工人培訓(xùn) 第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù)3概要

1、中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝目錄 單相橋式整流電路P3電感濾波P7P7電子濾波電路P9P9穩(wěn)壓二極管P10P10簡單穩(wěn)壓電路P13P13晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路P16P16三端集成穩(wěn)壓器的型號和參數(shù)P20P20三端集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用P25P25并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路P29P29串聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電路P33P33數(shù)字電路P34P34“與”門電路P35P35“ 或”門電路P38P38“非”門電路P40P40復(fù)合邏輯門電路P42P42邏輯代數(shù)基礎(chǔ)P43P43組合邏輯電路P74P74晶閘管P91P91晶閘管整流電路P95P95晶閘管的選擇P116P116晶閘管

2、的保護P117P117晶閘管的觸發(fā)電路P122P122晶閘管的其他應(yīng)用電路P132P132雙向晶閘管簡介P135P135中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù)電子技術(shù)和電力電子技術(shù)分為：分為：1.模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)2.數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)3.電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)晶閘管晶閘管一、晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號一、晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號PPNNA陽極陽極K陰極陰極G門極門極AKG晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號晶閘管的符號中級電工培

3、訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝晶閘管的導(dǎo)電特點：晶閘管的導(dǎo)電特點： （1）晶閘管具有單向?qū)щ娞匦裕┚чl管具有單向?qū)щ娞匦裕?）晶閘管的導(dǎo)通是通過門極控制的）晶閘管的導(dǎo)通是通過門極控制的晶閘管導(dǎo)通的條件：晶閘管導(dǎo)通的條件： （1）陽極與陰極間加正向電壓）陽極與陰極間加正向電壓（2）門極與陰極間加正向電壓，這個電壓稱為觸發(fā)電壓。）門極與陰極間加正向電壓，這個電壓稱為觸發(fā)電壓。（以上兩個條件，必須同時滿足，晶閘管才能導(dǎo)通）（以上兩個條件，必須同時滿足，晶閘管才能導(dǎo)通）導(dǎo)通后的晶閘管關(guān)斷的條件：導(dǎo)通后的晶閘管關(guān)斷的條件： （1）降低陽極與陰極間的電壓，使通過晶閘管的電流小于維持電

4、流）降低陽極與陰極間的電壓，使通過晶閘管的電流小于維持電流IH（2）陽極與陰極間的電壓減小為零）陽極與陰極間的電壓減小為零（3）將陽極與陰極間加反向電壓）將陽極與陰極間加反向電壓（只要具備其中一個條件就可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷）（只要具備其中一個條件就可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷） 二、晶閘管的工作特性二、晶閘管的工作特性中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)（1）晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通，就能維持導(dǎo)通狀態(tài)，就能維持導(dǎo)通狀態(tài)，門極失去控制作用門極失去控制作用。要使導(dǎo)通的晶閘管要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷關(guān)斷，必須減小陽極電流到，必須減

5、小陽極電流到維持電流維持電流IH以下以下。小結(jié)：小結(jié)： （2）晶闡管具有）晶闡管具有“可控可控”的單向?qū)щ娞匦?，所以晶閘管又稱單的單向?qū)щ娞匦?，所以晶閘管又稱單向可控硅。向可控硅?！翱煽乜煽亍庇袃蓪雍x：有兩層含義：一是晶閘管的導(dǎo)通是一是晶閘管的導(dǎo)通是受門極控制的受門極控制的；二是導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷是受二是導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷是受陽極與陰極間電壓控制的。陽極與陰極間電壓控制的。由于門極所需的電壓、電流比較低（電路只有幾十至幾百毫安），由于門極所需的電壓、電流比較低（電路只有幾十至幾百毫安），而陽極而陽極A與陰極與陰極K可承受很大的電壓，通過很大的電流（電流可大可承受很大的電壓，通過很大的電流（電流可

