電力電子技術(shù)教案講稿

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)任課教師：開(kāi)課系部：自控系授課班級(jí)：開(kāi)課教研室：自控教研室開(kāi)課學(xué)期：20xx20xx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（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)了解本課程的基本內(nèi)容及本課程在專業(yè)課中的作用；了解電力電子技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用和分類(lèi)。了解電力二極管的工作原理、基本特性和主要參數(shù)；了解晶閘管的結(jié)構(gòu)，掌握晶閘管的導(dǎo)通條件、關(guān)斷條件及門(mén)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

2、和地位；晶閘管的工作原理、工作特性難點(diǎn)：晶閘管的雙晶體管理論教學(xué)基本內(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)中的作用和地位2、電力電子技術(shù)的概念3、電力電子技術(shù)的發(fā)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(lèi)三、電力二極管1、工作原理；2、基本特性；3、主要參數(shù)四、晶閘管1、晶閘管的結(jié)構(gòu)；2、工作原理教學(xué)方法講授法教學(xué)手段課外學(xué)習(xí)安排復(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 高等教育出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排教學(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

3、的作用和地位 供電變流系統(tǒng) 專業(yè)基礎(chǔ)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)控制系統(tǒng)、供電、DCS、檢測(cè)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(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。包括電壓、電流、頻率、波形和相數(shù)的變換。1）整流器：把交流電壓變?yōu)楣潭ǖ幕蚩烧{(diào)的直流電壓。(ACàDC )2）逆變器：把固定直流電壓變?yōu)楣潭ǖ幕蚩烧{(diào)的交流電壓。(DCàAC )3）斬波器：把固定直流電壓變?yōu)榭烧{(diào)直流電壓。(DCàDC )4）交流調(diào)壓器：把固定交流電壓變?yōu)榭烧{(diào)的交流電壓。(ACàAC )5）

4、變頻器：把固定的交流頻率變?yōu)榭烧{(diào)的交流頻率。3、電力電子技術(shù)的發(fā)展 1）晶閘管：2）全控型器件：門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）；電力雙極型晶體管（BJT、GTR）；電力場(chǎng)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控制晶閘管（MCT）；集成門(mén)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Ø 電功率的大小是其最主要的參數(shù)Ø 一般工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)Ø 由信息電子電路來(lái)控制Ø 自身的功率損耗較大，

5、一般要考慮器件的散熱2、電力電子器件的分類(lèi)按照電力電子器件控制電路信號(hào)的程度分：Ø 不可控型器件：電力二極管Ø 半控型器件：晶閘管Ø 全控型器件（自關(guān)斷器件）： 按照控制信號(hào)的性質(zhì)分：Ø 電流驅(qū)動(dòng)型：GTR、GTOØ 電壓驅(qū)動(dòng)型：電力MOSFET、IGBT 按照器件內(nèi)部載流子參與導(dǎo)電的情況分為：Ø 單極型器件：電力MOSFET、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）Ø 雙極型器件：電力二極管、晶閘管、GTO、GTR、靜電感應(yīng)晶閘管（SITH）Ø 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

6、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：與普通二極管相同2、基本特性：靜態(tài)特性和動(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、晶閘管的結(jié)構(gòu)：四層三端半導(dǎo)體器件晶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(yáng)極A、陰極K、門(mén)極G其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和符號(hào)如圖所示2、晶閘管的外形常用晶閘管的外形有螺栓式和平板式兩種，其優(yōu)缺點(diǎn)如下：螺栓式：安裝、更換方便，但散熱效果差。平板式：散熱效果好，但安裝、更換比較麻煩。3、基本特性： 靜態(tài)特性：Ø 晶

