工人培訓(xùn)第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)3

中級(jí)電工培訓(xùn)目錄單相橋式整流電路P3電容濾波P5電感濾波P7復(fù)式濾波電路P8電子濾波電路P9穩(wěn)壓二極管P10簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路P13晶體管串聯(lián)穩(wěn)壓電路P16三端集成穩(wěn)壓器的型號(hào)和參數(shù)P20三端集成穩(wěn)壓器的運(yùn)用P25并聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路P29串聯(lián)型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路P33數(shù)字電路P34“與〞門(mén)電路P35“或〞門(mén)電路P38“非〞門(mén)電路P40復(fù)合邏輯門(mén)電路P42邏輯代數(shù)根底P43組合邏輯電路P74晶閘管P91晶閘管整流電路P95晶閘管的選擇P116晶閘管的維護(hù)P117晶閘管的觸發(fā)電路P122晶閘管的其他運(yùn)用電路P132雙向晶閘管簡(jiǎn)介P第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)分為：1.模擬電子技術(shù)2.數(shù)字電子技術(shù)3.電力電子技術(shù)第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)晶閘管一、晶閘管的構(gòu)造、符號(hào)PPNNA陽(yáng)極K陰極G門(mén)極AKG晶閘管的構(gòu)造晶閘管的符號(hào)晶閘管的導(dǎo)電特點(diǎn)：〔1〕晶閘管具有單導(dǎo)游電特性〔2〕晶閘管的導(dǎo)通是經(jīng)過(guò)門(mén)極控制的晶閘管導(dǎo)通的條件：〔1〕陽(yáng)極與陰極間加正向電壓〔2〕門(mén)極與陰極間加正向電壓，這個(gè)電壓稱(chēng)為觸發(fā)電壓?！惨陨蟽蓚€(gè)條件，必需同時(shí)滿足，晶閘管才干導(dǎo)通〕導(dǎo)通后的晶閘管關(guān)斷的條件：〔1〕降低陽(yáng)極與陰極間的電壓，使經(jīng)過(guò)晶閘管的電流小于維持電流IH〔2〕陽(yáng)極與陰極間的電壓減小為零〔3〕將陽(yáng)極與陰極間加反向電壓〔只需具備其中一個(gè)條件就可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷〕二、晶閘管的任務(wù)特性第五章電子技術(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，就能維持導(dǎo)通形狀，門(mén)極失去控制造用。要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，必需減小陽(yáng)極電流到維持電流IH以下。小結(jié)：〔2〕晶闡管具有“可控〞的單導(dǎo)游電特性，所以晶閘管又稱(chēng)單向可控硅?！翱煽亘曈袃蓪雍x：一是晶閘管的導(dǎo)通是受門(mén)極控制的；二是導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷是受陽(yáng)極與陰極間電壓控制的。由于門(mén)極所需的電壓、電流比較低〔電路只需幾十至幾百毫安〕，而陽(yáng)極A與陰極K可接受很大的電壓，經(jīng)過(guò)很大的電流〔電流可大到幾百安培以上〕，因此，晶闡管可實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制。三、晶閘管的主要參數(shù)斷態(tài)反復(fù)峰值電壓UDRM結(jié)溫為額定值，門(mén)極斷開(kāi)，允許反復(fù)加在晶閘管A與K間的正向峰值電壓反向反復(fù)峰值電壓URRM結(jié)溫為額定值，門(mén)極斷開(kāi)，允許反復(fù)加在晶閘管A與K間的反向峰值電壓通態(tài)平均電流IT〔AV〕在規(guī)定的環(huán)境溫度和散熱條件下，結(jié)溫為額定值，允許經(jīng)過(guò)的工頻正弦半波電流的平均值通態(tài)平均電壓UT〔AV〕結(jié)溫穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)的工頻正弦半波額定的平均電流，晶閘管導(dǎo)通時(shí)，A與K間的電壓平均值，習(xí)慣上稱(chēng)為導(dǎo)通時(shí)的管壓降維持電流IH在規(guī)定的環(huán)境溫度下，門(mén)極斷路時(shí)，維持晶閘管導(dǎo)通所必需的最小電流晶閘管由通到斷的臨界電流第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)晶閘管整流電路一、單相可控整流電路二、三相可控整流電路晶閘管組成的整流電路可以在交流電壓不變的情況下，方便地改動(dòng)直流輸出電壓的大小，即可控整流。