6、大到幾百安培以上），因此，晶闡管可實現(xiàn)到幾百安培以上），因此，晶闡管可實現(xiàn)弱電對強電的控制弱電對強電的控制。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝三、晶閘管的主要參數(shù)三、晶閘管的主要參數(shù)斷態(tài)重復(fù)峰值電壓斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM結(jié)溫為額定值，門極斷開，允許重復(fù)加在結(jié)溫為額定值，門極斷開，允許重復(fù)加在晶閘管晶閘管A與與K間的正向峰值電壓間的正向峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓反向重復(fù)峰值電壓URRM結(jié)溫為額定值，門極斷開，允許重復(fù)加在結(jié)溫為額定值，門極斷開，允許重復(fù)加在晶閘管晶閘管A與與K間的反向峰值電壓間的反向峰值電壓通態(tài)平均電流通態(tài)平均電流IT（AV）在規(guī)定的環(huán)境溫度和散熱條件

7、下，結(jié)溫為額定值，在規(guī)定的環(huán)境溫度和散熱條件下，結(jié)溫為額定值，允許通過的工頻正弦半波電流的平均值允許通過的工頻正弦半波電流的平均值通態(tài)平均電壓通態(tài)平均電壓UT（AV）結(jié)溫穩(wěn)定，通過的工頻正弦半波額定的平均電結(jié)溫穩(wěn)定，通過的工頻正弦半波額定的平均電流，晶閘管導(dǎo)通時，流，晶閘管導(dǎo)通時，A與與K間的電壓平均值，習(xí)間的電壓平均值，習(xí)慣上稱為導(dǎo)通時的慣上稱為導(dǎo)通時的管壓降管壓降維持電流維持電流IH在規(guī)定的環(huán)境溫度下，門極斷路時，維持晶閘在規(guī)定的環(huán)境溫度下，門極斷路時，維持晶閘管導(dǎo)通所必須的最小電流管導(dǎo)通所必須的最小電流晶閘管由晶閘管由通通到到斷斷的臨界電流的臨界電流中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古

8、冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)晶閘管整流電路晶閘管整流電路一、單相可控整流電路一、單相可控整流電路二、三相可控整流電路二、三相可控整流電路 晶閘管組成的整流電路可以在晶閘管組成的整流電路可以在交流電壓不變交流電壓不變的情況的情況下，方便地下，方便地改變改變直流輸出電壓的大小直流輸出電壓的大小，即，即可控整流可控整流。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)一、單相可控整流電路一、單相可控整流電路1.單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路RL單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路單相半波整

9、流電路單相半波整流電路0ug0uL2t1t2u2+u2+-uL+-iL（1）電路組成及工作原理）電路組成及工作原理t1t1t2t2u1u2中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)0ug0uL2t1t2t1t1t2t2控制角控制角從晶閘管開始承受正向從晶閘管開始承受正向電壓到被觸發(fā)導(dǎo)通所對應(yīng)的電角度。電壓到被觸發(fā)導(dǎo)通所對應(yīng)的電角度。導(dǎo)通角導(dǎo)通角晶閘管實際導(dǎo)通的角度。晶閘管實際導(dǎo)通的角度。+=改變改變的大小，即可改變輸出電壓的大小，即可改變輸出電壓uL的的波形。波形。 越大，越大，越小。越小。把控制角把控制角的變化范圍稱為的變化范圍

10、稱為移相范圍。移相范圍。單相半波可控整流電路的單相半波可控整流電路的移相范圍移相范圍為：為：0中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)（2）主要參數(shù)計算）主要參數(shù)計算輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值負載電流平均值負載電流平均值通過晶閘管的平均電流通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓晶閘管承受的最大電壓2cos1245. 0UULLLLRUI LTII 22UURM（3）電路特點）電路特點優(yōu)點：優(yōu)點：電路簡單，調(diào)整方便電路簡單，調(diào)整方便缺點：缺點：輸出電壓脈動大，設(shè)備利用率低輸出電壓脈動大，設(shè)備利用率低中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)

