電力電子技術(shù)教案講稿龍志文版

1、遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課程名稱：電力電子技術(shù)任課老師：開課系部：自控系授課班級：開課教研室：自控教研室開課學(xué)期：20 xx20 xx學(xué)年度 第一學(xué)期遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱緒論、1.1電力電子器件概述、1.2電力二極管課次第（1）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的理解本課程的根本內(nèi)容及本課程在專業(yè)課中的作用；理解電力電子技術(shù)的開展、應(yīng)用與分類。理解電力二極管的工作原理、根本特性與主要參數(shù)；理解晶閘管的構(gòu)造，駕馭晶閘管的導(dǎo)通條件、關(guān)斷條件及門極的作用；重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：明確本課程在專業(yè)課學(xué)習(xí)中的作用與地位；晶閘管的工作

2、原理、工作特性難點(diǎn)：晶閘管的雙晶體管理論教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、緒論1、本課程在專業(yè)課學(xué)習(xí)中的作用與地位2、電力電子技術(shù)的概念3、電力電子技術(shù)的開展史4、電力電子技術(shù)的應(yīng)用二、電力電子器件概述1、電力電子器件2、電力電子器件的分類三、電力二極管1、工作原理；2、根本特性；3、主要參數(shù)四、晶閘管1、晶閘管的構(gòu)造；2、工作原理教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)支配復(fù)習(xí)電子技術(shù)課程中的二極管、三極管內(nèi)容；預(yù)習(xí)電力二極管參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注一、緒論1、本課程在專業(yè)課學(xué)習(xí)中的作用與地位 供電變

3、流系統(tǒng) 專業(yè)根底課：電路原理、電子技術(shù)、電機(jī)拖動(dòng)、變流、自控原理、PLC等 專業(yè)課：電力傳動(dòng)限制系統(tǒng)、供電、DCS、檢測技術(shù)2、電力電子技術(shù)的概念電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。就是利用電力電子器件對電能進(jìn)展變換與限制的技術(shù)。包括電壓、電流、頻率、波形與相數(shù)的變換。1）整流器：把溝通電壓變?yōu)楣潭ǖ幕蚩烧{(diào)的直流電壓。(ACDC )2）逆變器：把固定直流電壓變?yōu)楣潭ǖ幕蚩烧{(diào)的溝通電壓。(DCAC )3）斬波器：把固定直流電壓變?yōu)榭烧{(diào)直流電壓。(DCDC )4）溝通調(diào)壓器：把固定溝通電壓變?yōu)榭烧{(diào)的溝通電壓。(ACAC )5）變頻器：把固定的溝通頻率變?yōu)榭烧{(diào)的溝通頻率。3、電力電子技術(shù)的開展

4、1）晶閘管：2）全控型器件：門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）；電力雙極型晶體管（BJT、GTR）；電力場效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）3）復(fù)合型器件：絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）；MOS限制晶閘管（MCT）；集成門極換流晶閘管（IGCT）；4）功率集成電路（PIC）4、電力電子技術(shù)的應(yīng)用 1）工業(yè)應(yīng)用：如調(diào)速、直流電源、中高頻感應(yīng)加熱電源等；2）交通運(yùn)輸二、電力電子器件概述1、電力電子器件電功率的大小是其最主要的參數(shù)一般工作在開關(guān)狀態(tài)由信息電子電路來限制自身的功率損耗較大，一般要考慮器件的散熱2、電力電子器件的分類依據(jù)電力電子器件限制電路信號的程度分：不行控型器件：電力二極管半控型器件：晶閘管全

5、控型器件（自關(guān)斷器件）： 依據(jù)限制信號的性質(zhì)分：電流驅(qū)動(dòng)型：GTR、GTO電壓驅(qū)動(dòng)型：電力MOSFET、IGBT 依據(jù)器件內(nèi)部載流子參加導(dǎo)電的狀況分為：單極型器件：電力MOSFET、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）雙極型器件：電力二極管、晶閘管、GTO、GTR、靜電感應(yīng)晶閘管（SITH）復(fù)合型（混合型）器件：IGBT、MCT組織上課（2分鐘）理論教學(xué)（43分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注三、電力二極管1、工作原理：與一般二極管一樣2、根本特性：靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性3、主要參數(shù)： 正向平均電流IF（AV）、正向壓降UF、反向重復(fù)峰值電壓URRM等四、晶閘管1、晶閘管的構(gòu)造：四層三端半導(dǎo)體器件晶

6、閘管是一種大功率的四層三端半導(dǎo)體器件。四層：由P、N、P、N四層半導(dǎo)體組成，依次構(gòu)成三個(gè)PN結(jié)。三端：有三個(gè)接線端子（電極），即陽極A、陰極K、門極G其內(nèi)部構(gòu)造與符號如圖所示2、晶閘管的外形常用晶閘管的外形有螺栓式與平板式兩種，其優(yōu)缺點(diǎn)如下：螺栓式：安裝、更換便利，但散熱效果差。平板式：散熱效果好，但安裝、更換比擬費(fèi)事。3、根本特性： 靜態(tài)特性：晶閘管導(dǎo)通條件：應(yīng)同時(shí)具備正向陽極電壓與正向門極電壓。晶閘管關(guān)斷條件：陽極電流小于管子的維持電流。詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方法：陽極電壓減小到零或加反向電壓。增大回路負(fù)載電阻。晶閘管導(dǎo)通以后門極失去作用。復(fù)習(xí)相關(guān)學(xué)問（5分鐘）理論教學(xué)（40分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教

7、案課題名稱1.3 晶閘管課次第（2）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的駕馭晶閘管的工作特性與主要參數(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：晶閘管的工作原理、工作特性與主要參數(shù)教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)晶閘管的伏安特性晶閘管的主要參數(shù)額定電壓UTn額定電流IT(AV)門極觸發(fā)電流IGT與門極觸發(fā)電壓UGT通態(tài)平均電壓UT(AV)維持電流IH與掣住電流IL （平均值、有效值、波形系數(shù)的計(jì)算）晶閘管的型號教學(xué)方法講授法教學(xué)手段實(shí)物課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)3道題參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測主要內(nèi)容下次課以提問方式進(jìn)展復(fù)習(xí)，

8、要求通過作業(yè)駕馭課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注1、晶閘管的構(gòu)造：四層三端半導(dǎo)體器件2、晶閘管的外形3、根本特性： 圖中：UB0正向轉(zhuǎn)折電壓UDSM正向阻斷不重復(fù)峰值電壓UDRM正向阻斷重復(fù)峰值電壓；等于90%UDSMUR0反向擊穿電壓URSM反向不重復(fù)峰值電壓URRM反向重復(fù)峰值電壓；等于90%URSM動(dòng)態(tài)特性：開通過程關(guān)斷過程4、主要參數(shù) 電壓定額、電流定額、動(dòng)態(tài)參數(shù)； （平均值、有效值、波形系數(shù)的計(jì)算）1）晶閘管的額定電壓UTn晶閘管的額定電壓UTn是取UDRM與URRM中較小的一個(gè)。選擇晶閘管的額定電壓時(shí)應(yīng)考慮平安余量（23倍），即選實(shí)際工作時(shí)最大電壓的2

