承受反向电压而截止。
同样，在电压u的负半周时，T2和D1（讲解）（讲解）观看PPT：整流电路)承受正向电压。
这时，如对晶闸管T 2引入触发信号，则T 2和D 1导通，电流的通路为： b→T 2→R L →D 1→a图13-2-2 电阻性负载时单相半控桥式整流电路的电压与电流的波形这时T 1和D 2处于截止状态。
电压与电流的波形如图13-2-2所示。
桥式整流电路的输出电压的平均值为2cos 219.00a U U +⋅= (13-2-1)输出电流的平均值为2cos 19.000aR U R U I L L +⋅==(13-2-2) 13.2.2晶闸管的过电流、过电压保护1．晶闸管的过电流保护由于晶闸管的热容量很小，一旦发生过电流时，温度就会急剧上升而可能把PN 结烧坏，造成元件内部短路或开路。
电力电子技术(含实验)第1章_绪论
1-4
课程内容简介
1-1 电力电子技术概述
电力电子技术（power electronics）：指利用电力 电子器件对电能进行变换和控制，把从电网获取的“ 粗电”变换成负载所需要的“精电”的技术。
电子技术包括：
信息电子技术 和 电力电子技术。
信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术。
电力电子技术主要用于电力变换，而信息电子技术
电力电子器件
①分立器件
②模块
③IGBT单管
④IGBT模块
电力电子器件的发展趋势
高频化：提高开关频率，降低设备体积，节约资源
模块化：功率部分、控制、驱动、保护集成一体
数字化：数字控制技术广泛应用 绿色化：谐波污染小、功率因数高、电磁辐射小
1-3 电力电子技术应用
电力电子技术广泛用于一般工业、交通运输、 电力系统、不间断电源和开关电源、家用电器、以 及新能源的开发及应用领域。在解决全球能源危机、 资源危机和环境污染方面发挥着重要作用。经过至 少一次电力电子装置处理以后使用的电能所占比例 已经成为一个国家经济发展水平的重要指标。
导通和关断控制的有效信号。
3.电力电子技术的研究分支及特点
研究分支:
电 力 电 子 器 件 （ element) 技 术 、 变 流 技 术 (power conversion)和控制技术（Control)三个分支。 特点:
电力电子器件是整个电力电子技术的基础，电力电子技术 的发展集中体现在电力电子器件的发展上，器件一般均工 作在开关状态，这是重要特征； 变流技术是电力电子技术的主体，控制技术是电力电力电 子技术的灵魂；
５.家用电器
照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电 子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源， 通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯 和日光灯。
交流变电技术
（二）晶闸管的额定通态平均电流IT（AV） 额定电流
1.定义： 额定通态平均电流是指温度40°C，电阻性负载，单相工频正弦半波，导通角不小于170° 电路中。
2.电流波形系数Kf
元件发热由流过的电流有效值决定，因此要经过换算
I（负载电流有效值）
解 t1时刻,晶闸管阳极电压Ua为正,开关Q合上使得门极电压也为正,所以晶闸管触发导通,忽略管子导通电压降,电源电压u2全部加于负载Rd;当t2时刻由于u2过零反向,流过晶闸管的电流Ia<TH (维持电流),管子关断,之后因承受反向电压不会导通。t3时刻u2开始从零变正,晶闸管在次承受正压,使管子又导通,t4时刻,ug=0,由于晶闸管已处于导通状态,维持导通。t5时刻开始,晶闸管关断。Rd上的电压波形如图。
Ua
一、晶闸管的结构
晶闸管有三个电极阳极 A 阴极 K 门极（控
暗
晶闸管在反向阳极电压作用下，不论门极为何种电压，它都处于关断状态
2
暗
反向
零
暗
3
暗
反向
正向
暗
1
暗
正向
反向
暗
晶闸管同时在正向阳极电压与正向门极电压作用下，才能导通
2
暗
正向
零
伏安特性如图
3． 实际伏安特性
实际伏安特性如图
Ia
一、晶闸管的阳极伏安特性
1． Ia
定义：晶闸管的阳极与阴极之间的电压Ua与阳极电流Ia的关系，称元件的伏安特性
2． 作为理想开关的伏安特性
Ia
额定电流（平均值） 额定有效值用ITn表示≥流过元件实际电流的最大有效值 电流的最大平均值
《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版ppt课件
础元件和重要支撑技术。
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1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
