资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 11 章 电力电子技术,11.1 晶闸管,11.2 可控整流电路,*11.3 交流调压电路,*11.4,直流调压电路,*11.5 逆变电路,*11.6 晶闸管触发电路,下一章,上一章,返回主页,1,第 11 章 电力电子技术11.1 晶闸管 1,11.1 晶 闸 管,一、普通晶闸管,图形符号,P,N,P,N,G,（控制极,或门极）,K（阴极）,A（阳极）,A,K,G,1.基本结构,2,大连理工大学电气工程系,11.1 晶 闸 管 一、普通晶闸管 图形,2.工作原理,(1),u,G,0 时,无论,u,A,0 或,u,A,0，晶闸管均截止。,P,N,P,N,G,K,A,u,A,u,G,A,G,K,u,A,u,G,PNP 管,NPN 管,3,大连理工大学电气工程系,2.工作原理 (1)uG0 时 PG KA A,A,G,K,u,A,u,G,(2),u,A,0，,u,G,0 时,i,G,i,B1,T1,导通,i,C1,=,i,B2,T2,导通,i,B1,=,i,G,i,C2,T1 进一步导通,由于,i,B1,i,C2,，可使,i,G,=0。,T2,T1,i,G,i,B1,i,B2,=,i,C1,i,A,=,i,E2,i,C2,形成正反馈,管子迅速导通。,4,大连理工大学电气工程系,AGK(2)uA 0，uG 0 时 iG,(3),晶闸管导通后,若,u,A,0，,u,G,0，,管子会继续导通。,A,G,K,u,A,u,G,T2,T1,i,G,i,B1,i,B2,=,i,C1,i,A,=,i,E2,i,C2,(4),晶闸管由导通转换,为截止的条件,结论：,晶闸管具有单向导电性（直流开关）。,u,A,0 或,i,A,I,H,（维持电流）,5,大连理工大学电气工程系,(3)晶闸管导通后 AGKT2T1iGiB1iB2=,3.主要参数,(1),额定正向平均电流,I,F,允许通过的工频正弦半波电流在一个周期内的平均值,(2),正向重复峰值电压,U,FRM,(3),反向重复峰值电压,U,RRM,(4),控制极触发电压,U,G,和触发电流,I,G,6,大连理工大学电气工程系,3.主要参数 (1)额定正向平均电流 IF(2),*二、双向晶闸管,A,2,A,1,G,K,A,G,*三、可关断晶闸管,u,A,0 时，,u,G,0，管子导通；,u,A,0 时，,u,G,0，管子截止。,相当于两个反向晶闸管并联，,两者共用一个控制极。,7,大连理工大学电气工程系,*二、双向晶闸管 A2A1GKAG*三、可关断晶闸管,单相桥式整流电路中的两个二极管用可控 的,晶闸管替换 半控。,1.电路结构,11.2 可控整流电路,a,b,T,+,-,u,2,+,-,u,1,u,G,T1,D1,u,G,T2,D2,R,L,+,-,u,O,i,O,8,大连理工大学电气工程系,单相桥式整流电路中的两个二极管用可控 的 1.电路结构,2.工作原理,正半周，T2、D1 承受反向电压截止，,T1、D2 承受正向电压，,控制极电压,u,G,在,t,=,时施加，,故在,t,时，,T1 和 D2 导通,电流通路：a T1,R,L,D2,b,a,b,T,+,-,u,2,+,-,u,1,u,G,T1,D1,u,G,T2,D2,R,L,+,-,u,O,i,O,9,大连理工大学电气工程系,2.工作原理 正半周，T2、D1 承受反向电压截止，,负半周，T1、D2承受反向电压截止，,T2、D1 承受正向电压。,控制极电压,u,G,在,t,=,+,时施加，,故在,+,t,2,时，,T2 和 D1 导通。,电流通路：bT2,R,L,D1,a,a,b,T,+,-,u,2,+,-,u,1,u,G,T1,D1,u,G,T2,D2,R,L,+,-,u,O,i,O,2.工作原理,10,大连理工大学电气工程系,负半周，T1、D2承受反向电压截止，控制极电压 uG 在,3.工作波形,+,+,2,a,b,+,-,u,2,u,G,T1,D1,u,G,T2,D2,R,L,+,-,u,O,i,O,负载,R,L,上得到不完整,的全波脉动电压。,u,2,t,O,t,u,G,u,O,t,O,O,11,大连理工大学电气工程系,3.工作波形+2 ab,4.主要参数,u,O,2,t,U,O,(1)负载直流电压,(2)负载直流电流,U,O,=,2,U,2,sin,t,d(,t,),1,=,U,2,2,2,1+cos,2,=0.9,U,2,1+cos,2,I,O,=,U,O,R,L,12,大连理工大学电气工程系,4.