11、古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)例例 單相半波可控整流電路中，變壓器二次側(cè)電壓單相半波可控整流電路中，變壓器二次側(cè)電壓U2=120V，當控制角分，當控制角分別為別為0o、90o、120o、180o時，負載上的平均電壓分別是多少？時，負載上的平均電壓分別是多少？V5420cos112045. 0LU解：解：=0o時=90o時V27290cos112045. 0LU=120o時V5 .132120cos112045. 0LU=180o時V02180cos112045. 0LU改變控制角改變控制角的大小可改變輸出電壓的高低，移相范圍為：的大小可改變輸

12、出電壓的高低，移相范圍為：0o180o中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝2.單相半控橋式整流電路單相半控橋式整流電路（1）電路組成及工作原理）電路組成及工作原理 to 2 3 u2 to 2 3 uL to 2 3 ugV3V4V2V1RLu2正半周正半周單相整流電路單相整流電路單相可控整流電路單相可控整流電路t時時V1、V4正向阻斷，正向阻斷，V2、V3反向阻斷反向阻斷uL=0t=時時V1、V4導(dǎo)通，導(dǎo)通，V2、V3反向阻斷反向阻斷uL=u2t=時時V1、V4關(guān)斷關(guān)斷uL=0+-+-uL+-iL負半周負半周 t時時V2、V3反向阻斷，反向阻斷，V1、V4正向阻斷正

13、向阻斷uL=0t=時時V2、V3反向阻斷，反向阻斷，V1、V4導(dǎo)通導(dǎo)通uL=u2t=時時V1、V4關(guān)斷關(guān)斷uL=0單相橋式可控整流電路的單相橋式可控整流電路的移相范圍移相范圍為：為：0中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)（2）主要參數(shù)計算）主要參數(shù)計算輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值負載電流平均值負載電流平均值通過晶閘管的平均電流通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓晶閘管承受的最大電壓2cos129 . 0UULLLLRUI LTII2122UURM（3）電路特點）電路特點優(yōu)點：優(yōu)點：輸出電壓脈動小，設(shè)備利用率高輸出電壓

14、脈動小，設(shè)備利用率高缺點：缺點：元件多元件多中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)例例 一單相橋式可控整流電路，輸入電壓一單相橋式可控整流電路，輸入電壓U2=220V，RL=5，要求輸出電，要求輸出電壓的范圍為壓的范圍為0150V，試求輸出的最大電流，試求輸出的最大電流ILM和晶閘管的導(dǎo)通角范圍？和晶閘管的導(dǎo)通角范圍？解：解：輸出最大平均電流輸出最大平均電流305150LLMLMRUI當輸出電壓為當輸出電壓為150V時時51. 012209 . 0150219 . 02cos2UUL查表得查表得60o12060180晶閘管的導(dǎo)

15、通角的范圍為晶閘管的導(dǎo)通角的范圍為1200中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)V3V4V2V1RLu2V5用一只晶閘管的單相橋式可控整流電路用一只晶閘管的單相橋式可控整流電路V5在電路中在電路中不承受反向電壓不承受反向電壓，只要給晶，只要給晶閘管加上觸發(fā)信號，晶閘管即能導(dǎo)通，閘管加上觸發(fā)信號，晶閘管即能導(dǎo)通，作用相當于接在負載電路中的一只作用相當于接在負載電路中的一只開關(guān)開關(guān)。注意：注意：1.整流電路之后不能接濾波電容整流電路之后不能接濾波電容2.晶閘管應(yīng)選維持電流較大的管子晶閘管應(yīng)選維持電流較大的管子特點：特點：中級電工培

16、訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝uL二、三相可控整流電路二、三相可控整流電路1.三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路（1）電路組成及工作原理）電路組成及工作原理TRLL1L2L3UV1V2V3VW三相半波整流電路三相半波整流電路三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路uLiLt0ug各晶閘管控制角的起點均為各自各晶閘管控制角的起點均為各自的的自然換相點自然換相點當控制角為當控制角為時時+-VUW中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)uLt0ug=1200=1200=1200=0時時,工作波形工作波形 =