9、3倍。2）晶閘管的額定電流IT(AV)晶閘管的額定電流用肯定條件下的最大通態(tài)平均電流來標(biāo)定。平均值波形在一個(gè)周期內(nèi)的平均值組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）復(fù)習(xí)（5分鐘）理論教學(xué)（33分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注有效值，即為“方均根”波形系數(shù)：有效值與平均值之比為波形系數(shù)。留意：Id、IdT、IT(AV)及I、IT、ITn的區(qū)分Id：負(fù)載電流平均值 I：負(fù)載電流有效值IdT：晶閘管平均電流 IT：晶閘管有效電流IT(AV)：晶閘管的額定電流 ITn：晶閘管的額定電流有效值 （舉例）3）門極觸發(fā)電流IGT與門極觸發(fā)電壓UGT在室溫下，晶閘管施加6V正相陽極電壓時(shí)，使元件完全開通所必需的最小

10、門極電流，稱為門極觸發(fā)電流，對應(yīng)于門極觸發(fā)電流時(shí)的門極（觸發(fā)）電壓，稱為門極觸發(fā)電壓。4）通態(tài)平均電壓UT(AV)晶閘管通以額定電流時(shí)，陽極與陰極間電壓降的平均值，稱為通態(tài)平均電壓（管壓降）。5）維持電流IH與掣住電流IL維持電流IH：使晶閘管維持通態(tài)所必需的最小陽極電流。掣住電流IL：晶閘管從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)，并且移除觸發(fā)信號后能維持通態(tài)所必需的最小電流。一般IL=(24) IH。5、型號理論教學(xué)（50分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱1.4 全控型電力電子器件課次第（3）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的相識典型全控型器件，如GT

11、O、GTR 、IGBT等，重點(diǎn)駕馭器件的工作特性與主要參數(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：器件的工作原理、工作特性與主要參數(shù)。教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）1、構(gòu)造與工作原理2、GTO的動(dòng)態(tài)特性3、GTO的主要參數(shù)二、電力晶體管（GTR）1、構(gòu)造與工作原理2、GTR的根本特性：靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性3、GTR的主要參數(shù)三、IGBT1、IGBT的構(gòu)造與工作原理2、IGBT的根本特性：靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性3、IGBT的主要參數(shù)4、IGBT的鎖定效應(yīng)教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)支配自學(xué)典型全控型器件的相關(guān)內(nèi)容參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測課外學(xué)習(xí)

12、指導(dǎo)支配教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注一、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）GTO是一種具有自關(guān)斷實(shí)力的閘流特性功率半導(dǎo)體器件。既具有一般晶閘管的耐壓高、電流大的優(yōu)點(diǎn)，又具有GTR的一些優(yōu)點(diǎn)，如具有自關(guān)斷實(shí)力、頻率較高、運(yùn)用便利等。主要應(yīng)用在大功率直流斬波調(diào)速、變頻調(diào)速、逆變電源等領(lǐng)域。1GTO的構(gòu)造及工作原理GTO的構(gòu)造與一般晶閘管相像，也是PNPN四層三端半導(dǎo)體器件，三端 A、G與K分別表示GTO的陽極、門極與陰極。與一般晶閘管不同的是，可以從門極抽出電流而使其關(guān)斷。GTO的觸發(fā)導(dǎo)通原理與一般晶閘管相像，當(dāng)陽極加正向陽極電壓、門極加觸發(fā)信號后可使GTO觸發(fā)導(dǎo)通。因此，通過門極加正觸

13、發(fā)信號使GTO觸發(fā)導(dǎo)通，通過門極加負(fù)觸發(fā)信號使GTO關(guān)斷。2GTO的主要特性GTO的陽極伏安特性與一般晶閘管相像GTO的動(dòng)態(tài)特性如圖所示，由圖可以看出，GTO的開通時(shí)間包括延遲時(shí)間與上升時(shí)間，其大小取決于器件特性、門極電流上升率以及門極信號的幅值大小。GTO的關(guān)斷過程包含三個(gè)時(shí)間區(qū)間，即存儲時(shí)間、下降時(shí)間與尾部時(shí)間，其中存儲時(shí)間與下降時(shí)間的與定義為關(guān)斷時(shí)間。3GTO的主要參數(shù)GTO的根本參數(shù)與一般晶閘管大多一樣，不同的主要參數(shù)敘述如下：（1）最大可關(guān)斷陽極電流 即管子的銘牌電流，在實(shí)際應(yīng)用中，它受如下因素的影響：門極關(guān)斷負(fù)電流波形、陽極電壓上升率、工作頻率及電路參數(shù)的變更等。（2）電流關(guān)斷增益

14、為最大可關(guān)斷陽極電流與門極最大負(fù)電流之比。表示GTO的關(guān)斷實(shí)力，值越大，說明門極電流對陽極電流的限制實(shí)力愈強(qiáng)。組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）GTO（30分鐘）內(nèi)容主要以自學(xué)為主遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注二、電力晶體管（GTR）GTR是一種雙極型大功率晶體管，因此也稱為功率晶體管或雙極型晶體管（BJT）。具有限制便利、開關(guān)時(shí)間短、通態(tài)壓降低、高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)；因此廣泛應(yīng)用在交直流調(diào)速、不連續(xù)電源、中頻電源以及家用電器等中小容量的變流裝置中。在中小功率應(yīng)用方面，是取代晶閘管的自關(guān)斷器件之一。1、構(gòu)造與工作原理常用的電力晶體管有單管、達(dá)林頓管與達(dá)林頓晶體管模塊三大系列。1）單管GTR：構(gòu)造有P

15、NP與NPN兩種。要求有足夠大的容量（大電流、高電壓）、適當(dāng)?shù)脑鲆妗⑤^高的開關(guān)速度與較低的功率損耗等，因此在GTR的制造過程中實(shí)行了特別的措施以保證功率應(yīng)用的須要，如擴(kuò)大結(jié)片的面積、采納特別形態(tài)的管芯圖形、精細(xì)構(gòu)造等制造工藝。2）達(dá)林頓構(gòu)造的GTR：解決單管GTR的電流增益較低的問題。達(dá)林頓GTR由兩個(gè)或多個(gè)晶體管復(fù)合而成，可以是PNP型也可以是NPN型，其性質(zhì)由驅(qū)動(dòng)管確定。與單管GTR相比，達(dá)林頓GTR進(jìn)步了電流增益，但飽與壓降增加，且開關(guān)時(shí)間增加。好用達(dá)林頓電路是將達(dá)林頓構(gòu)造的GTR、穩(wěn)定電阻R1、R2、加速二極管VD1與續(xù)流二極管VD2等制作在一起。3）GTR模塊：作為大功率開關(guān)應(yīng)用最多