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1.單相半波可控整流電路ＶRL單相半波可控整流電路單相半波整流電路0ug0uLπ2πt1t2u2+u2+--uL+-iL〔1〕電路組成及任務(wù)原理t1t1t2t2u1u2第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)0ug0uLπ2πt1t2t1t1t2t2αα控制角α——從晶閘管開(kāi)場(chǎng)接受正向電壓到被觸發(fā)導(dǎo)通所對(duì)應(yīng)的電角度。θθ導(dǎo)通角θ——晶閘管實(shí)踐導(dǎo)通的角度。α+θ=π改動(dòng)α的大小，即可改動(dòng)輸出電壓uL的波形。α越大，θ越小。把控制角α的變化范圍稱(chēng)為移相范圍。單相半波可控整流電路的移相范圍為：0～π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(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值經(jīng)過(guò)晶閘管的平均電流晶閘管接受的最大電壓〔3〕電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單，調(diào)整方便缺陷：輸出電壓脈動(dòng)大，設(shè)備利用率低第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)例單相半波可控整流電路中，變壓器二次側(cè)電壓U2=120V，當(dāng)控制角分別為0o、90o、120o、180o時(shí)，負(fù)載上的平均電壓分別是多少？解：α=0o時(shí)α=90o時(shí)α=120o時(shí)α=180o時(shí)改動(dòng)控制角α的大小可改動(dòng)輸出電壓的高低，移相范圍為：0o～180o2.單相半控橋式整流電路〔1〕電路組成及任務(wù)原理to

23u2to

23uLto

23ugV3V4V2V1RLu2正半周單相整流電路單相可控整流電路αααθθωt<α?xí)rV1、V4正向阻斷，V2、V3反向阻斷uL=0ωt=α?xí)rV1、V4導(dǎo)通，V2、V3反向阻斷uL=u2ωt=π時(shí)V1、V4關(guān)斷uL=0+-+-uL+-iL負(fù)半周ωt<α?xí)rV2、V3反向阻斷，V1、V4正向阻斷uL=0ωt=α?xí)rV2、V3反向阻斷，V1、V4導(dǎo)通uL=u2ωt=π時(shí)V1、V4關(guān)斷uL=0單相橋式可控整流電路的移相范圍為：0～π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(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值經(jīng)過(guò)晶閘管的平均電流晶閘管接受的最大電壓〔3〕電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)小，設(shè)備利用率高缺陷：元件多第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)例一單相橋式可控整流電路，輸入電壓U2=220V，RL=5Ω，要求輸出電壓的范圍為0～150V，試求輸出的最大電流ILM和晶閘管的導(dǎo)通角范圍？解：輸出最大平均電流當(dāng)輸出電壓為150V時(shí)查表得α≈60o晶閘管的導(dǎo)通角的范圍為第五章電子技術(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V5在電路中不接受反向電壓，只需給晶閘管加上觸發(fā)信號(hào)，晶閘管即能導(dǎo)通，作用相當(dāng)于接在負(fù)載電路中的一只開(kāi)關(guān)。留意：1.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特點(diǎn)：uL二、三相可控整流電路1.