17、120VUW輸出波形連續(xù)輸出波形連續(xù)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)uLt0ug600=60時時,工作工作波形波形600600 =90 120VUW輸出波形不連續(xù)輸出波形不連續(xù)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)uLt0ug900=90時時,工作工作波形波形900900120 =60VUW中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)小結(jié)小結(jié): :（1）改變觸發(fā)脈沖的時間，就能改變整流電路輸出

18、電壓）改變觸發(fā)脈沖的時間，就能改變整流電路輸出電壓uL的大?。旱拇笮。寒敭?時，輸出波形同三相半波整流電路，輸出電壓最大，時，輸出波形同三相半波整流電路，輸出電壓最大，增大，增大，輸出電壓減小，輸出電壓減小，150時，時，uL=0。（2）當）當30時，時，uL波形連續(xù)波形連續(xù)，（3）任一相對應(yīng)晶閘管導(dǎo)通期間，其他晶閘管承受相應(yīng)的）任一相對應(yīng)晶閘管導(dǎo)通期間，其他晶閘管承受相應(yīng)的線電壓線電壓。晶閘管關(guān)斷點均在下一個晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時；晶閘管關(guān)斷點均在下一個晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時；當當30時，時，uL波形斷續(xù)波形斷續(xù)，晶閘管關(guān)斷點均在各自相電壓過，晶閘管關(guān)斷點均在各自相電壓過=120零處，零處，120移

19、相范圍移相范圍是是0150中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝（2）主要參數(shù)計算）主要參數(shù)計算輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值負載電流平均值負載電流平均值通過晶閘管的平均電流通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓晶閘管承受的最大電壓cos17. 12UULLLLRUI LTII312245. 232UUURM（3）電路特點）電路特點優(yōu)點：優(yōu)點：較單相整流輸出電壓大小增大，脈動性減小，電源平衡性較好較單相整流輸出電壓大小增大，脈動性減小，電源平衡性較好缺點：缺點：如直接接電網(wǎng)，會造成電網(wǎng)損耗；如由變壓器供電，鐵芯易發(fā)如直接接電網(wǎng)，會造成電網(wǎng)損耗；如由變壓器供電，鐵芯易

20、發(fā)生直流磁化，使變壓器效率降低。生直流磁化，使變壓器效率降低。時300時15030)6cos(1 675. 02UUL中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝2.三相半控橋式整流電路三相半控橋式整流電路三相橋式整流電路三相橋式整流電路L1L2L3TRLV1V2V3UVWV4V5V6三相半控橋式整流電路三相半控橋式整流電路iL-ug0t（1）電路組成及工作原理）電路組成及工作原理自然換相點自然換相點為各晶閘管控制角的起點為各晶閘管控制角的起點當控制角為當控制角為時時uL+中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技

21、術(shù)ug0t=0時時,工作波形工作波形輸出波形同三相輸出波形同三相橋式整流電路橋式整流電路=120中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)ug0t600=60時時,工作工作波形波形600600=120060輸出波形連續(xù)輸出波形連續(xù)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)ug0t=90時時,工作工作波形波形900900900120=9060180輸出波形不連續(xù)輸出波形不連續(xù)中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電

22、力電子技術(shù)小結(jié)小結(jié): :（1）改變觸發(fā)脈沖的時間，就能改變整流電路輸出電壓）改變觸發(fā)脈沖的時間，就能改變整流電路輸出電壓uL的的大?。寒敶笮。寒?時，輸出波形同三相橋式整流電路，輸出電壓最時，輸出波形同三相橋式整流電路，輸出電壓最大；大；增大，輸出電壓減小，增大，輸出電壓減小，180時，時，uL=0。60時，時，波形斷續(xù)，波形斷續(xù)，（3）任一相對應(yīng)晶閘管和二極管導(dǎo)通期間，其他晶閘管和二極管）任一相對應(yīng)晶閘管和二極管導(dǎo)通期間，其他晶閘管和二極管（2）當）當60時，時，波形連續(xù)，波形連續(xù)， =120120承受相應(yīng)的承受相應(yīng)的線電壓線電壓。移相范圍移相范圍為：為：0180中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶