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1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎
明期。
☞抽水储能发电站的大型电动机需要用电力电子技术来 起动和调速。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强 大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。
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1.3 电力电子技术的应用
☞新能源、可再生能源发电比如风 力发电、太阳能发电，需要用电力 电子技术来缓冲能量和改善电能质 量。当需要和电力系统联网 时，更 离不开电力电子技术。 ☞核聚变反应堆在产生强大磁场和 注入能量时，需要大容量的脉冲电 源，这种电源就是电力电子装置。 科学实验或某些特殊场合，常常需 要一些特种电源，这也是电力电子 技术的用武之地。
（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器 件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控 制既可使其开通又可使其关断。
☞采用全控型器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制（PWM） 方式。相对于相位控制方式，可称之为斩波控制方式，简称斩控方式。
☞在80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合 型器件异军突起。它是MOSFET和BJT的复合，综合了两者的优点。 与此相对，MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT） 复合了MOSFET和GTO。
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2.1.1 电力电子器件的概念和特征
■电力电子器件的特征 ◆所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和 电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于 处理信息的电子器件。
电力电子技术课程标准
《电力电子技术》课程标准课程代码：建议课时数：96 学分：6适用专业：电气自动化技术先修课程：电工技术基础、电子技术基础(模电/数电)、电机控制技术后续课程：维修电工高级工供配电技术电子产品装配与调试一、前言1.课程的性质《电力电子技术》是江苏省五年制高职电气自动化技术专业的一门核心专业课程，其目标是培养学生具备从事电气自动化运行中变流设备及其控制设备的安装、调试与维修的基本职业能力，本专业学生应达到国家维修电工职业资格证书中中级工和高级工相关技术考证的基本要求。
其任务是：2.设计思路本课程标准以电气自动化专业学生的就业为导向，根据行业专家对电气自动化专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，遵循学生认知规律，紧密结合国家维修电工职业资格证书中的考核要求，确定本课程的工作模块和课程内容。
为了充分体现应用技术引领、实践导向课程思想，要将本课程的教学活动分解设计成若干单元技术，以模块为单位组织教学，以典型设备为载体，引出相关专业理论知识，使学生在实践中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。
本课程建议课时为96学时。
课时数以课程内容的重要性和容量来确定。
二、课程目标通过理实一体化的教学活动，掌握电气自动化运行中整流器、斩波器、变频器等变流设备及其控制设备应用的技能和相关理论知识，能完成本专业相关岗位的工作任务。
1.知识目标（1）掌握不可控器件电力二极管的识别、选择、运用的知识；（2）掌握半控型器件晶闸管、IGBT、GTR、MOEFET等全控型器件的识别、选择、运用的知识；（3）掌握触发电路与主电路的同步；（4）掌握晶闸管及其整流电路的保护方式的选择和设置知识。
2.能力目标（1）会晶闸管典型的触发电路的安装、调试与常见故障的排除维护；（2）会单相电力电子控制电路的安装、调试与维护；（3）会三相变流电路系统的安装、调试与维护；（4）会识读通用变频器系统的说明书、系统图；（5）能设置变频器系统参数；（6）会调试典型变频器系统；（7）能排除典型变频器系统的常见故障。
改革电力电子变流技术课程 培养应用型人才
摘要电力电子变流技术是自动化专业重要的专业基础课，文章结合我校的特色和教学实践，从教学内容、教学方法、教学手段以及课程考核手段等方面进行探索和研究，总结出使电力电子变流技术课程教学更符合应用型的人才培养模式，提高学生对电力电子变流技术的知识积累和技术能力,提高学生对电力电子技术的掌握。