7、閘管導(dǎo)通條件：應(yīng)同時(shí)具備正向陽(yáng)極電壓和正向門(mén)極電壓。Ø 晶閘管關(guān)斷條件：陽(yáng)極電流小于管子的維持電流。Ø 具體實(shí)現(xiàn)方法：陽(yáng)極電壓減小到零或加反向電壓。增大回路負(fù)載電阻。Ø 晶閘管導(dǎo)通以后門(mén)極失去作用。復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)（5分鐘）理論教學(xué)（40分鐘）遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案課題名稱§1.3 晶閘管課次第（2）次課課時(shí)2課型理論（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)掌握晶閘管的工作特性和主要參數(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：晶閘管的工作原理、工作特性和主要參數(shù)教學(xué)基本內(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)ü 額定電

8、壓UTnü 額定電流IT(AV)ü 門(mén)極觸發(fā)電流IGT和門(mén)極觸發(fā)電壓UGTü 通態(tài)平均電壓UT(AV)ü 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(hào)教學(xué)方法講授法教學(xué)手段實(shí)物課外學(xué)習(xí)安排作業(yè)3道題參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教育出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)主要內(nèi)容下次課以提問(wèn)方式進(jìn)行復(fù)習(xí)，要求通過(guò)作業(yè)掌握課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排教學(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、晶閘管的結(jié)構(gòu)：四層三端半導(dǎo)體器件2、晶閘管的外形3、基本特性： 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

9、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：Ø 開(kāi)通過(guò)程Ø 關(guān)斷過(guò)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UTnØ 晶閘管的額定電壓UTn是取UDRM和URRM中較小的一個(gè)。Ø 選擇晶閘管的額定電壓時(shí)應(yīng)考慮安全余量（23倍），即選實(shí)際工作時(shí)最大電壓的23倍。2）晶閘管的額定電流IT(AV)晶閘管的額定電流用一定條件下的最大通態(tài)平均電流來(lái)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)（

10、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)。注意：Id、IdT、IT(AV)及I、IT、ITn的區(qū)別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(mén)極觸發(fā)電流IGT和門(mén)極觸發(fā)電壓UGT在室溫下，晶閘管施加6V正相陽(yáng)極電壓時(shí)，使元件完全開(kāi)通所必須的最小門(mén)極電流，稱為門(mén)極觸發(fā)電流，對(duì)應(yīng)于門(mén)極觸發(fā)電流時(shí)的門(mén)極（觸發(fā)）電壓，稱為門(mén)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(yáng)極和陰極間電壓降的平均值，稱為通

11、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)所必須的最小陽(yáng)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(hào)后能維持通態(tài)所必須的最小電流。一般IL=(24) IH。5、型號(hào)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（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)認(rèn)識(shí)典型全控型器件，如GTO、GTR 、IGBT等，重點(diǎn)掌握器件的工作特性和主要參數(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法重點(diǎn)：器件的工作原理、工作特性和主要參數(shù)。教學(xué)基本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、門(mén)極可關(guān)斷晶

12、閘管（GTO）1、結(jié)構(gòu)和工作原理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、結(jié)構(gòu)和工作原理2、GTR的基本特性：靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性3、GTR的主要參數(shù)三、IGBT1、IGBT的結(jié)構(gòu)和工作原理2、IGBT的基本特性：靜態(tài)特性和動(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)安排自學(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 高等教育出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排教學(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(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）Ø GTO是一種具有自關(guān)斷能力的閘流特性功率半導(dǎo)體器件。

13、6; 既具有普通晶閘管的耐壓高、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)斷能力、頻率較高、使用方便等。Ø 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的結(jié)構(gòu)及工作原理GTO的結(jié)構(gòu)與普通晶閘管相似，也是PNPN四層三端半導(dǎo)體器件，三端 A、G和K分別表示GTO的陽(yáng)極、門(mén)極和陰極。與普通晶閘管不同的是，可以從門(mén)極抽出電流而使其關(guān)斷。GTO的觸發(fā)導(dǎo)通原理與普通晶閘管相似，當(dāng)陽(yáng)極加正向陽(yáng)極電壓、門(mén)極加觸發(fā)信號(hào)后可使GTO觸發(fā)導(dǎo)通。因此，通過(guò)門(mén)極加正觸發(fā)信號(hào)使GTO觸發(fā)導(dǎo)通，通過(guò)門(mén)極加負(fù)觸發(fā)信號(hào)使GTO關(guān)斷。2GTO的主要特性GTO的陽(yáng)極伏安特性與普通晶閘管相似GT