23、職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝（2）主要參數(shù)計算）主要參數(shù)計算輸出電壓的平均值輸出電壓的平均值負載電流平均值負載電流平均值通過晶閘管的平均電流通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓晶閘管承受的最大電壓2cos134. 22LUULLLRUI LT31II 22RM45. 232UUU（3）電路特點）電路特點優(yōu)點：優(yōu)點：輸出電壓較高，脈動性較小，輸出電壓連續(xù)可調(diào)范圍寬。輸出電壓較高，脈動性較小，輸出電壓連續(xù)可調(diào)范圍寬。缺點：缺點：需用三只晶閘管，需三套觸發(fā)電路需用三只晶閘管，需三套觸發(fā)電路.中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電

24、子技術(shù)晶閘管的選擇晶閘管的選擇1.電壓等級的選擇電壓等級的選擇RMRMM)25 . 1 (UU2.電流等級的選擇電流等級的選擇t(AV)T(AV)25 . 1 (II中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝晶閘管的保護晶閘管的保護 普通晶閘管承受過壓過流的能力很差，在使用中，除了普通晶閘管承受過壓過流的能力很差，在使用中，除了需有充分的的余地外，還要采取一定的保護措施。需有充分的的余地外，還要采取一定的保護措施。1.過電壓保護過電壓保護由于晶閘管電路中含有電感元件（如變壓器、電抗線圈等）由于晶閘管電路中含有電感元件（如變壓器、電抗線圈等）變壓器一次側(cè)拉閘變壓器一次側(cè)拉閘整

25、流裝置直流側(cè)切斷開關(guān)整流裝置直流側(cè)切斷開關(guān)晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟染чl管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟入姼芯€圈上都會產(chǎn)生很高的電動勢，使晶閘管承受很高的電壓（過電壓）。電感線圈上都會產(chǎn)生很高的電動勢，使晶閘管承受很高的電壓（過電壓）。（1）產(chǎn)生過電壓的原因及后果）產(chǎn)生過電壓的原因及后果原因：原因：后果：后果：過電壓即使作用時間很短，也可使晶閘管過電壓即使作用時間很短，也可使晶閘管誤導(dǎo)通誤導(dǎo)通，甚至，甚至被擊穿損壞被擊穿損壞。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)（2）過壓保護的方法）過壓保護的方法1）阻容吸收電路RLRLRL交流側(cè)保護交流

26、側(cè)保護直流側(cè)保護直流側(cè)保護直接保護直接保護中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)2）壓敏電阻保護）壓敏電阻保護RUL1L2L3RURUL1L2L3單相電路中的接法單相電路中的接法三相電路中的三相電路中的Y形接法形接法三相電路中的三相電路中的形接法形接法 壓敏感電阻是一種非線性電阻壓敏感電阻是一種非線性電阻,它具有正反向相同的很陡的電壓電流它具有正反向相同的很陡的電壓電流特性。正常工作時，壓敏電阻沒有擊穿，通過很小的電流；當有電壓超特性。正常工作時，壓敏電阻沒有擊穿，通過很小的電流；當有電壓超過其額定電壓時，可通過高達數(shù)千安的放

27、電電流，之后又恢復(fù)正常。過其額定電壓時，可通過高達數(shù)千安的放電電流，之后又恢復(fù)正常。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝2.過電流保護過電流保護（1）過流產(chǎn)生的原因及后果）過流產(chǎn)生的原因及后果原因：原因：負載過載負載過載短路短路其他晶閘管擊穿其他晶閘管擊穿觸發(fā)電路使晶閘管誤觸發(fā)觸發(fā)電路使晶閘管誤觸發(fā)后果：后果： 晶閘管的熱容量較小，當發(fā)生過電流時，溫度升高，晶閘管的熱容量較小，當發(fā)生過電流時，溫度升高，若超過允許值，晶閘管會若超過允許值，晶閘管會損壞損壞。（2）過流保護的作用）過流保護的作用 一旦有過電流產(chǎn)生威脅晶閘管時，能在允許時間內(nèi)快速地一旦有過電流產(chǎn)生威脅晶閘管