关键词电力电子教学内容考核制度仿真软件Reforming "Power Electronics Converter Technology"Course,Training Applied Talents //Nie RuAbstract Power electronics converter technology is an impor －tant specialized fundamental course in automation major,com －bined with the characteristics of our school and teaching prac －tice,this paper explores and researches from the teaching con －tent,teaching method,teaching means,and course evaluation measure and so on,summarizes the more applied talent train －ing mode in Power electronics converter technology course teaching,enhances knowledge accumulation of the students to the power electronics converter technology and the technical ability,enhances the acquirement to the power electronic of students.Key words power electronics;teaching content;evaluation sys －tem;simulation softwareAuthor 's address College of Electronic Information Engineer －ing,Guangzhou College of South China University of Technolo －gy,510800,Guangzhou,Guangdong,China电力电子变流技术是一门利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，以信息电子、电力、控制理论等课程为基础，跨越了“电力”、“电子”和“控制”3个领域，是一门理论和实践相结合的课程。
电力电子变流技术课后答案第1章
第一章 电力半导体器件习题与思考题解1-1．晶闸管导通的条件是什么怎样使晶闸管由导通变为关断解：晶闸管导通的条件是：阳极承受正向电压，处于阻断状态的晶闸管，只有在门极加正向触发电压，才能使其导通。
门极所加正向触发脉冲的最小宽度，应能使阳极电流达到维持通态所需要的最小阳极电流，即擎住电流ＩＬ以上。
导通后的晶闸管管压降很小。
使导通了的晶闸管关断的条件是：使流过晶闸管的电流减小至某个小的数值－维持电流ＩＨ以下。
其方法有二：１）减小正向阳极电压至某一最小值以下，或加反向阳极电压；２）增加负载回路中的电阻。
1-2．型号为KP100-3的晶闸管，维持电流I H =4mA ，使用在题1-2图中的电路中是否合理为什么（不考虑电压、电流裕量）解：根据机械工业部标准JB1144-75规定，ＫＰ型为普通闸管，KP100-3的晶闸管，其中100是指允许流过晶闸管的额定通态平均电流为100A ，3表示额定电压为300V 。
对于图(a)，假若晶闸管V 被触发开通，由于电源为直流电源，则晶闸管流过的最大电流为()mA I V 2105001003=⨯= 因为I V < I H ，而I H < I L ，I L 为擎住电流，通常I L =(2~4) I H 。
可见，晶闸管流过的最大电流远小于擎住电流，所以，图(a)不合理。
对于图(b)，电源为交流220V ，当α=0°时，最大输出平均电压9922045.045.02=⨯=≈U U d （Ｖ） 平均电流 9.91099===R U d VAR I (A) 波形系数57.1≈=VAR V f I I K 所以， ＩＶ＝K f 。
ＩＶＡＲ＝×＝(A)而KP100-3允许流过的电流有效值为I VE ＝×100＝157(A)， I L < I V <I VE ，所以，电流指标合理。
但电路中晶闸管Ｖ可能承受的最大正反向峰值电压为31122022≈⨯===U U U Rm Fm (V)>300(V)所以，图(b)不满足电压指标，不合理。
优化项目式教学提高技校专业课课堂效率