主要参数 uO 2 t UO(1,(3)二极管和晶闸管平均电流,I,D,=,I,T,=0.5,I,O,(4)晶闸管电流有效值,(5)晶闸管正向阳极电压最大值,13,大连理工大学电气工程系,(3)二极管和晶闸管平均电流 ID=IT=0,(7)二极管反向阳极电压最大值,(6)晶闸管反向阳极电压最大值,14,大连理工大学电气工程系,(7)二极管反向阳极电压最大值(6)晶闸管反向阳极电压,例11.2.1,一单相桥式半控整流电路，交流输入电压有效值,U,2,=100 V,负载电阻,R,L,=10,，控制角,的调节范围为,0,o,120,o,。,求下述数值的变化范围：,(1)输出直流电压，(2)输出直流电流，(3)晶闸管平均电流，(4)晶闸管电流有效值,。,解,(1)输出直流电压的变化范围,当,=0,o,时，,当,=120,o,时，,15,大连理工大学电气工程系,例11.2.1 一单相桥式半控整流,(2)输出直流电流的变化范围,当,=0,o,时，,当,=120,o,时，,(3)晶闸管平均电流的变化范围,当,=0,o,时，,当,=120,o,时，,16,大连理工大学电气工程系,(2)输出直流电流的变化范围 当=0o 时，当,(4)晶闸管电流有效值的变化范围,当,=0,o,时，,当,=120,o,时，,17,大连理工大学电气工程系,(4)晶闸管电流有效值的变化范围 当=0o 时，,输出电压有效值,电路结构,*11.3 交流调压电路,O,u,O,t,p,3,p,2,p,O,u,I,t,p,3,p,2,p,输出电流有效值,u,O,u,I,+,+,R,L,A,1,A,2,18,大连理工大学电气工程系,输出电压有效值 电路结构*11.3 交流调压电路,例11.3.1,交流调压电路，交流输入电压有效值,U,I,=220 V，负载电阻,R,L,=11,，控制角,的调节范围为,0,o,90,o,。,求,输出电压和输出直流的变化范围,。,解,当,=0,o,时，,19,大连理工大学电气工程系,例11.3.1 交流调压电路，交流输,当,=90,o,时，,故当,=0,o,90,o,时，,U,O,=220 V,155.56,V,，,I,O,=20 A,14.14,A,20,大连理工大学电气工程系,当=90o 时，故当=0o 90o 时,输入电压和输出电压关系,电路结构：,*11.4 直流调压电路,占空比,O,u,O,t,T,t,W,输出电压波形,直流输出电流,u,O,I,R,L,K,A,G,+,+,21,大连理工大学电气工程系,输入电压和输出电压关系 电路结构：*11.4 直流,例11.1,直流调压电路，输入电压,U,I,=110 V,若要求直流输出电压,U,O,在 0 80 V,范围内可调,。,求占空比,的调节范围。,解,当,U,O,=0 V,时，,当,U,O,=80 V,时，,22,大连理工大学电气工程系,例11.1 直流调压电路，输入,逆变电路分类：,*11.5 逆变电路,输入电源,电压型,电流型,输出电源相数,三相,单相,输出波形,矩形波,正弦波,逆变电路作用：,将直流电变换为交流电。,23,大连理工大学电气工程系,逆变电路分类：*11.5 逆变电路 输入电源 电压型,电路结构,可关断晶闸管电路,输出电压波形,O,u,O,t,T,/2,T,u,O,I,S,1,S,2,S,3,S,4,R,L,u,O,I,R,L,24,大连理工大学电气工程系,电路结构 可关断晶闸管电路 输出电压波形 O uOt T/2,*11.6 晶闸管触发电路,也称为双基极二极管。,一、单结晶体管,图形符号,B,2,（第二基极）,B,1,（第一基极）,E（发射极）,PN结,N型硅片,B,2,B,1,E,25,大连理工大学电气工程系,*11.6 晶闸管触发电路 也称为双基极二极管。一,电路模型和伏安特性,伏安特性,BB,+,-,R,B2,R,B1,+,-,E,I,E,D,B,2,B,1,E,O,U,E,I,E,V,P,I,V,I,P,U,V,U,P,电路模型,分压比,峰点电压,26,大连理工大学电气工程系,电路模型和伏安特性 伏安特性 BB+-RB2 RB1,二、触发电路,-,B,2,B,1,E,u,+,R,2,R,1,R,C,O,u,t,O,u,E,t,U,P,U,V,触发波形,触发电路,27,大连理工大学电气工程系,二、触发电路 -B2B1Eu+R2 R1 R C,完整的可控整流电路,T2,+,-,u,2,T1,D1,T2,D2,R,L,T1,+,-,u,2,+,-,u,1,R,B,2,B,1,C,R,2,R,1,28,大连理工大学电气工程系,完整的可控整流电路T2+-u2T1D1T2D2RLT1+,第 11 章,结 束,下一章,上一章,返回主页,29,大连理工大学电气工程系,第 11 章 结 束 下一章 上一章 返,
展开阅读全文