28、時，能在允許時間內(nèi)快速地將過電流切斷，以防晶閘管損壞。將過電流切斷，以防晶閘管損壞。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)（3）保護方法）保護方法FUFUFUFURLFURLFURLFU交流側(cè)保護交流側(cè)保護直流側(cè)保護直流側(cè)保護直接保護直接保護采用采用快速熔斷器快速熔斷器進行保護進行保護熔斷速度很快熔斷速度很快中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)晶閘管的觸發(fā)電路晶閘管的觸發(fā)電路觸發(fā)電路：觸發(fā)電路：為晶閘管提供觸發(fā)信號的電路為晶閘管提供觸發(fā)信號的電路對觸發(fā)電路的

29、要求：對觸發(fā)電路的要求：與主電路同步與主電路同步能平穩(wěn)移相，且有足夠的移相范圍能平穩(wěn)移相，且有足夠的移相范圍脈沖前沿陡，且有足夠的幅值與脈寬脈沖前沿陡，且有足夠的幅值與脈寬穩(wěn)定性與抗擾性能好穩(wěn)定性與抗擾性能好觸發(fā)電路的分類：觸發(fā)電路的分類：單結(jié)晶體管觸發(fā)電路和集成觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路和集成觸發(fā)電路中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝一、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路一、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1.單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管（1）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、符號）單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、符號EB1B2V一個一個PN結(jié)結(jié)三個電極：三個電極：單結(jié)晶體管單結(jié)晶體管一個發(fā)射極，兩個基極一個發(fā)射極，兩個基極雙基極

30、二極管雙基極二極管結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)符號符號EB2B1ARB2RB1VD等效電路等效電路中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝（2）單結(jié)晶體管的伏安特性曲線單結(jié)晶體管的伏安特性曲線EB2B1ARB2RB1VDUEUBB+-VPIVIPUVUP截止區(qū)截止區(qū)負阻區(qū)負阻區(qū)飽和區(qū)飽和區(qū)uEiE0BBBBBBBBBBBBAUURRURRRU1211分壓比，其值一般為分壓比，其值一般為0.30.9當UEUA時，PN結(jié)反向截止，單結(jié)晶體管截止當UEUA時，PN結(jié)正向?qū)ǎ琁E顯著增加，RB1迅速減小，UE下降負阻特性DBBPUUU管子由截止區(qū)進入負阻區(qū)的臨界點峰點，用P表示 峰點電壓：峰點電壓

31、：峰點電流：峰點電流：IP當UE下降至谷點時，谷點電壓為UV，谷點電流為IV過了V點后，管子又恢復(fù)正向特性。隨IE增大，UE略有增大飽和區(qū)UP是管子由截止轉(zhuǎn)是管子由截止轉(zhuǎn)導(dǎo)通的臨界點導(dǎo)通的臨界點工作區(qū)工作區(qū)UV是維持管子導(dǎo)通是維持管子導(dǎo)通的臨界點最小發(fā)射的臨界點最小發(fā)射極電壓極電壓中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)單結(jié)晶體管的工作特點：單結(jié)晶體管的工作特點： 當發(fā)射極電壓等于峰點電壓當發(fā)射極電壓等于峰點電壓UP時，單結(jié)晶體管導(dǎo)通。導(dǎo)通后，時，單結(jié)晶體管導(dǎo)通。導(dǎo)通后，發(fā)射極電壓發(fā)射極電壓UE減小，當發(fā)射極電壓減小到谷點電壓減