优化项目式教学提高技校专业课课堂效率【摘要】随着社会的发展，技工学校与企业的合作不断深入，作为学校要想为企业提供更好的服务质量，让企业满意，要加大教学创新力度，针对学生的现状和知识结构，采用“项目引领、任务驱动、分组探究、合作学习、创新能力”的教学方法在专业课中的应用特点越来越显著，在培养学生专业情感、提高专业认识和增强专业的综合技能上效果明显。
【关键词】项目引领；任务驱动；分组探究；合作学习；创新能力【中图分类号】g64.20 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089（2013）22-0-01一、研究课题的提出暑期，笔者在清华大学进行了项目式教学的深层次培训和实践，经过实践总结，“项目引领、任务驱动、分组探究、合作学习”教学方法在专业课中的应用效果越来越显著。
二、研究的基本过程本课题采用现场调查、教学研究、实验论证、讨论总结、学生考核的方法分阶段、分步骤进行，具体步骤如下：（一）中职教学现状及专业课的特点：现在许多中职院校教学现状是教学方法单一，学生被动接受。
大部分学生上课听不懂昏昏欲睡，考试背诵答案应付过关，结果是老师学生没少下功夫而收效却很小。
例如《电工基础》这门课里的电磁部分内容专业理论知识很抽象，《电修工艺》、《电工仪表》专业理论知识实践性很强，《电子技术》、《电机变压器》、《电力拖动》专业理论知识是推理性内容，逻辑性强，抽象性强，我们针对不同的课程特点制定一套科学的教学方法。
（二）针对现状进行研讨：本课题的提出和研究非常必要，我们课题组成员转变观念，统一认识，查阅大量的资料，了解国内中职教育先进方法，借鉴国外先进的教学理念，尤其是德国的双元制教学模式。
另一方面倾听学生的呼声，征求学生对专业课的意见和建议，再进行分析与研讨。
（三）大胆改革教学模式和教学方法：首先把《电工》课程统一整理，列出主要知识点之间的联系，再进行任务划分，对每一个任务都制作了具体的教学方法。
进行项目引领式教学，例如在讲授《电力拖动》中的一个项目：电动机的正转控制线路。
晶闸管变流装置
调功器是应用晶闸管及其触发控制电路用于 调整负载功率的功率调整单元。
3
交流调功器
调功器利用晶闸管过零触发的周波控制实现交流 功率调节，这种装置又称为周波控制器。
优点：
输出电压是断续的正弦波，避免了相位控制下缺角正弦波引起 的干扰，使晶闸管承受的浪涌电流和di/dt大为减小.
缺点：
不能平滑地调节电压，也不能用普通的电压表、电流表来测量。 当通/断比太小时，会出现低频干扰，使照明出现人眼能觉察
算关系式为
I T(AV)
2
I T(RMS)
0.45 I T(RMS)
安全余量：1.5~2
门极触发电流
IT ( AV )
(1.5
~
2) I R 1.57
2
通常取 IGT 250 mA
9
3.分离元件组成的控制电路
零脉冲电路
• TP1的一次侧接交流电源 电压U1，二次侧输出电压 U2经整流器UR整流、稳压 管DZ1削波后，在晶体管T1 的基射极上得到与电源电压 波形同步的梯形波。
11
3.分离元件组成的控制电路
导通比电路
（2）比较环节
UK≥UC2：T4× T5× T6√ T7×→2：高 晶闸管√ UK﹤UC2：T4√ T5√ T6× T7√→2：低 晶闸管×
Ke
Ton Ton Toff
Ton TS
调节UK→调节Ke→调节
输出功率PO
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3.分离元件组成的控制电路
导通比电路
去触发双向晶闸管 U217B
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过零触发集成电路
U217B
TEMIC公司生产的零电压控制芯片 双列直插8脚封装 由电网电压供电 电流消耗小于0.5mA 控制电路简单 驱动脉冲电流100mA 短路电流保护
晶闸管变流技术教材(PPT 99页)
维修电工技师培训
主要内容及时间安排
I、 晶闸管简介（2） II、 可控整流电路（3） III、斩波器与交流调压器（2） IV、逆变电路（3） V、 晶闸管中频电源装置及其调试（2）
课件制作：鄂州大学单片机工作室
维修电工技师培训
I 晶闸管简介
晶闸管是一种大功率的可控半导体器件。普通型 晶闸管具有反向阻断特性，故又称为逆阻型晶闸管。 近几年来，晶闸管技术发展很快，出现了许多派生型 晶闸管，如快速型（FST） 、双向型（TRIAC） 、关 断型和逆导型（RCT）和光控晶闸管（LATT）等晶 闸管。
时靠近门极的局部区域已经导通，相应的J2结已由反偏转 为正偏，电流迅速增加。 • 通常定义器件的开通时间ton为延迟时间td与上升时间tr之和。
即 ton=td+tr
课件制作：鄂州大学单片机工作室
维修电工技师培训
• 电源电压反向后，从正向电流降为零起到 能重新施加正向电压为止定义为器件的电 路换向关断时间toff。反向阻断恢复时间trr与 正向阻断恢复时间tgr之和。 toff=trr+tgr