16、的還是GTR模塊。為了改善器件的開關(guān)過程與并聯(lián)運(yùn)用便利，中間級晶體管的基極均有引線引出。2GTR的主要特性GTR的主要特性可分為靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性中主要分析典型的雙極型晶體管集電極輸出特性，即集電極伏安特性，分為四個(gè)區(qū)域：截止區(qū)、放大區(qū)、臨界飽與區(qū)、飽與區(qū)。GTR作為開關(guān)運(yùn)用時(shí)，交替工作在飽與區(qū)與截止區(qū)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中必需快速地通過放大區(qū)與臨界飽與區(qū)。GTR的動(dòng)態(tài)特性主要指開關(guān)特性。GTR的開通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間及集電極電壓上升率是動(dòng)態(tài)過程中的重要參數(shù)。一般開通時(shí)間比關(guān)斷時(shí)間短，容量越大，開關(guān)時(shí)間也越長，但仍比快速晶閘管短。為了抑制過高的對GTR的危害，運(yùn)用時(shí)可在集-射極之間并聯(lián)阻容緩

17、沖電路。 內(nèi)容主要以自學(xué)為主GTR（30分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注3GTR的額定參數(shù)GTR的額定參數(shù)主要包括最高電壓額定值、最大電流額定值與最大散耗功率。（1）最高電壓額定值最高電壓額定值即最高集電極電壓額定值，它的大小不僅與器件本身的特性有關(guān)，而且還取決于基極回路的接線方式。下圖所示為GTR的不同接線方式，對應(yīng)的最高電壓額定值用、與表示，一般狀況下：在GTR產(chǎn)品書目中作為電壓額定值給出，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必需考慮肯定的裕量，GTR的電壓額定應(yīng)滿意式中為GTR實(shí)際承受的最高電壓。（2）最大電流額定值最大電流額定值即允許流過集電極的最大電流值。為了進(jìn)步GTR的輸出功率，集電極輸出電流應(yīng)

18、盡可能地大，但是集電極電流大，則要求基極注入的電流大，這將會使GTR的電氣性能變差，甚至損壞器件。因此在實(shí)際應(yīng)用電路中，為了確保運(yùn)用的平安與穩(wěn)定，GTR的最大電流額定值應(yīng)滿意式中為流過GTR的電流峰值。同樣，基極電流也有最大額定值的規(guī)定，常用表示，通常取。（3）最大散耗功率最大散耗功率是指GTR在最高允許結(jié)溫時(shí)所對應(yīng)的散耗功率，它受結(jié)溫的限制，其大小由集電極工作電壓與集電極電流的乘積確定。由于這局部能量將轉(zhuǎn)化為熱能并使GTR發(fā)熱，因此，GTR在運(yùn)用中的散熱條件是非常重要的。遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注三、IGBTIGBT是一種復(fù)合型器件。它將MOSFET與GTR的優(yōu)點(diǎn)集于一身，既具有

19、輸入阻抗高、工作速度快、熱穩(wěn)定性好與驅(qū)動(dòng)電路簡潔、驅(qū)動(dòng)電流小等優(yōu)點(diǎn)，又具有通態(tài)電壓低、耐壓高與承受電流大等優(yōu)點(diǎn)。在電機(jī)限制、中頻與開關(guān)電源以及要求快速、低損耗的領(lǐng)域，IGBT已逐步取代功率MOSFET與GTR。1IGBT的構(gòu)造及工作原理IGBT是在功率MOSFET的根底上增加了一個(gè)P+層放射極，形成PN結(jié)J1，并由此引出集電極C，柵極G與放射極E。IGBT的開通與關(guān)斷是由柵極電壓來限制的。柵極施以正電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為PNP晶體管供應(yīng)基極電流，從而使IGBT導(dǎo)通。此時(shí)，從P+區(qū)注入到N-區(qū)的空穴對N-區(qū)進(jìn)展電導(dǎo)調(diào)制，減小N-區(qū)的電阻Rdr，使高耐壓的IGBT也具有低的通態(tài)壓降。

20、在柵極上施以負(fù)電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)溝道消逝，PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。2IGBT的工作特性IGBT的工作特性包括靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性。1）靜態(tài)特性主要有輸出特性與轉(zhuǎn)移特性。輸出特性表達(dá)了集電極電流與集射極電壓之間的關(guān)系，分正向阻斷區(qū)、飽與區(qū)、放大區(qū)（有源區(qū)）。飽與導(dǎo)通時(shí)管壓降一般為25V。IGBT輸出特性的特點(diǎn)是集電極電流由柵射極電壓限制，越大越大。在反向集射極電壓作用下器件呈反向阻斷特性。IGBT的轉(zhuǎn)移特性表示了柵射極電壓對集電極電流的限制關(guān)系。在大局部范圍內(nèi)，與呈線性關(guān)系，只有當(dāng)接近開啟電壓時(shí)才呈非線性關(guān)系。所以最大柵射極電壓應(yīng)受最大集電極電流得限制，最佳值為。2）IGB

21、T的動(dòng)態(tài)特性也稱開關(guān)特性，包括開通與關(guān)斷兩個(gè)局部。IGBT的的開通時(shí)間由開通延遲時(shí)間與電流上升時(shí)間兩局部組成，通常開通時(shí)間為（0.51.2）。開通延遲時(shí)間：是指從驅(qū)動(dòng)電壓上升到其幅值電壓的10%的時(shí)刻起，到集電極電流升到其幅值的10%的時(shí)刻止的這段區(qū)間；上升時(shí)間：集電極電流從其幅值的10%上升到其幅值的90%所需的時(shí)間為。IGBT的關(guān)斷過程是從正向?qū)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到正向阻斷狀態(tài)的過程，關(guān)斷時(shí)間也是由關(guān)斷延遲時(shí)間與電流下降時(shí)間兩局部組成。關(guān)斷延遲時(shí)間：是指從驅(qū)動(dòng)電壓下降到其幅值電壓的90%的時(shí)刻起，到集電極電流降到其幅值的90%的時(shí)刻為止的這段區(qū)間；下降時(shí)間：是指集電極電流從其幅值的90%降低到其幅

22、值的10%所需的時(shí)間。在下降時(shí)間內(nèi)，集電極電流的波形分為與兩段，對應(yīng)于IGBT內(nèi)部MOSFET的關(guān)斷過程，在這段時(shí)間內(nèi)集電極電流下降較快；對應(yīng)于IGBT內(nèi)PNP晶體管的關(guān)斷過程。通常關(guān)斷時(shí)間為（0.551.5）。3IGBT的主要參數(shù)（1）集射極擊穿電壓 是由器件內(nèi)部的PNP晶體管所能承受的擊穿電壓確定的，它確定了IGBT的最高工作電壓。（2）開啟電壓 是IGBT導(dǎo)通所需的最低柵射極電壓，它隨溫度上升而下降。（3）通態(tài)壓降 通態(tài)壓降確定了通態(tài)損耗，通常IGBT的通態(tài)壓降為23V。（4）最大柵射極電壓 為了限制故障狀況下的電流與確保長期運(yùn)用的牢靠性，應(yīng)將柵射極電壓限制在20V以內(nèi)，一般取15V左右