14、O的動(dòng)態(tài)特性如圖所示，由圖可以看出，GTO的開(kāi)通時(shí)間包括延遲時(shí)間和上升時(shí)間，其大小取決于器件特性、門(mén)極電流上升率以及門(mén)極信號(hào)的幅值大小。GTO的關(guān)斷過(guò)程包含三個(gè)時(shí)間區(qū)間，即存儲(chǔ)時(shí)間、下降時(shí)間和尾部時(shí)間，其中存儲(chǔ)時(shí)間和下降時(shí)間的和定義為關(guān)斷時(shí)間。3GTO的主要參數(shù)GTO的基本參數(shù)與普通晶閘管大多相同，不同的主要參數(shù)敘述如下：（1）最大可關(guān)斷陽(yáng)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(mén)極關(guān)斷負(fù)電流波形、陽(yáng)極電壓上升率、工作頻率及電路參數(shù)的變化等。（2）電流關(guān)斷增益為最大可關(guān)斷陽(yáng)極電流與門(mén)極最大負(fù)電流之比。表示GTO的關(guān)斷能力，值越大，說(shuō)明門(mén)極電流對(duì)陽(yáng)極電流的控制能力愈強(qiáng)。組織上

15、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）Ø 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）。Ø 具有控制方便、開(kāi)關(guān)時(shí)間短、通態(tài)壓降低、高頻特性好等優(yōu)點(diǎn)；Ø 因此廣泛應(yīng)用在交直流調(diào)速、不間斷電源、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、結(jié)構(gòu)和工作原理常用的電力晶體管有單管、達(dá)林頓管和達(dá)林頓晶體管模塊三大系列。1）單管GTR：結(jié)構(gòu)有PNP和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

16、開(kāi)關(guān)速度和較低的功率損耗等，因此在GTR的制造過(guò)程中采取了特殊的措施以保證功率應(yīng)用的需要，如擴(kuò)大結(jié)片的面積、采用特殊形狀的管芯圖形、精細(xì)結(jié)構(gòu)等制造工藝。2）達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的GTR：解決單管GTR的電流增益較低的問(wèn)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)管決定。與單管GTR相比，達(dá)林頓GTR提高了電流增益，但飽和壓降增加，且開(kāi)關(guān)時(shí)間增加。實(shí)用達(dá)林頓電路是將達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的GTR、穩(wěn)定電阻R1、R2、加速二極管VD1和續(xù)流二極管VD2等制作在一起。3）GTR模塊：作為大功率開(kāi)關(guān)應(yīng)用最多的還是GTR模塊。為了改善器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程和并聯(lián)使用方便，中間級(jí)晶體管的基極

17、均有引線引出。2GTR的主要特性GTR的主要特性可分為靜態(tài)特性和動(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)、臨界飽和區(qū)、飽和區(qū)。GTR作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)，交替工作在飽和區(qū)和截止區(qū)，在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中必須快速地通過(guò)放大區(qū)和臨界飽和區(qū)。GTR的動(dòng)態(tài)特性主要指開(kāi)關(guān)特性。GTR的開(kāi)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(guò)程中的重要參數(shù)。一般開(kāi)通時(shí)間比關(guān)斷時(shí)間短，容量越大，開(kāi)關(guān)時(shí)間也越長(zhǎng)，但仍比快速晶閘管短。為了抑制過(guò)高的對(duì)GTR的危害，使用時(shí)可在集-射極之間并聯(lián)阻容緩沖電路。 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)

18、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、最大電流額定值和最大散耗功率。（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(duì)應(yīng)的最高電壓額定值用、和表示，一般情況下：在GTR產(chǎn)品目錄中作為電壓額定值給出，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須考慮一定的裕量，GTR的電壓額定應(yīng)滿足式中為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(guò)集電極的最大電流值。為了提高GTR的輸出功率，集電極輸出電流應(yīng)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(huì)使GTR的電氣