• 在逆导晶闸管的电路中，晶闸管（正半 周）与二极管（负半周）交替工作。
课件制作：鄂州大学单片机工作室
维修电工技师培训 逆导晶闸管的二个重要参数
• 额定电流: 晶闸管电流/二极管电流 用于逆变器时，电流比在2：1－1：1之间; 用于斩波器时，电流比为3：1
• 反向恢复电流下降率: －di/dt 此值越大，元件换流能力越强，使用中 需保证不超过元件规定的值
态转入通态的最大电压上升率。过大的断态电压 上升率会使晶闸管误导通。 4.8、通态电流临界上升率di / dt • 在规定条件下，由门极触发晶闸管使其导通时， 晶闸管能够承受而不导致损坏的通态电流的最大 上升率。在晶闸管开通时，如果电流上升过快， 会使门极电流密度过大，从而造成局部过热而使 晶闸管损坏。
电力电子技术课件第6章交流交流变流电路
图6-10 不同角时负载相电压波形 a)=30° b)=60°
16
6.1.2 三相交流调压电路
√90°≤<150°范围内，电路处于两个晶
闸管导通与无晶闸管导通的交替状态，每个
晶闸管导通角度为300°-2，而且这个导通
☞uo由若干段电源电压拼接而成， 在uo的一个周期内，包含的电源电 压段数越多，其波形就越接近正弦 波。
25
6.3.1 单相交交变频电路
图6-14 理想化交交变频电 路的整流和逆变工作状态
■整流与逆变工作状态 ◆以阻感负载为例，把电路等效成图6-
14a，二极管体现了交流电流的单方向性。
◆设负载阻抗角为，则输出电流滞后 输出电压角，两组变流电路采取无环流
Pin 29370.697
U1Io 22019 .16
12
6.1.1 单相交流调压电路
■斩控式交流调压电路
VD1 V1 i1
◆工作原理
u1
☞用V1，V2进行斩波控制，用V3，V4给
V2 VD2
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
负载电流提供续流通道。
图6-7 斩控式图4交-7流调压电路
☞设斩波器件（V1，V2）导通时间为ton，
√ t3~t4阶段：uo和io均为负，反组整 流，输出功率为正。
√ t4~t5阶段：uo反向，io仍为负，反 组逆变，输出功率为负。 ◆结论
☞哪组变流电路工作由io方向决定， 与uo极性无关。
流过零线，3的整数倍次谐波是同相位的，不能在 各相之间流动，全部流过零线。
◆三相三线带电阻负载时的工作原理 ☞任一相导通须和另一相构成回路，因此电流
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即 ton=td+tr
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• 电源电压反向后，从正向电流降为零起到 能重新施加正向电压为止定义为器件的电 路换向关断时间toff。反向阻断恢复时间trr与 正向阻断恢复时间tgr之和。 toff材设计研究院担任后勤保 卫部主任助理（分管水、电）；1993年6月取得助理工程师职称；
1995年8月调入湖北函授大学鄂州分校任教并担任校政教小组成员、 理工教研组副组长、 95级机电班班主任。兼湖北省计算机学会鄂州秘 书处副秘书长； 1996年10月取得教师资格；
S
EG
IK
EA
K
K
a)
b)
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晶闸管导通之后，它的导通状态完全依靠管子本身的正
反馈作用来维持，即使控制极电流消失，晶闸管仍将处
于导通状态。因此，控制极的作用仅是触发晶闸管使其 导通，导通之后，控制极就失去了控制作用。要想关断 晶闸管可采用的方法有:将阳极电源断开；改变晶闸管 的阳极电压的方向，即在阳极和阴极间加反向电压。
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• 通过上述实验可知，晶闸管导通必须同时具备两 个条件: （1）晶闸管主电路加正向电压。 （2）晶闸管控制电路加合适的正向电压。 晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用，故晶 闸管为半控型器件。为使晶闸管关断，必须使其 阳极电流减小到一定数值以下，这只有通过使阳 极电压减小到零或反向的方法来实现。
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（2）反向特性 • 是指晶闸管的反向阳极电压与阳极漏电流的伏安特性。晶
闸管的反向特性与一般二极管的反向特性相似。当晶闸管 承受反向阳极电压时，晶闸管总是处于阻断状态。当反向 电压增加到一定数值时，反向漏电流增加较快。再继续增 大反向阳极电压，会导致晶闸管反向击穿，造成晶闸管的 损坏。
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• 内部结构、等效电路和符号
