《晶闸管及其基本》PPT课件

(4)输出电压平均值 .
Ud

0.45U
2
1

cos
2
(5)输出电流 Id=Ud/R
U2为变压器二次侧电压有效值
2)电感性负载
(1)特点:电感具有阻碍电流变化 的作用.当阳极电压(电源电压) 过零变负时,一段时间,电感电压 大于电源电压,加在晶闸管上的 电压仍为正,继续维持导通.输出 电压就是电源电压的包络线.于 是有:
3个PN结的四层三端元件
2)晶闸管的工作原理
将晶闸管等效地看成 是两只晶体管的组合: 一只为PNP型晶体管, 另一只为NPN型晶体 管.中间的PN结为两管 共用.
在A-K和G-K之间加上 正向电压,会形成强烈 的正反馈,循环下去,晶 闸管就导通了.
思考题:什么是闸流特性?
3)晶闸管的伏安特性
(1)伏安特性:晶闸管阳 极电压与阳极电流的 关系曲线.
(2)伏安特性上几个点: 正向转折电压UBO(正
向不重复峰值电压 UDSM); 正向重复峰值电压 UDRM; UDRM约为UBO的80%.
4)晶闸管的主要参数
(1)额定电压---正向或反向重复峰值电压UDRM或URRM
Im
有效值
引入波形系数K=Ie/IT;在这里K=1.57
Ie
1
2
0
Im2
sin 2
td (t )


2
断(3. )维持电流IH----晶闸管流过的电流小于维持电流会自动关
2)新型电力电子元件简介 (1)双向晶闸管(TRIAC) (2)可关断晶闸管(GTO)
(3)功率晶体管GTR (4)绝缘栅双极型晶 体管IGBT
2.单相桥式可控整流电路
1)单相半控桥
(1)电阻性负载
Ud

0.9U
2
1

cos
2
Id
Ud R
(2)电感性负载带续流二极管 流过晶闸管的平均电流:
I dvs 2 I d
流过续流二极管的平均电流:
Idv Id
Hale Waihona Puke Baidu
电感性负载
单相半控桥带电感性 负载的另一种接线
2)逆变状态
2
4)逆变角 为了计算方便,引入逆变角.
电路主要工作在交流电源的负半波,电 逆变角的变化范围:
动机电枢电流由低电位流向高电位,是
电源,电动机输出能量工作于发电状态. / 6 / 2
整流变压器一次侧接成三角形,提供三次和三的倍数次谐波的通路.
1.三相半波可控整流电路 1)电阻性负载 控制角小于或等于30度时的输出电压:
Ud 1.17U2 cos
式中U2为二次侧相电压 晶闸管元件在电路中承受的最高电 压为线电压峰值,即
Um 3 2U2 6U2
思考题;A相的自然换向点在哪儿?
Ud 2.34U2 cos
10.4 逆变器
直流---交流称整流;
交流---直流称逆变

既能整流,又能逆变的为变流器.
逆变后的交流返回电网的称有源逆变;

供给负载的称无源逆变.
1.有源逆变电路
1)整流状态 0 / 2
电路主要工作在交流电源的正半波,.电动机电枢电流由高 电位流向低电位,是负载,电动机吸收电能工作于电动状态.
输出电压出现负值,使输出平均 电压降低;
晶闸管由正变负时不能关断而 失控.
(2)解决方法:反向并联续流二极 管.
3)续流二极管的作用
接续流二极管后,输出电压波形和计算 式同电阻负载;而输出电流波形有不同.
流过晶闸管的电流平均值
I dvs

2
Id
流过续流二极管的电流平均值:
晶闸管既不是共阴极 组接法,也不是共阳极 组接法.
这种接线可以省去续 流二极管.
(3)反电势负载
如直流电动机的电枢;蓄电池.
特点:只有输出电压大于反电势 时 才有电流输出.晶闸管导电时间 短,电流大,一般要串电抗器来平 滑电流的脉动.
输出平均电流
Id
Ud E R
10.3 三相可控整流电路
第10章 晶闸管及其基本电路
掌握晶闸管的基本工作原理,特性和主要参 数的含义;
掌握几种单相和三相可控整流电路的工作 原理及其在不同性质负载下的工作特点;
熟悉逆变器的基本工作原理,用途和控制; 了解晶闸管工作时对触发电路的要求.
10.1电力电子元件
1.晶闸管(SCR)
1)晶闸管的结构和特号
300
2)电感性负载
(1)输出电压出现负值; (2)如果电感足够大,输
出电流脉动小,电流波 形近似一条水平线.
电感性负载
带续流二极管 (1)输出电压波形,电压
平均值与控制角的关 系同电阻性负载; (2)负载电流波形同电 感性负载.
2.三相桥式全控整流电路
电阻性负载电流连续时的输出电压
(2)电流有效值 Ie KId 2.22 20 44.4A K值查表得来
(3)晶闸管允许的电流平均值
IT

Id K 1.57

20 2.22 1.57

28.3A
IT (1.5 2)IT (42.5 56.6)A
额定电压 U DRM 2 2U 2 622V 选 KP-50/700
它的值是伏安特性中正反向转折电压的80%.
一般选择额定电压为晶闸管在电路中承受的正常峰值电压 的2倍.
(2)额定电流----通态平均电流IT
晶闸管额定电流是指环境温度40度,规定的冷却条件下,电
阻性负载,单相正弦半波电流的平均值.
IT

1 2

Im sin td(t)
0
10.2 单相可控整流电路
按交流电源的相数,电路的结构,负载的性质有不同的形式.
1.单相半波可控整流电流
1)电阻性负载
(1)自然换向点:阳极电压由正变 负的过零点.在该点,二极管自然 导通.
(2)控制角 (移相角,滞后角)
触发脉冲发出的时刻与自然换 向点之间的夹角.
(3)导通角

2 Idv 2 Id 而负载电流 Id=Ud/R
例:单相半波可控整流电路带电阻负载,已知:U2=220V,输出直流电压50V, 输出直流电流20A.求(1)晶闸管的控制角;(2)电流有效值;(3)选用晶闸管
解; (1)
Ud

0.45U 2
1 cos
2
得
cos 2Ud 1 0 900 0.45 U 2