19、性能變差，甚至損壞器件。因此在實(shí)際應(yīng)用電路中，為了確保使用的安全與穩(wěn)定，GTR的最大電流額定值應(yīng)滿足式中為流過(guò)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(duì)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和集電極電流的乘積決定。由于這部分能量將轉(zhuǎn)化為熱能并使GTR發(fā)熱，因此，GTR在使用中的散熱條件是十分重要的。遼寧冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿教學(xué)內(nèi)容備 注三、IGBTØ IGBT是一種復(fù)合型器件。Ø 它將MOSFET和GTR的優(yōu)點(diǎn)集于一身，既具有輸入阻抗高、工作速度快、熱穩(wěn)定性好和驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)

20、單、驅(qū)動(dòng)電流小等優(yōu)點(diǎn)，又具有通態(tài)電壓低、耐壓高和承受電流大等優(yōu)點(diǎn)。Ø 在電機(jī)控制、中頻和開(kāi)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和GTR。1IGBT的結(jié)構(gòu)及工作原理IGBT是在功率MOSFET的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)P+層發(fā)射極，形成PN結(jié)J1，并由此引出集電極C，柵極G和發(fā)射極E。IGBT的開(kāi)通和關(guān)斷是由柵極電壓來(lái)控制的。柵極施以正電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為PNP晶體管提供基極電流，從而使IGBT導(dǎo)通。此時(shí)，從P+區(qū)注入到N-區(qū)的空穴對(duì)N-區(qū)進(jìn)行電導(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。在柵極上施以負(fù)電壓時(shí)，MOSFE

21、T內(nèi)溝道消失，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)特性和動(dòng)態(tài)特性。1）靜態(tài)特性主要有輸出特性和轉(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)、飽和區(qū)、放大區(qū)（有源區(qū)）。飽和導(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控制，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(duì)集電極電流的控制關(guān)系。在大部分范圍內(nèi)，與呈線性關(guān)系，只有當(dāng)接近開(kāi)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）IGBT的動(dòng)態(tài)特性也稱開(kāi)關(guān)特性，包括開(kāi)

22、通和關(guān)斷兩個(gè)部分。IGBT的的開(kāi)通時(shí)間由開(kāi)通延遲時(shí)間和電流上升時(shí)間兩部分組成，通常開(kāi)通時(shí)間為（0.51.2）。開(kāi)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%升高到其幅值的90%所需的時(shí)間為。IGBT的關(guān)斷過(guò)程是從正向?qū)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到正向阻斷狀態(tài)的過(guò)程，關(guān)斷時(shí)間也是由關(guān)斷延遲時(shí)間和電流下降時(shí)間兩部分組成。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%降低到其幅值的10%所需的時(shí)間。在下降時(shí)間

23、內(nèi)，集電極電流的波形分為和兩段，對(duì)應(yīng)于IGBT內(nèi)部MOSFET的關(guān)斷過(guò)程，在這段時(shí)間內(nèi)集電極電流下降較快；對(duì)應(yīng)于IGBT內(nèi)PNP晶體管的關(guān)斷過(guò)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，它決定了IGBT的最高工作電壓。（2）開(kāi)啟電壓 是IGBT導(dǎo)通所需的最低柵射極電壓，它隨溫度升高而下降。（3）通態(tài)壓降 通態(tài)壓降決定了通態(tài)損耗，通常IGBT的通態(tài)壓降為23V。（4）最大柵射極電壓 為了限制故障情況下的電流和確保長(zhǎng)期使用的可靠性，應(yīng)將柵射極電壓限制在20V以內(nèi)，一般取15V左右。（5）集電極連續(xù)電流和峰值電流