32、小，當發(fā)射極電壓減小到谷點電壓UV時，管子又時，管子又由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂?。由?dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂?。單結(jié)晶體管的型號：單結(jié)晶體管的型號：BT31、BT33、BT35等。其中，等。其中，B半導(dǎo)體，半導(dǎo)體，T特種管，特種管，33個電極，第四個數(shù)字個電極，第四個數(shù)字耗散功率，分別為耗散功率，分別為100mW、300mW、500mW。（3）單結(jié)晶體管管腳的辨別）單結(jié)晶體管管腳的辨別中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝2.單結(jié)晶體管振蕩電路單結(jié)晶體管振蕩電路UBBCRERPR2R1EB2B1V單結(jié)晶體管振蕩電路單結(jié)晶體管振蕩電路tuR10充電充電充電充電充電充電放電放電放電放電放電放電t

33、uE0UPUV+- 接通電源后，接通電源后，UBB經(jīng)經(jīng)RP、RE給電容給電容C充電，充電，uC按指數(shù)規(guī)律增大，當按指數(shù)規(guī)律增大，當uC=UP時，單結(jié)晶體管時，單結(jié)晶體管導(dǎo)通導(dǎo)通，RB1迅速減小，電容通過迅速減小，電容通過RB1、R1迅速放電，在迅速放電，在R1上形成脈沖波形上形成脈沖波形。當。當uC=UV時，單結(jié)晶體管時，單結(jié)晶體管截止截止，放電結(jié)束，放電結(jié)束，輸出電壓降輸出電壓降為為0值值，完成一次振蕩。電源再次對電容充電，并重復(fù)上述過程。，完成一次振蕩。電源再次對電容充電，并重復(fù)上述過程。充充電電放放電電uR1+-中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技

34、術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù) 改變改變RP的阻值（或電容的阻值（或電容C的大小），可改變電容充的大?。筛淖冸娙莩潆姷目炻?，使輸出脈沖提前或移后，從而控制晶閘管觸電的快慢，使輸出脈沖提前或移后，從而控制晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的時刻。發(fā)導(dǎo)通的時刻。RC越大，觸發(fā)脈沖后移，控制角增大，反之控越大，觸發(fā)脈沖后移，控制角增大，反之控制角減小。制角減小。 利用單結(jié)晶體管的負阻特性和利用單結(jié)晶體管的負阻特性和RC的充放電特性，的充放電特性，組成頻率可調(diào)的振蕩電路。組成頻率可調(diào)的振蕩電路。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝3.單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路u1V7V8V9V10

35、RLuL+-EB1B2R4R1RERPCV5V1V2V3V4R3u2OAB 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路單結(jié)晶體管觸發(fā)電路t0uAt0uBt0uEUPUVt0uG中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝第五章 電子技術(shù)和電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù) 由于每半個周期內(nèi)，第一個脈沖可使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，后由于每半個周期內(nèi)，第一個脈沖可使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，后面的脈沖信號均不起作用。面的脈沖信號均不起作用。改變電容的充放電時間常數(shù)，可實現(xiàn)脈沖的移相。改變電容的充放電時間常數(shù)，可實現(xiàn)脈沖的移相。 如：如：增大增大RP或或C，使，使=（RP+RE）C增大，充電時間變長，增大，充電時間變長，即達到即達

36、到UP的時間就慢，第一脈沖輸出的時間越晚；反之，第一的時間就慢，第一脈沖輸出的時間越晚；反之，第一脈沖輸出時間越提前。脈沖輸出時間越提前。在實際工作中，通過改變在實際工作中，通過改變RP的大小，可改變控制角的大小。的大小，可改變控制角的大小。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝4.實際應(yīng)用電路實際應(yīng)用電路TV1V2R6V3V4V5R4R3R2R5R1ukCV6u1u2自動控制的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路自動控制的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路改變改變uk的大小的大小可改變控制角可改變控制角的大小的大小V3相當于一個可變相當于一個可變電阻，改變它的大電阻，改變它的大小可改變控制角小可改變控