23、。（5）集電極連續(xù)電流與峰值電流 集電極流過的最大連續(xù)電流即為IGBT的額定電流，在不超過額定結(jié)溫的狀況下，通常峰值電流為額定電流的2倍左右。 4IGBT的鎖定效應(yīng)當(dāng)集電極電流大到肯定程度時(shí)，NPN晶體管因過高的正偏置而導(dǎo)通，造成寄生晶閘管開通，導(dǎo)致IGBT柵極失去限制作用，這就是鎖定效應(yīng)，也稱為擎住效應(yīng)。因過大而產(chǎn)生的鎖定效應(yīng)稱為靜態(tài)鎖定。此外，在關(guān)斷過程中由于過大而產(chǎn)生的鎖定效應(yīng)稱為動(dòng)態(tài)鎖定，這種現(xiàn)象在負(fù)載為電感性時(shí)更簡潔發(fā)生。為了避開IGBT發(fā)生鎖定現(xiàn)象，必需規(guī)定集電極最大電流，由于動(dòng)態(tài)鎖定所允許的集電極電流比靜態(tài)鎖定時(shí)要小，所以廠家所規(guī)定的值是依據(jù)避開動(dòng)態(tài)鎖定而確定的。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮肯

24、定的平安裕量，以保證電流不超過。內(nèi)容主要以自學(xué)為主IGBT（30分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱單相可控整流電路課次第（4、6、9）次課課時(shí)6課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的熟識各種單相可控整流電路，明白負(fù)載性質(zhì)對整流電路性能的影響；駕馭單相相控整流電路在不同性質(zhì)負(fù)載下的工作原理，限制角移相范圍，電流有效值、平均值的計(jì)算；重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：單相相控整流電路在不同性質(zhì)負(fù)載下的工作原理；有效值、平均值的計(jì)算；難點(diǎn)：不同負(fù)載整流電路波形分析教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、單相半波可控整流電路電阻性負(fù)載、電感性負(fù)載、大電感性負(fù)載（接續(xù)流二極管

25、）（電路圖、工作原理、波形分析、電壓電流計(jì)算）二、單相全波可控整流電路電阻性負(fù)載、電感性負(fù)載、大電感性負(fù)載（接續(xù)流二極管）（電路圖、工作原理、波形分析、電壓電流計(jì)算）三、單相全控整流電路電阻性負(fù)載、大電感性負(fù)載、反電動(dòng)勢負(fù)載（電路圖、工作原理、波形分析、電壓電流計(jì)算）四、單相半控整流電路大電感性負(fù)載、大電感性負(fù)載（接續(xù)流二極管）（電路圖、工作原理、波形分析、電壓電流計(jì)算）教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)題5道；思索題2道參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測作業(yè)、上課提問、測驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配晚自習(xí)輔導(dǎo)答疑教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備

26、注一、單相半波可控整流電路（一）電阻性負(fù)載1、電路圖2、整流原理（1）晶閘管導(dǎo)通狀態(tài)此時(shí)必需滿意：a.u2為正半波（正向陽極電壓）。b.有觸發(fā)脈沖（正向門極電壓）。晶閘管導(dǎo)通時(shí)有如下關(guān)系：ud=u2 ,uT=0 ,id=ud/Rd（2）晶閘管截止?fàn)顟B(tài)共有以下兩種狀況：a.u2為正但無觸發(fā)脈沖。b.u2為負(fù)。此時(shí)有如下關(guān)系：ud=0, id=ud/Rd=0 ,uT=u23、波形分析：依據(jù)如上分析，可畫出波形如圖所示組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）理論教學(xué)（45分鐘）機(jī)動(dòng)（3分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注4、兩個(gè)重要角度與：從晶閘管承受正向陽極電壓開場到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度用表示，稱為限制

27、角（或移相角）。：晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度用表示，稱為晶閘管的導(dǎo)通角。5、平均電壓Ud及Ud/U2與的關(guān)系6、有效電壓7、平均電流、有效電流及波形系數(shù)平均電流Id： 有效電流I： 波形系數(shù)kf： 當(dāng)=0時(shí)kf=1.578、變壓器二次側(cè)供應(yīng)的有功功率、視在功率及功率因數(shù)有功功率：P=I2Rd=UI 視在功率：S=U2I 功率因數(shù)： =0時(shí)，cos最大為0.707遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注（二）電感性負(fù)載1、電路圖2、整流原理及波形分析u2=uT+ud=uT+uL+uR = 1 * GB3 當(dāng)0ttVT截止， ud=0，uT=u2，id=0 = 2 * GB3 當(dāng)t=t1時(shí) 晶閘

28、管開場導(dǎo)通； t1tt2VT導(dǎo)通，此時(shí)有：ud =u2，uT=0， 從零上升； t=t2時(shí)， id到達(dá)最大t2tt3 此時(shí)：ud =u2 ，uT=0 ，id漸漸下降t3tt4 此時(shí)由于eL的作用，接著維持晶閘管導(dǎo)通，eL正的在削減，u2負(fù)的在增大. ud=u2 t=t4 此時(shí)晶閘管關(guān)斷，id=0t4tt5晶閘管截止，ud=0 uT=u2 id=0理論教學(xué)（47分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注（三）大電感性負(fù)載（接續(xù)流二極管）1、電路圖2、整流原理及波形分析當(dāng)電感足夠大時(shí)，流過負(fù)載的電流波形id可以看成一條直線，如圖所示3計(jì)算關(guān)系式 = 1 * GB3 = 2 * GB3 T為晶閘管

29、的導(dǎo)通角 為二極管的導(dǎo)通角 作業(yè)（3分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注二、單相全波可控整流電路（一） 電阻性負(fù)載 1、電路圖2、整流原理及波形分析 u2正半波時(shí)可觸發(fā)VT1導(dǎo)通 u2負(fù)半波時(shí)可觸發(fā)VT2導(dǎo)通 波形如右圖所示3、計(jì)算電壓、電流值 Id=Ud/Rd I=U/Rd組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）理論教學(xué)（48分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注（二）電感性負(fù)載1、電路圖2、整流原理及波形分析當(dāng)090時(shí)，每一個(gè)晶閘管導(dǎo)通半個(gè)周期。 = 2 * GB3 當(dāng)90時(shí)（電感較大），此時(shí)Ud=0當(dāng)90時(shí),負(fù)載上得到斷續(xù)的電流波形,每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角為(2-2),此時(shí), Ud=0結(jié)論:

30、單相全波可控整流電路負(fù)載為電感性負(fù)載時(shí),移相范圍為(090) = 2 * GB3 Ud計(jì)算公式為 電感性負(fù)載 大電感性負(fù)載加續(xù)流二極管理論教學(xué)（48分鐘）布置作業(yè)（2分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注三、單相全控橋式整流電路（一）電阻性負(fù)載1、電路圖2、工作原理及波形分析.VT1VT4同時(shí)加脈沖VT2VT3同時(shí)加脈沖VT1 VT2共陰極連接VT3 VT4共陽極連接3、計(jì)算公式 組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）理論教學(xué)（48分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注（二）大電感性負(fù)載1、電路圖2、波形分析（三）反電動(dòng)勢負(fù)載 1、電路圖 2、工作原理及波形 (1)只有時(shí)，觸發(fā)對應(yīng)的晶閘管才能使