24、 集電極流過(guò)的最大連續(xù)電流即為IGBT的額定電流，在不超過(guò)額定結(jié)溫的情況下，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)集電極電流大到一定程度時(shí)，NPN晶體管因過(guò)高的正偏置而導(dǎo)通，造成寄生晶閘管開(kāi)通，導(dǎo)致IGBT柵極失去控制作用，這就是鎖定效應(yīng)，也稱為擎住效應(yīng)。因過(guò)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(guò)程中由于過(guò)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)更容易發(fā)生。為了避免IGBT發(fā)生鎖定現(xiàn)象，必須規(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)定的值是根據(jù)避免動(dòng)態(tài)鎖定而確定的。在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮一定的安全裕量，以保證電流不超過(guò)。

25、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（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)熟悉各種單相可控整流電路，明白負(fù)載性質(zhì)對(duì)整流電路性能的影響；掌握單相相控整流電路在不同性質(zhì)負(fù)載下的工作原理，控制角移相范圍，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)：?jiǎn)蜗嘞嗫卣麟娐吩诓煌再|(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)基本內(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）（電路圖、工作原理、波形分析、

26、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(shì)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)安排作業(yè)題5道；思考題2道參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教育出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)作業(yè)、上課提問(wèn)、測(cè)驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排晚自習(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、單相半波可控整流電路（一）

27、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)必須滿足：a.u2為正半波（正向陽(yáng)極電壓）。b.有觸發(fā)脈沖（正向門(mén)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)共有以下兩種情況：a.u2為正但無(wú)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：根據(jù)如上分析，可畫(huà)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a和qa：從晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓開(kāi)始到晶閘管導(dǎo)通之間的電角度用a表示，稱為控制角（或移相角）。q：晶閘

28、管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度用q表示，稱為晶閘管的導(dǎo)通角。5、平均電壓Ud及Ud/U2與a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)a=0時(shí)kf=1.578、變壓器二次側(cè)供給的有功功率、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)： a=0時(shí)，cosf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 當(dāng)0wt<wtVT截止， ud=0，uT=u2，id=0當(dāng)wt=wt1時(shí) 晶閘管開(kāi)始導(dǎo)通； wt1wt<wt2

29、VT導(dǎo)通，此時(shí)有：ud =u2，uT=0， 從零上升； wt=wt2時(shí)， id達(dá)到最大wt2wtwt3 此時(shí)：ud =u2 ，uT=0 ，id逐漸下降wt3wt<wt4 此時(shí)由于eL的作用，繼續(xù)維持晶閘管導(dǎo)通，eL正的在減少，u2負(fù)的在增大. ud=u2 wt=wt4 此時(shí)晶閘管關(guān)斷，id=0wt4wt<wt5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(guò)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 T為晶閘管的導(dǎo)通角 為二極管的導(dǎo)

30、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)0°90°時(shí)，每一個(gè)晶閘管導(dǎo)通半個(gè)周期。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

31、: 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(0°90°)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(yáng)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(shì)負(fù)載 1、電路圖 2、工作原理及波形 (1)只有時(shí)，觸發(fā)對(duì)應(yīng)的晶閘管

32、才能使之導(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(wú)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)為一直線保證電流連續(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(guò)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)

33、流二極管時(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qT=p-a 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（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生掌握三相半波相控整流電路的工作原理；不同負(fù)載性質(zhì)、不同控制角時(shí)的工作情況分析；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)基本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)三相半波相控整流電路的工作原

34、理；不同負(fù)載性質(zhì)、不同控制角時(shí)的工作情況分析；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)安排作業(yè)題3道；思考題1道參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教育出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)作業(yè)、上課提問(wèn)、測(cè)驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排晚自習(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 三相交流電uA uB uC畫(huà)法uAB uBC uCA uBA uCB uAC畫(huà)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(duì)應(yīng)的自然換流點(diǎn)(2) 波形分析如下a.0o<30o時(shí)Ud=1.17U2fcosab.30o<1

35、50o時(shí)移相范圍(0o,150o)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（二）大電感性負(fù)載當(dāng)30o時(shí)，Ud波形與純電阻時(shí)一樣。當(dāng)>30o時(shí)1、電路圖2、工作原理及波形分析3、公式（1）Ud=1.17U2cosa Id=Ud/Rd（2）IdT= Id /3 （3）移相范圍：0 oa<90 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（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)使學(xué)生