三相半波可控整流電路〔1〕電路組成及任務(wù)原理TRLL1L2L3UV1V2V3VW三相半波整流電路三相半波可控整流電路uLiLωt0ugαααθθθ各晶閘管控制角的起點(diǎn)均為各自的自然換相點(diǎn)當(dāng)控制角為α?xí)r+-VUW第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)uLωt0ugΘ=1200Θ=1200Θ=1200α=0°時(shí),任務(wù)波形θ=120°VUW輸出波形延續(xù)第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)uLωt0ug600θθθα=60°時(shí),任務(wù)波形600600θ=90°θ＜120°VUW輸出波形不延續(xù)第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)uLωt0ug900θθα=90°時(shí),任務(wù)波形900900θθ＜120°θ=60°VUW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):〔1〕改動(dòng)觸發(fā)脈沖的時(shí)間，就能改動(dòng)整流電路輸出電壓uL的大小：當(dāng)α＝0°時(shí)，輸出波形同三相半波整流電路，輸出電壓最大，α增大，輸出電壓減小，α＝150°時(shí)，uL=0。〔2〕當(dāng)α≤30°時(shí)，uL波形延續(xù)，〔3〕任一相對(duì)應(yīng)晶閘管導(dǎo)通期間，其他晶閘管接受相應(yīng)的線電壓。晶閘管關(guān)斷點(diǎn)均在下一個(gè)晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)；當(dāng)α＞30°時(shí)，uL波形斷續(xù)，晶閘管關(guān)斷點(diǎn)均在各自相電壓過(guò)θ=120°零處，θ<120°移相范圍是α＝0°～150°〔2〕主要參數(shù)計(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值經(jīng)過(guò)晶閘管的平均電流晶閘管接受的最大電壓〔3〕電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：較單相整流輸出電壓大小增大，脈動(dòng)性減小，電源平衡性較好缺陷：如直接接電網(wǎng)，會(huì)呵斥電網(wǎng)損耗；如由變壓器供電，鐵芯易發(fā)生直流磁化，使變壓器效率降低。2.三相半控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iL-ug0ωt〔1〕電路組成及任務(wù)原理自然換相點(diǎn)為各晶閘管控制角的起點(diǎn)當(dāng)控制角為α?xí)rαααuL+第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)ug0ωtα=0°時(shí),任務(wù)波形輸出波形同三相橋式整流電路θθθθ=120°第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)ug0ωt600α=60°時(shí),任務(wù)波形600600θ=120°θθθ0°<α≤60°輸出波形延續(xù)第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)ug0ωtα=90°時(shí),任務(wù)波形900900900θθθθθ<120°θ=90°60°<α<180°輸出波形不延續(xù)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):〔1〕改動(dòng)觸發(fā)脈沖的時(shí)間，就能改動(dòng)整流電路輸出電壓uL的大小：當(dāng)α＝0°時(shí)，輸出波形同三相橋式整流電路，輸出電壓最大；α增大，輸出電壓減小，α＝180°時(shí)，uL=0。α＞60°時(shí)，波形斷續(xù)，〔3〕任一相對(duì)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(dāng)α≤60°時(shí)，波形延續(xù)，θ=120°θ<120°接受相應(yīng)的線電壓。移相范圍為：α＝0°～180°〔2〕主要參數(shù)計(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值經(jīng)過(guò)晶閘管的平均電流晶閘管接受的最大電壓〔3〕電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓較高，脈動(dòng)性較小，輸出電壓延續(xù)可調(diào)范圍寬。缺陷：需用三只晶閘管，需三套觸發(fā)電路.第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)晶閘管的選擇1.電壓等級(jí)的選擇2.電流等級(jí)的選擇晶閘管的維護(hù)普通晶閘管接受過(guò)壓過(guò)流的才干很差，在運(yùn)用中，除了需有充分的的余地外，還要采取一定的維護(hù)措施。1.