A A
P1
G
N1 P2
J1 J2
N2 J3
G
K
K
K G
VT
A
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维修电工技师培训 2、晶闸管的工作原理
2.1、晶闸管工作原理的实验说明
• 由电源、晶闸管的阳极和阴极、白炽灯组成晶闸管主电路； 由电源、开关S、晶闸管的门极和阴极组成控制电路（触 发电路）。
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维修电工技师培训 3 、 晶闸管的特性
3.1、晶闸管的伏安特性
晶闸管的伏安特性是晶闸管阳极与阴极间电压UAK和晶 闸管阳极电流IA之间的关系特性。
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（1）正向特性 • 在门极电流IG=0情况下，晶闸管处于断态，只有很小的正
向漏电流；随着正向阳极电压的增加，达到正向转折电压 UBO时，漏电流突然剧增，特性从正向阻断状态突变为正 向导通状态。正常工作时，不允许把正向电压加到转折值 UBO，而是从门极输入触发电流IG，使晶闸管导通。门极 电流愈大阳极电压转折点愈低。晶闸管正向导通后，要使 晶闸管恢复阻断，只有逐步减少阳极电流。当IA小到等于 维持电流IH时，晶闸管由导通变为阻断。
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维修电工技师培训 3.2、晶闸管的开关特性
• 晶闸管的开关特性如图所示。
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晶闸管开关特性的说明 • 第一段延迟时间td。阳极电流上升到10％所需时间，此时J2
结仍为反偏，晶闸管的电流不大。 • 第二段上升时间tr，阳极电流由0.1上升到0.9所需时间，这
晶闸管具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、 控制灵敏、操作方便、维护简单等优点。
晶闸管广泛应用于可控整流、逆变、斩波、调压 及无触点开关等大功率的电能转换和自动控制领域。
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维修电工技师培训 1、 晶闸管的结构
• 具有四层PNPN结构、三端引出线(A、K、G)的器件。常 见的外形有两种：螺栓型和平板型。
1998年7月调入湖北鄂州大学电信系任教隶属于硬件组。1999年9月 取得工程师\讲师职称；2000年1月参加校科研处组织的电子显示屏的 研制工作获奖；2002年9月参与教材编写，于2003年9月由中国轻工业 出版社出版高等学校教材《普通物理实验指导书》中担任副主编； 2006年1月开始主持并参与湖北省教育厅校企合作“中夏教育机器人” 项目的研究与开发；
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晶闸管变流技术
重难点：晶闸管可控整流、斩波、 调压、逆变等典型电路的结构、工 作原理、换相方法和基本数量关系， 以及晶闸管变流装置的一般调试方 法。
主讲：詹良材
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任课教师简介
詹良材，男，生于1970年9月，湖北省麻城市人。1992年6月毕业 于武汉工业大学自动化系机械电子工程专业，工学学士学位。
2006年2月因工作需要调入鄂州大学电子电气工程系至今
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主要内容及时间安排
I、 晶闸管简介（2） II、 可控整流电路（3） III、斩波器与交流调压器（2） IV、逆变电路（3） V、 晶闸管中频电源装置及其调试（2）
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I 晶闸管简介
晶闸管是一种大功率的可控半导体器件。普通型 晶闸管具有反向阻断特性，故又称为逆阻型晶闸管。 近几年来，晶闸管技术发展很快，出现了许多派生型 晶闸管，如快速型（FST） 、双向型（TRIAC） 、关 断型和逆导型（RCT）和光控晶闸管（LATT）等晶 闸管。
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2.2、晶闸管工作原理的等效电路说明
当晶闸管阳极承受正向电压，控制极也加正向电压时，形 成了强烈的正反馈，正反馈过程如下：
• IG↑→IB2↑→IC2(IB1)↑→IC1↑→IB2↑
A
A
P1
N1
N1
G
P2
P2
N2
IA
PNP
V1
G IG
Ic1
Ic2
R
NPN V2