36、掌握三相橋式相控整流電路的工作原理；不同負(fù)載性質(zhì)、不同控制角時(shí)的工作情況分析； 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)基本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、三相橋式全控整流電路1、電路圖2、工作原理及波形分析3、對(duì)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)安排作業(yè)題5道；參考資料電力電子技術(shù) 浣喜明 高等教育出版社 2004.08學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)作業(yè)、上課提問(wèn)、測(cè)驗(yàn)方式課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排晚自習(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(yáng)極組（4，6

37、，2）。（2）要使負(fù)載上有電流流過(guò)，則必須使共陰極組和共陽(yáng)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(duì)應(yīng)的a=0的點(diǎn)；共陽(yáng)極組的自然換流點(diǎn)在對(duì)應(yīng)的b,d,f,h點(diǎn)。兩組的自然換流點(diǎn)對(duì)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和6導(dǎo)通，ud=uABbc區(qū)間：A為正，C為負(fù)，1和2導(dǎo)通，ud=uAC cd區(qū)間：B為正，C為負(fù)，3和2導(dǎo)通，ud=uBC de區(qū)間：B為正，A為負(fù)，3和4導(dǎo)通，ud=uBAef區(qū)間：C為正，A為負(fù)，5和4導(dǎo)通，ud=uCAfg區(qū)間：C為正，B為負(fù)，5和6導(dǎo)通，ud=uCB

38、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)， ud=0（4）當(dāng)=120o時(shí)，ud波形雜亂3、對(duì)觸發(fā)脈沖的要求（1）晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通順序1234561（2）觸發(fā)脈沖必須滿足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=2.34U2cosa 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

39、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)行換流（）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，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）0o<60o時(shí) Ud=1.17U2（1+cosa） （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）60o<180o時(shí)或則：Ud=1.17U2（1+cosa）所以，三相半控橋電阻性負(fù)載時(shí)：Ud=1.17U2（1+cosa）（0o

40、180o）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（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)通過(guò)習(xí)題課，講解典型例題和第一章作業(yè)題，解決學(xué)生作業(yè)中存在的問(wèn)題，使學(xué)生進(jìn)一步加深理解，鞏固所學(xué)知識(shí)。重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法解決方法：講解教學(xué)基本內(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)安排作業(yè)改正參考資料學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排教學(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(guò)晶閘管的電流由什么決定？晶閘管的關(guān)斷條件是

41、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(yáng)極電壓；（2）正相門(mén)極電壓導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流由負(fù)載電流（或電源和負(fù)載）決定關(guān)斷條件：流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極電流減小到維持電流以下實(shí)現(xiàn)方法：（1）減小陽(yáng)極電壓到零或加反向陽(yáng)極電壓；（2）增大負(fù)載電阻晶閘管導(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(hào)為KP100-3、維持電流為3mA的晶閘管，使用在圖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）如果晶閘管導(dǎo)通，則流過(guò)晶閘管的電流為，小于維持電流，顯然不合理；（2）晶閘管承受的最大電壓為，超過(guò)了晶閘管的額定

42、電壓（300V），因此不合理；（3）如果晶閘管導(dǎo)通，則流過(guò)晶閘管的電流為，超過(guò)了晶閘管的額定電流（100A），因此不合理。1-9圖1-29中陰影部分表示流過(guò)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)。如不考慮安全余量，額定電流電流100A的晶閘管（a），。（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交流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(cè)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控制角。解：用直流電壓表測(cè)得電阻兩端電壓就是直流平均電壓，則；由，可得：，所以：1-1

43、3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交流直接供電與用變壓器降壓到60V供電，都采用單相半波可控整流電路，是否都能滿足要求？試比較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(duì)電源要求的容量。解：（1）由知，當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)，所以可以滿足要求。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(duì)應(yīng)，所以可以滿足要求。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)，試用單相半波和單相全