過(guò)電壓維護(hù)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)拉閘整流安裝直流側(cè)切斷開(kāi)關(guān)晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟入姼芯€圈上都會(huì)產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，使晶閘管接受很高的電壓〔過(guò)電壓〕?！?〕產(chǎn)生過(guò)電壓的緣由及后果緣由：后果：過(guò)電壓即使作用時(shí)間很短，也可使晶閘管誤導(dǎo)通，甚至被擊穿損壞。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(guò)壓維護(hù)的方法1〕阻容吸收電路RLRLRL交流側(cè)維護(hù)直流側(cè)維護(hù)直接維護(hù)第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)2〕壓敏電阻維護(hù)RUL1L2L3RURUL1L2L3單相電路中的接法三相電路中的Y形接法三相電路中的△形接法壓敏感電阻是一種非線性電阻,它具有正反向一樣的很陡的電壓電流特性。正常任務(wù)時(shí)，壓敏電阻沒(méi)有擊穿，經(jīng)過(guò)很小的電流；當(dāng)有電壓超越其額定電壓時(shí)，可經(jīng)過(guò)高達(dá)數(shù)千安的放電電流，之后又恢復(fù)正常。2.過(guò)電流維護(hù)〔1〕過(guò)流產(chǎn)生的緣由及后果緣由：負(fù)載過(guò)載短路其他晶閘管擊穿觸發(fā)電路使晶閘管誤觸發(fā)后果：晶閘管的熱容量較小，當(dāng)發(fā)生過(guò)電流時(shí)，溫度升高，假設(shè)超越允許值，晶閘管會(huì)損壞?！?〕過(guò)流維護(hù)的作用一旦有過(guò)電流產(chǎn)生要挾晶閘管時(shí)，能在允許時(shí)間內(nèi)快速地將過(guò)電流切斷，以防晶閘管損壞。第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)〔3〕維護(hù)方法FUFUFUFURLFURLFURLFU交流側(cè)維護(hù)直流側(cè)維護(hù)直接維護(hù)采用快速熔斷器進(jìn)展維護(hù)熔斷速度很快第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)晶閘管的觸發(fā)電路觸發(fā)電路：為晶閘管提供觸發(fā)信號(hào)的電路對(duì)觸發(fā)電路的要求：與主電路同步能平穩(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穩(wěn)定性與抗擾性能好觸發(fā)電路的分類(lèi)：?jiǎn)谓Y(jié)晶體管觸發(fā)電路和集成觸發(fā)電路一、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路1.單結(jié)晶體管〔1〕單結(jié)晶體管的構(gòu)造、符號(hào)EB1B2V一個(gè)PN結(jié)三個(gè)電極：?jiǎn)谓Y(jié)晶體管一個(gè)發(fā)射極，兩個(gè)基極雙基極二極管構(gòu)造符號(hào)EB2B1ARB2RB1VD等效電路〔2〕單結(jié)晶體管的伏安特性曲線EB2B1ARB2RB1VDUEUBB++--VPIVIPUVUP截止區(qū)負(fù)阻區(qū)飽和區(qū)uEiE0η—分壓比，其值普通為0.3~0.9當(dāng)UE<UA時(shí)，PN結(jié)反向截止，單結(jié)晶體管截止當(dāng)UE≥UA時(shí)，PN結(jié)正導(dǎo)游通，IE顯著添加，RB1迅速減小，UE下降——負(fù)阻特性管子由截止區(qū)進(jìn)入負(fù)阻區(qū)的臨界點(diǎn)——峰點(diǎn)，用P表示峰點(diǎn)電壓：峰點(diǎn)電流：IP當(dāng)UE下降至谷點(diǎn)時(shí)，谷點(diǎn)電壓為UV，谷點(diǎn)電流為IV過(guò)了V點(diǎn)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)導(dǎo)通的臨界點(diǎn)任務(wù)區(qū)UV是維持管子導(dǎo)通的臨界點(diǎn)最小發(fā)射極電壓第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)單結(jié)晶體管的任務(wù)特點(diǎn)：當(dāng)發(fā)射極電壓等于峰點(diǎn)電壓UP時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通。