31、之導(dǎo)通，此時(shí)有 (2)當(dāng) 時(shí)晶閘管截止，此時(shí)有ud=E ，id=0理論教學(xué)（45分鐘）作業(yè)（5分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注四、單相半控橋式整流電路（一）大電感性負(fù)載1、電路圖2、工作原理及波形分析（1）u2為正半波時(shí)，VT1承受正壓 a. VT1無脈沖時(shí)，ud=0 b. VT1有脈沖時(shí)，uT1=0 （2）u2為負(fù)半波時(shí)，VT2承受正壓由于負(fù)載是大電感性負(fù)載，電流波形(id)為始終線保證電流連續(xù)，波形如圖所示3、電路的工作特點(diǎn)晶閘管在觸發(fā)時(shí)刻換流二極管則在電源過零時(shí)刻換流組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）理論教學(xué)（48分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注（二）大電感性負(fù)載接續(xù)流二極

32、管時(shí)1、電路圖2、工作原理及波形分析3 電流值計(jì)算公式 晶閘管導(dǎo)通角T=- 由波形圖可以得到續(xù)流二極管承受的最大反向電壓為U2理論教學(xué)（45分鐘）作業(yè)（5分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱三相半波可控整流電路課次第（8）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的使學(xué)生駕馭三相半波相控整流電路的工作原理；不同負(fù)載性質(zhì)、不同限制角時(shí)的工作狀況分析；續(xù)流二極管的作用；平波電抗器的作用重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：三相相控整流電路在不同性質(zhì)負(fù)載下的工作原理； 難點(diǎn)：不同負(fù)載整流電路波形分析教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)三相半波相控整流電路的工作原理；不同負(fù)載

33、性質(zhì)、不同限制角時(shí)的工作狀況分析；續(xù)流二極管的作用；平波電抗器的作用教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)題3道；思索題1道參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測作業(yè)、上課提問、測驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配晚自習(xí)輔導(dǎo)答疑教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注三相半波可控整流電路 三相溝通電uA uB uC畫法uAB uBC uCA uBA uCB uAC畫法（一）電阻性負(fù)載1、電路圖晶閘管共陰極連接2、工作原理及波形分析(1) =0的點(diǎn)是對應(yīng)的自然換流點(diǎn)(2) 波形分析如下a.0o30o時(shí)Ud=1.17U2cosb.30o30o時(shí)1、電路圖2、工作原理及波

34、形分析3、公式（1）Ud=1.17U2cos Id=Ud/Rd（2）IdT= Id /3 （3）移相范圍：0 o90 o（4）晶閘管承受的最大電壓為： 理論教學(xué)（45分鐘）布置作業(yè)（5分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱三相橋式可控整流電路課次第（9-10）次課課時(shí)4課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的使學(xué)生駕馭三相橋式相控整流電路的工作原理；不同負(fù)載性質(zhì)、不同限制角時(shí)的工作狀況分析； 重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：三相橋式相控整流電路在不同性質(zhì)負(fù)載下的工作原理； 難點(diǎn)：不同負(fù)載整流電路波形分析教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、三相橋式全控整流電路1、電路

35、圖2、工作原理及波形分析3、對觸發(fā)脈沖的要求教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)題5道；參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測作業(yè)、上課提問、測驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配晚自習(xí)輔導(dǎo)答疑教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注一、三相橋式全控整流電路1、電路圖（1）晶閘管接法有兩組：共陰極組（1，3，5），共陽極組（4，6，2）。（2）要使負(fù)載上有電流流過，則必需使共陰極組與共陽極組中分別有一個(gè)（不在同一組）導(dǎo)通。2、工作原理及波形分析（1）共陰極組的自然換流點(diǎn)在a,c,e,g，即對應(yīng)的=0的點(diǎn)；共陽極組的自然換流點(diǎn)在對應(yīng)的b,d,f,h點(diǎn)。兩組的自然換流點(diǎn)

36、對應(yīng)相差60 o。（2）每個(gè)晶閘管導(dǎo)通角為120 o。ab區(qū)間：A為正，B為負(fù)，1與6導(dǎo)通，ud=uABbc區(qū)間：A為正，C為負(fù)，1與2導(dǎo)通，ud=uAC cd區(qū)間：B為正，C為負(fù)，3與2導(dǎo)通，ud=uBC de區(qū)間：B為正，A為負(fù)，3與4導(dǎo)通，ud=uBAef區(qū)間：C為正，A為負(fù)，5與4導(dǎo)通，ud=uCAfg區(qū)間：C為正，B為負(fù)，5與6導(dǎo)通，ud=uCB波形如圖所示組織上課，點(diǎn)名（2分鐘）理論教學(xué)（48分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注由上圖可知:（1）當(dāng)60o時(shí)，ud為正值。（2）當(dāng)60o 90o時(shí)，ud出現(xiàn)負(fù)值，但ud為正（3）當(dāng)=90o時(shí)

37、， ud=0（4）當(dāng)=120o時(shí)，ud波形雜亂3、對觸發(fā)脈沖的要求（1）晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通依次1234561（2）觸發(fā)脈沖必需滿意a.寬脈沖（寬度大于60）b.雙窄脈沖（間隔為60）4、總結(jié)（1）計(jì)算公式Ud=2.34U2cos 0o90o時(shí)（大電感）（2） （大電感）（3）大電感性負(fù)載：移相范圍為0o90o電阻性負(fù)載：移相范圍為0o120o理論教學(xué)（45分鐘）布置作業(yè)（5分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注二、三相橋式半控整流電路1、電路圖特點(diǎn)：共陰極組由晶閘管組成在觸發(fā)后進(jìn)展換流（）共陰極組由二極管組成，總是在自然換流點(diǎn)換流2、工作原理及波形分析（1）=0o時(shí)，晶閘管在自然換流點(diǎn)換流，

38、此時(shí)與三相全控橋=0o時(shí)輸出電壓波形一樣，即Ud=2.34U2（2）0o60o時(shí) Ud=1.17U2（1+cos） （0o60o）理論教學(xué)（50分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注 （3）60o180o時(shí)或則：Ud=1.17U2（1+cos）所以，三相半控橋電阻性負(fù)載時(shí)：Ud=1.17U2（1+cos）（0o180o）理論教學(xué)（45分鐘）布置作業(yè)（5分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱習(xí)題課(第一章)課次第（7）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的通過習(xí)題課，講解典型例題與第一章作業(yè)題，解決學(xué)生作業(yè)中存在的問題，使學(xué)生進(jìn)一步加