37、制角的大小的大小V5起續(xù)流作用起續(xù)流作用V6保證只輸保證只輸出正半周信出正半周信號號中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝集成觸發(fā)器集成觸發(fā)器KJ004KJ004集成觸發(fā)器的應(yīng)用電路集成觸發(fā)器的應(yīng)用電路集成觸集成觸發(fā)器發(fā)器單相半波可單相半波可控整流電路控整流電路為為V1管提管提供觸發(fā)信號供觸發(fā)信號為為V2管提管提供觸發(fā)信號供觸發(fā)信號改變改變RP可可調(diào)整控制角調(diào)整控制角的大小的大小中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝一、逆變器一、逆變器逆變：逆變：整流的逆過程。即把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷倪^程。整流的逆過程。即把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷倪^程。逆變電路逆變

38、電路：把直流電逆變?yōu)榻涣麟姷碾娐贩Q為逆變電路，又稱為逆變器。：把直流電逆變?yōu)榻涣麟姷碾娐贩Q為逆變電路，又稱為逆變器。逆變器逆變器有源逆變有源逆變無源逆變無源逆變定義：定義：將直流電逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率的交流電，并反送回將直流電逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率的交流電，并反送回電網(wǎng)。電網(wǎng)。定義：定義：將直流電逆變?yōu)槟骋活l率的交流電，并直接供給交將直流電逆變?yōu)槟骋活l率的交流電，并直接供給交流負載。流負載。逆變過程逆變過程：直流電：直流電逆變器逆變器交流電交流電交流電網(wǎng)交流電網(wǎng)逆變過程逆變過程：直流電：直流電逆變器逆變器交流電交流電負載負載應(yīng)用：應(yīng)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)，交流線繞式電動機串級調(diào)速和直流可逆調(diào)速系統(tǒng)，交

39、流線繞式電動機串級調(diào)速和高壓直流輸電等。高壓直流輸電等。應(yīng)用應(yīng)用：當需直流電源為交流負載供電時，變頻器、不間斷：當需直流電源為交流負載供電時，變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加熱電源等。電源、感應(yīng)加熱電源等。晶閘管的其他應(yīng)用電路晶閘管的其他應(yīng)用電路中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝二、變頻器二、變頻器變頻變頻：將某一頻率的電源轉(zhuǎn)換成另一頻率（或頻率可調(diào)）的電源。：將某一頻率的電源轉(zhuǎn)換成另一頻率（或頻率可調(diào)）的電源。變頻器變頻器直接變頻器（交直接變頻器（交交變頻器）交變頻器）間接變頻器（交間接變頻器（交直直交變頻器）交變頻器）正正組組反反組組uLuLt0uLt0交交交變頻器及

40、工作原理交變頻器及工作原理交交直直交變頻器及工作原理交變頻器及工作原理逆變器逆變器整流器整流器uLRL+-UiV1V2V3V4頻率的大小取決于兩組電路的切換頻率。頻率的大小取決于兩組電路的切換頻率。中級電工培訓(xùn)中級電工培訓(xùn)古冶職教中心古冶職教中心 李陳輝李陳輝三、單相交流調(diào)壓器三、單相交流調(diào)壓器V1V2uiuLRLui0tuLt1t2t3t應(yīng)用：應(yīng)用：電動機的調(diào)壓、調(diào)速與正反轉(zhuǎn)控制，以及機場、攝影、電動機的調(diào)壓、調(diào)速與正反轉(zhuǎn)控制，以及機場、攝影、舞臺燈的調(diào)光和加熱爐的溫度控制等。舞臺燈的調(diào)光和加熱爐的溫度控制等。工作原理：工作原理：ui為正半周時，在為正半周時，在t1（t1=）時刻將觸發(fā)信號加到）時刻將觸發(fā)信號加到V2的門極，的門極，V2導(dǎo)通，當導(dǎo)通，當ui過零時，過零時，V2自行關(guān)斷。自行關(guān)斷。 ui為負半周時，在為負半周時，在t2 （t2=+）時刻將觸發(fā)信號加到）時