44、波兩種整流電路來(lái)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(duì)應(yīng)，所以：，；（b）單相全波由知，當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)，所以：，；此時(shí)，；1-15單相橋式全控整流電路，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(guò)晶閘管和續(xù)流管的電流平均值、有效值。解：（a）無(wú)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(duì)恒溫電爐供電，電爐電熱絲電阻為

45、34，直接由交流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)電路實(shí)驗(yàn)課次第（11）次課課時(shí)2課型理論（）；實(shí)驗(yàn)（）；實(shí)習(xí)（）；、實(shí)務(wù)（）；習(xí)題課（）；討論（）；其他（）教學(xué)目標(biāo)通過(guò)實(shí)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)掌握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)基本內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、安全問(wèn)題二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備3、實(shí)驗(yàn)線路及原理4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（包括接線

46、）5、數(shù)據(jù)波形紀(jì)錄三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及思考題教學(xué)方法講授法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法教學(xué)手段實(shí)物教學(xué)法課外學(xué)習(xí)安排預(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實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)學(xué)習(xí)效果評(píng)測(cè)課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)安排寫(xiě)實(shí)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 注實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程為了順利完成電力電子技術(shù)及電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)時(shí)人身安全與設(shè)備可靠運(yùn)行要嚴(yán)格遵守如下安全操作規(guī)程：(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，絕對(duì)不允許實(shí)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)載使用。(2)為了提高學(xué)生的安全用電常識(shí)，任何接線和拆線都必須在切斷主電源后方可進(jìn)行。(3)為了提高實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的效率，學(xué)生獨(dú)立完成接線或改

47、接線路后，應(yīng)仔細(xì)再次核對(duì)線路，并使組內(nèi)其他同學(xué)引起注意后方可接通電源。(4)如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生過(guò)流告警，應(yīng)仔細(xì)檢查線路以及電位器的調(diào)節(jié)參數(shù)，確定無(wú)誤后方能重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(5)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意所接儀表的最大量程，選擇合適的負(fù)載完成實(shí)驗(yàn)，以免損壞儀表、電源或負(fù)載。(6)電源控制屏以及各掛件所用保險(xiǎn)絲規(guī)格和型號(hào)是經(jīng)我們反復(fù)實(shí)驗(yàn)選定的，不得私自改變其規(guī)格和型號(hào)，否則可能會(huì)引起不可預(yù)料的后果。(7)在完成電流、轉(zhuǎn)速閉環(huán)實(shí)驗(yàn)前一定要確保反饋極性是否正確，應(yīng)構(gòu)成負(fù)反饋，避免出現(xiàn)正反饋，造成過(guò)流。(8)除作階躍起動(dòng)試驗(yàn)外，系統(tǒng)起動(dòng)前負(fù)載電阻必須放在最大阻值，給定電位器必須退回至零位后，才允許合閘起動(dòng)并慢慢增加

48、給定，以免元件和設(shè)備過(guò)載損壞。(9)在直流電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，要先開(kāi)勵(lì)磁電源，后加電樞電壓。在完成實(shí)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、實(shí)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)掌握鋸齒波同步移相觸發(fā)電路的調(diào)試方法。2、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備KZS-1型可控硅直流調(diào)速裝置 3、實(shí)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(cè)、鋸齒波形成、移相控制、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(cè)環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓UT來(lái)控制鋸

49、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(duì)C2充電形成鋸齒波；當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，電容C2通過(guò)R4、V3放電。調(diào)節(jié)電位器RP1可以調(diào)節(jié)恒流源的電流大小，從而改變了鋸齒波的斜率?？刂齐妷篣ct、偏移電壓Ub和鋸齒波電壓在V5基極綜合疊加，從而構(gòu)成移相控制環(huán)節(jié)，RP2、RP3分別調(diào)節(jié)控制電壓Uct和偏移電壓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和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，供單相整流及逆變實(shí)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，所有的測(cè)試信號(hào)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、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1) 鋸齒