39、深理解，穩(wěn)固所學(xué)學(xué)問。重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法解決方法：講解教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、例題講解二、作業(yè)講解教學(xué)方法講授法教學(xué)手段互動(dòng)教學(xué)課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)改正參考資料學(xué)習(xí)效果評測課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備注1-5晶閘管正常導(dǎo)通的條件是什么？導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由什么確定？晶閘管的關(guān)斷條件是什么？如何實(shí)現(xiàn)？晶閘管導(dǎo)通與阻斷時(shí)其兩端電壓各為多大？導(dǎo)通條件：同時(shí)具備：（1）正相陽極電壓；（2）正相門極電壓導(dǎo)通后流過晶閘管的電流由負(fù)載電流（或電源與負(fù)載）確定關(guān)斷條件：流過晶閘管的陽極電流減小到維持電流以下實(shí)現(xiàn)方法：（1）減小陽極電壓到零或加反向陽極電壓；（2）增大負(fù)載電阻晶

40、閘管導(dǎo)通時(shí)其兩端電壓為其管壓降（或近似為零）；阻斷時(shí)其兩端電壓與電源大小有關(guān)。1-8型號為KP100-3、維持電流為3mA的晶閘管，運(yùn)用在圖1-28三個(gè)電路中是否合理？為什么？（不考慮電壓、電流裕量）（1）假如晶閘管導(dǎo)通，則流過晶閘管的電流為，小于維持電流，明顯不合理；（2）晶閘管承受的最大電壓為，超過了晶閘管的額定電壓（300V），因此不合理；（3）假如晶閘管導(dǎo)通，則流過晶閘管的電流為，超過了晶閘管的額定電流（100A），因此不合理。1-9圖1-29中陰影局部表示流過晶閘管的電流波形，其最大值均為，試計(jì)算各波形的電流平均值、有效值及波形系數(shù)。如不考慮平安余量，額定電流電流100A的晶閘管（a

41、），。（b），（c），遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備注（d），（e），（f），1-11100V溝通電源接于一只晶閘管與8電阻串聯(lián)的單相半波整流電路，用直流電壓表測得電阻兩端電壓為40V，試求輸出直流平均電壓、平均電流以及晶閘管的限制角。解：用直流電壓表測得電阻兩端電壓就是直流平均電壓，則；由，可得：，所以：1-13某電阻負(fù)載要求024V直流電壓，最大負(fù)載電流Id=30A，如用220V溝通干脆供電與用變壓器降壓到60V供電，都采納單相半波可控整流電路，是否都能滿意要求？試比擬兩種供電方案的晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流值、變壓器二次側(cè)的功率因數(shù)以及對電源要求的容量。解：（1）由知，當(dāng)時(shí)，

42、對應(yīng)，所以可以滿意要求。當(dāng)時(shí)，由得到，。所以當(dāng)時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角；，當(dāng)時(shí)為最大，所以，由得到：；（2）由知，當(dāng)時(shí)，對應(yīng)，所以可以滿意要求。遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備注當(dāng)時(shí)，由得到，所以當(dāng)時(shí)，；晶閘管的導(dǎo)通角；，當(dāng)時(shí)為最大，由得到：；1-14某電阻負(fù)載，Rd=50，要求Ud在0600V可調(diào)，試用單相半波與單相全波兩種整流電路來供電，分別計(jì)算：（1）晶閘管的額定電壓、額定電流值；（2）連接負(fù)載的導(dǎo)線截面（導(dǎo)線允許電流密度j=6A/mm2）；（3）負(fù)載電阻上消耗的最大功率解：（a）單相半波由知，當(dāng)時(shí)，對應(yīng)，所以：，；（b）單相全波由知，當(dāng)時(shí)，對應(yīng)，所以：，；此時(shí)，；1-15單相橋式全控整流電

43、路，大電感負(fù)載，U2=220V，Rd=4，試計(jì)算當(dāng)=60o時(shí)，輸出電流電壓的平均值。如負(fù)載端并接續(xù)流管，其Ud、Id又為多少？并求流過晶閘管與續(xù)流管的電流平均值、有效值。解：（a）無續(xù)流二極管時(shí)；。（b）接續(xù)流二極管時(shí)；。遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備注1-16單相橋式全控整流電路對恒溫電爐供電，電爐電熱絲電阻為34，干脆由溝通220V輸入，試選用晶閘管（考慮2倍裕量，計(jì)算出額定電流、額定電壓就可以），并計(jì)算電爐功率。解：已知，由，當(dāng)時(shí)，則；，；遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱鋸齒波同步移相觸發(fā)電路試驗(yàn)課次第（11）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（

44、）；其他（）教學(xué)目的通過試驗(yàn)，(1)加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。(2)駕馭鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、試驗(yàn)留意事項(xiàng)、平安問題二、試驗(yàn)內(nèi)容1、試驗(yàn)?zāi)康?、試驗(yàn)儀器及設(shè)備3、試驗(yàn)線路及原理4、試驗(yàn)內(nèi)容（包括接線）5、數(shù)據(jù)波形紀(jì)錄三、試驗(yàn)報(bào)告及思索題教學(xué)方法講授法、現(xiàn)場教學(xué)法教學(xué)手段實(shí)物教學(xué)法課外學(xué)習(xí)支配預(yù)習(xí)觸發(fā)電路的內(nèi)容，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理參考資料電力電子試驗(yàn)指導(dǎo)書學(xué)習(xí)效果評測課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配寫試驗(yàn)報(bào)告教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注試驗(yàn)平安操作規(guī)程為了順

45、當(dāng)完成電力電子技術(shù)及電機(jī)限制試驗(yàn)，確保試驗(yàn)時(shí)人身平安與設(shè)備牢靠運(yùn)行要嚴(yán)格遵守如下平安操作規(guī)程：(1)在試驗(yàn)過程時(shí)，肯定不允許試驗(yàn)人員雙手同時(shí)接到隔離變壓器的兩個(gè)輸出端，將人體作為負(fù)載運(yùn)用。(2)為了進(jìn)步學(xué)生的平安用電常識，任何接線與拆線都必需在切斷主電源前方可進(jìn)展。(3)為了進(jìn)步試驗(yàn)過程中的效率，學(xué)生獨(dú)立完成接線或改接線路后，應(yīng)細(xì)致再次核對線路，并使組內(nèi)其他同學(xué)引起留意前方可接通電源。(4)假如在試驗(yàn)過程中發(fā)生過流告警，應(yīng)細(xì)致檢查線路以及電位器的調(diào)整參數(shù)，確定無誤前方能重新進(jìn)展試驗(yàn)。(5)在試驗(yàn)中應(yīng)留意所接儀表的最大量程，選擇適宜的負(fù)載完成試驗(yàn)，以免損壞儀表、電源或負(fù)載。(6)電源限制屏以及各

46、掛件所用保險(xiǎn)絲規(guī)格與型號是經(jīng)我們反復(fù)試驗(yàn)選定的，不得私自變更其規(guī)格與型號，否則可能會引起不行意料的后果。(7)在完成電流、轉(zhuǎn)速閉環(huán)試驗(yàn)前肯定要確保反應(yīng)極性是否正確，應(yīng)構(gòu)成負(fù)反應(yīng)，避開出現(xiàn)正反應(yīng)，造成過流。(8)除作階躍起動(dòng)試驗(yàn)外，系統(tǒng)起動(dòng)前負(fù)載電阻必需放在最大阻值，給定電位器必需退回至零位后，才允許合閘起動(dòng)并漸漸增加給定，以免元件與設(shè)備過載損壞。(9)在直流電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要先開勵(lì)磁電源，后加電樞電壓。在完成試驗(yàn)時(shí)，要先關(guān)電樞電壓，再關(guān)勵(lì)磁電源。 遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注1、試驗(yàn)?zāi)康?(1)加深理解鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理及各元件的作用。 (2)駕馭鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)