導(dǎo)通后，發(fā)射極電壓UE減小，當(dāng)發(fā)射極電壓減小到谷點(diǎn)電壓UV時(shí)，管子又由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂?。單結(jié)晶體管的型號(hào)：BT31、BT33、BT35等。其中，B——半導(dǎo)體，T——特種管，3——3個(gè)電極，第四個(gè)數(shù)字——耗散功率，分別為100mW、300mW、500mW。〔3〕單結(jié)晶體管管腳的區(qū)分2.單結(jié)晶體管振蕩電路UBBCRERPR2R1EB2B1V單結(jié)晶體管振蕩電路tuR10充電充電充電放電放電放電tuE0UPUV+-接通電源后，UBB經(jīng)RP、RE給電容C充電，uC按指數(shù)規(guī)律增大，當(dāng)uC=UP時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通，RB1迅速減小，電容經(jīng)過(guò)RB1、R1迅速放電，在R1上構(gòu)成脈沖波形。當(dāng)uC=UV時(shí)，單結(jié)晶體管截止，放電終了，輸出電壓降為0值，完成一次振蕩。電源再次對(duì)電容充電，并反復(fù)上述過(guò)程。充電放電uR1+-第五章電子技術(shù)和電力電子技術(shù)

—電力電子技術(shù)改動(dòng)RP的阻值〔或電容C的大小〕，可改動(dòng)電容充電的快慢，使輸出脈沖提早或移后，從而控制晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的時(shí)辰。越大，觸發(fā)脈沖后移，控制角增大，反之控制角減小。利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性和RC的充放電特性，組成頻率可調(diào)的振蕩電路。3.單結(jié)晶體管觸發(fā)電路u1V7V8V9V10RLuL+-EB1B2R4R1RERPCV5V1V2V3V4R3u2OAB單結(jié)晶體管觸發(fā)電路t0uAt0uBt0uEUPUVt0uG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(gè)周期內(nèi)，第一個(gè)脈沖可使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，后面的脈沖信號(hào)均不起作用。改動(dòng)電容的充放電時(shí)間常數(shù)，可實(shí)現(xiàn)脈沖的移相。如：增大RP或C，使τ=〔RP+RE〕C增大，充電時(shí)間變長(zhǎng)，即到達(dá)UP的時(shí)間就慢，第一脈沖輸出的時(shí)間越晚；反之，第一脈沖輸出時(shí)間越提早。在實(shí)踐任務(wù)中，經(jīng)過(guò)改動(dòng)RP的大小，可改動(dòng)控制角的大小。4.實(shí)踐運(yùn)用電路TV1V2R6V3V4V5R4R3R2R5R1ukCV6u1u2自動(dòng)控制的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路改動(dòng)uk的大小可改動(dòng)控制角α的大小V3相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，改動(dòng)它的大小可改動(dòng)控制角α的大小V5起續(xù)流作用V6保證只輸出正半周信號(hào)集成觸發(fā)器KJ004集成觸發(fā)器的運(yùn)用電路集成觸發(fā)器單相半波可控整流電路為V1管提供觸發(fā)信號(hào)為V2管提供觸發(fā)信號(hào)改動(dòng)RP可調(diào)整控制角α的大小一、逆變器逆變：整流的逆過(guò)程。即把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷倪^(guò)程。逆變電路：把直流電逆變?yōu)榻涣麟姷碾娐贩Q(chēng)為逆變電路，又稱(chēng)為逆變器。逆變器有源逆變無(wú)源逆變定義：將直流電逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率的交流電，并反送回電網(wǎng)。定義：將直流電逆變?yōu)槟骋活l率的交流電，并直接供應(yīng)交流負(fù)載。逆變過(guò)程：直流電→逆變器→交流電→交流電網(wǎng)逆變過(guò)程：直流電→逆變器→交流電→負(fù)載運(yùn)用：直流可逆調(diào)速系統(tǒng)，交流線繞式電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速和高壓直流輸電等。運(yùn)用：當(dāng)需直流電源為交流負(fù)載供電時(shí)，