47、試方法。2、試驗(yàn)儀器及設(shè)備KZS-1型可控硅直流調(diào)速裝置 3、試驗(yàn)線路及原理鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I、II由同步檢測、鋸齒波形成、移相限制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成，其原理圖如圖3-1所示。 圖3-1鋸齒波同步移相觸發(fā)電路I原理圖由V3、VD1、VD2、C1等元件組成同步檢測環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓UT來限制鋸齒波產(chǎn)生的時(shí)刻及鋸齒波的寬度。由V1、V2等元件組成的恒流源電路，當(dāng)V3截止時(shí)，恒流源對C2充電形成鋸齒波；當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，電容C2通過R4、V3放電。調(diào)整電位器RP1可以調(diào)整恒流源的電流大小，從而變更了鋸齒波的斜率。限制電壓Uct、偏移電壓Ub與鋸齒波電壓在V5基極綜合疊加，從而構(gòu)

48、成移相限制環(huán)節(jié)，RP2、RP3分別調(diào)整限制電壓Uct與偏移電壓Ub的大小。V6、V7構(gòu)成脈沖形成放大環(huán)節(jié)，C5為強(qiáng)觸發(fā)電容改善脈沖的前沿，由脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖，電路的各點(diǎn)電壓波形如圖3-2所示。本裝置有兩路鋸齒波同步移相觸發(fā)電路，I與II，在電路上完全一樣，只是鋸齒波觸發(fā)電路II輸出的觸發(fā)脈沖相位與I恰好互差180O，供單相整流及逆變試驗(yàn)用。電位器RP1、RP2、RP3均已安裝在掛箱的面板上，同步變壓器副邊已在掛箱內(nèi)部接好，全部的測試信號都在面板上引出。 遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注 4、試驗(yàn)內(nèi)容1) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試。2) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路各點(diǎn)波形的視察與分析

49、。5、預(yù)習(xí)要求1) 閱讀電力電子技術(shù)教材中有關(guān)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的內(nèi)容，弄清鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的工作原理。2) 駕馭鋸齒波同步移相觸發(fā)電路脈沖初始相位的調(diào)整方法。6、思索題1) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路有哪些特點(diǎn)2) 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍與哪些參數(shù)有關(guān)3) 為什么鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的脈沖移相范圍比正弦波同步移相觸發(fā)電路的移相范圍要大遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱三相橋式全控整流電路試驗(yàn)課次第（12-14）次課課時(shí)6課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的通過試驗(yàn)，(1)加深理解三相橋式全控整流電路的工作原理。(2)理解KC系列

50、集成觸發(fā)器的調(diào)整方法與各點(diǎn)的波形。重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法電路的工作原理教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、試驗(yàn)留意事項(xiàng)、平安問題二、試驗(yàn)內(nèi)容1、試驗(yàn)?zāi)康?、試驗(yàn)儀器及設(shè)備3、試驗(yàn)線路及原理4、試驗(yàn)內(nèi)容（包括接線）5、數(shù)據(jù)波形紀(jì)錄三、試驗(yàn)報(bào)告及思索題教學(xué)方法講授法、現(xiàn)場教學(xué)法教學(xué)手段實(shí)物教學(xué)法課外學(xué)習(xí)支配預(yù)習(xí)有關(guān)三相橋式全控整流電路的有關(guān)內(nèi)容參考資料電力電子試驗(yàn)指導(dǎo)書學(xué)習(xí)效果評測課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配寫試驗(yàn)報(bào)告教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注1、試驗(yàn)?zāi)康?(1)加深理解三相橋式全控整流及有源逆變電路的工作原理。(2)理解KC系列集成觸發(fā)器的調(diào)整方法與各點(diǎn)的波形。2、試驗(yàn)儀器及設(shè)備KZS-1型可控硅直

51、流調(diào)速裝置 3、試驗(yàn)線路及原理試驗(yàn)線路如圖3-13及圖3-14所示。主電路由三相全控整流電路及作為逆變直流電源的三相不控整流電路組成，觸發(fā)電路為集成觸發(fā)電路，可輸出經(jīng)高頻調(diào)制后的雙窄脈沖鏈。集成觸發(fā)電路的原理可參考1-3節(jié)中的有關(guān)內(nèi)容，三相橋式整流及逆變電路的工作原理可參見電力電子技術(shù)教材的有關(guān)內(nèi)容。 圖3-13 三相橋式全控整流電路試驗(yàn)原理圖四、試驗(yàn)內(nèi)容(1)測相序。(2) 三相橋式全控整流電路五、試驗(yàn)報(bào)告(1)畫出電路的移相特性Ud =f()。(2)畫出觸發(fā)電路的傳輸特性 =f(Uct)。(3)畫出=30、60、90、120、150時(shí)的整流電壓Ud與晶閘管兩端電壓UVT的波形。(4)簡潔分

52、析模擬的故障現(xiàn)象。遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱2.4 晶閘管的愛護(hù)與容量擴(kuò)大課次第（15）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的駕馭晶閘管的愛護(hù)與容量擴(kuò)展的目的與方法重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：過電壓愛護(hù)的目的及方法；過電流愛護(hù)的方法難點(diǎn)：過電流愛護(hù)的方法解決方法：通過講授解決教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、晶閘管的過電壓愛護(hù)1、過電壓的概念；2、過電壓的分類3、過電壓愛護(hù)的目的；4、過電壓愛護(hù)的分類二、晶閘管的過電流愛護(hù)1、過電流的概念；2、產(chǎn)生過電流的緣由3、過電流愛護(hù)裝置的任務(wù)；4、晶閘管常用的過電流愛護(hù)三、電壓及電流上升率的限制1、電

53、壓上升率（du/dt）的限制；2、電流上升率（di/dt）的限制四、晶閘管的容量擴(kuò)大1、晶閘管串聯(lián)與并聯(lián)的目的。2、晶閘管的串聯(lián)3、晶閘管的并聯(lián)教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)題2道；參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教化出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評測作業(yè)、上課提問、測驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配晚自習(xí)輔導(dǎo)答疑教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注一、晶閘管的過電壓愛護(hù)1、過電壓的概念但凡超過晶閘管正常工作時(shí)的承受的最大峰值電壓UTM的電壓都稱作過電壓。2、過電壓的分類(1)操作過電壓電感性電路的開與關(guān)、整流變壓器的合閘與分閘、快速熔斷器的熔斷等過程引起的過電壓。(2)浪涌電壓由于

54、雷擊等緣由從電網(wǎng)侵入的偶爾性的電壓稱為浪涌電壓。3、過電壓愛護(hù)的目的(1)使常常發(fā)生的操作過電壓限制在器件額定電壓UTn以下。(2)使偶爾性的浪涌電壓限制在器件的斷態(tài)與反向不重復(fù)峰值電壓以下。4、過電壓愛護(hù)的分類按愛護(hù)部位可分為以下三種，詳細(xì)愛護(hù)見書(1)晶閘管關(guān)斷過電壓及其愛護(hù)（器件愛護(hù)）(2)溝通側(cè)過電壓及其愛護(hù)(3)直流側(cè)過電壓及其愛護(hù)二、晶閘管的過電流愛護(hù)1、過電流所謂過電流就是流過整流元件的電流大大超過其正常的工作電流。2、產(chǎn)生過電流的緣由晶閘管裝置出現(xiàn)的元件誤導(dǎo)通或擊穿，可逆?zhèn)鲃?dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生環(huán)流、逆變失敗以及傳動(dòng)裝置消費(fèi)機(jī)械過載及機(jī)械故障引起電機(jī)堵轉(zhuǎn)等。3、過電流愛護(hù)裝置的任務(wù)就是當(dāng)

55、電路一旦出現(xiàn)過電流，能在元件還沒燒毀之前，快速的把過電流現(xiàn)象消退。4、晶閘管常用的過電流愛護(hù)有以下五種（1）在直流進(jìn)線中串接電抗器（稱溝通進(jìn)線電抗）或采納漏抗較大的變壓器。作用：限制短路電流。缺點(diǎn)：損耗較大的電壓降。（2）過電流繼電器愛護(hù)作用：愛護(hù)由于機(jī)械過負(fù)載引起的過電流。缺點(diǎn)：動(dòng)作慢（需幾百毫秒）（3）限流與脈沖移相愛護(hù)作用：溝通測設(shè)置電流檢測裝置，利用過電流信號，去限制觸發(fā)器，使觸發(fā)脈沖快速后移或瞬時(shí)停頓脈沖，從而使晶閘管馬上阻斷，抑制了過電流。遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注（4）直流快速開關(guān)。 用處：大中容量的設(shè)備以及常常逆變的狀況，開關(guān)動(dòng)作時(shí)間為2ms。（5）快速熔斷器。 作

56、用：適用于短路愛護(hù)場合，是防止晶閘管過流損壞的最終一種措施，斷流時(shí)間在20ms。 各種愛護(hù)接法如書上所示。5、快熔的連接方法。（1）溝通測快熔 。（2）器件串聯(lián)快熔.（3）直流測的快熔.圖如書上所示。6、選擇與晶閘管串聯(lián)的快熔時(shí)應(yīng)留意。（1）快熔的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。（2）快熔的額定電流應(yīng)按下式迭取。 IT:晶閘管實(shí)際工作電流 的有效值。IRD:熔體的額定電流三、電壓及電流上升率的限制1、電壓上升率（du/dt）的限制2、電流上升率（di/dt）的限制四、晶閘管的容量擴(kuò)大1、晶閘管串聯(lián)與并聯(lián)的目的。在高電壓、大電流的電路中，假如一個(gè)晶閘管無法承受此高電壓、大電流，則可采納串

57、聯(lián)與并聯(lián)，以滿意要求。2、晶閘管的串聯(lián)（1）串聯(lián)的目的 當(dāng)單個(gè)晶閘管的額定電壓無法滿意高電壓電路要求，可選用幾個(gè)晶閘管串聯(lián)，以滿意要求。（2）均壓的概念及緣由。（3）均壓的詳細(xì)措施及原理。晶閘管并聯(lián)（小）電阻。式中：UTn晶閘管額定電壓有效值。 IDR斷態(tài)重復(fù)平均電流。 IDR近似為漏電流峰值。晶閘管的容量擴(kuò)大（35分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注3、晶閘管的并聯(lián)（1）并聯(lián)的目的 。當(dāng)單個(gè)晶閘管的額定電流不能滿意大電流的要求，但電壓可以滿意，此時(shí)可采納晶閘管的并聯(lián)以滿意要求。（2）均流的概念及緣由。（3）均流的詳細(xì)措施。a.電阻均流。串聯(lián)電阻（大）b.電抗均流用一個(gè)均流電抗接在并聯(lián)

58、晶閘管電路中。均流的原理是利用電抗中感應(yīng)電動(dòng)勢的作用，使一個(gè)元件的電壓上升，另一個(gè)元件的電壓減小，以到達(dá)并聯(lián)晶閘管電流安排根本上勻稱。 總結(jié)（3分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱習(xí)題課（第二章）課次第（16）次課課時(shí)2課型理論（）；試驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；探討（）；其他（）教學(xué)目的通過習(xí)題課，講解典型例題與第二章作業(yè)題，解決學(xué)生作業(yè)中存在的問題，使學(xué)生進(jìn)一步加深理解，穩(wěn)固所學(xué)學(xué)問。重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法解決方法：講解教學(xué)根本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、例題講解二、作業(yè)講解教學(xué)方法講授法教學(xué)手段互動(dòng)教學(xué)課外學(xué)習(xí)支配作業(yè)改正參考資料學(xué)習(xí)效果評測課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)支配教學(xué)后記遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)

59、院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注2-1、帶電阻性負(fù)載三相半波可控整流電路，如觸發(fā)脈沖左移到自然換相點(diǎn)之前15o處，分析電路工作狀況，畫出觸發(fā)脈沖寬度分別為10o與20o時(shí)負(fù)載兩端的ud波形。2-2、帶電阻性負(fù)載三相半波可控整流電路，當(dāng)A相VT1管無觸發(fā)脈沖時(shí)，試畫出=15o、=60o兩種狀況下的ud波形，并畫出=60o時(shí)B相VT2管兩端電壓uT2波形。教學(xué)內(nèi)容備 注2-6、現(xiàn)有單相半波、單相橋式、三相半波三種可控整流電路帶電阻性負(fù)載，負(fù)載電流Id=40A，問流過晶閘管的平均電流、有效電流各為多大？解：單相半波：IdT= Id=40A ；IT=I=kf Id=1.57*40A=62.8A單相橋式：IdT=

60、Id/2=20A ；IT=I=kf Id=31.4A三相半波：IdT= Id/3=13.3A ；IT=I=23.5 A （I=U/Rd）2-8、下圖為二相零式可控整流電路，干脆由三相溝通電源供電，試求：（1）畫出晶閘管限制角=0o、=60o的ud波形；（2）A相晶閘管的移相范圍；（3）導(dǎo)出Ud的計(jì)算公式；（4）Udmax與Udmin各為多少？ 解：（2）晶閘管的移相范圍為0o150o（3）當(dāng)0o 120o時(shí)：當(dāng) 120o時(shí)：教學(xué)內(nèi)容備 注（4）當(dāng) =0o時(shí)，Ud最大，為：當(dāng) =150o時(shí)，Ud最小，為：2-9三相全控橋式整流電路，Ld=0.2H，Rd=4，要求Ud在0220V之間變更，試求：（