《電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版)》電子課件第七章

§7-1晶閘管§7-2晶閘管整流電路§7-4晶閘管的選擇和保護(hù)§7-5晶閘管的觸發(fā)電路§7-8晶閘管的其他應(yīng)用電路§7-3負(fù)載類型對晶閘管整流的影響§7-6有源逆變電路§7-7無源逆變電路1.掌握晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號及作用.2.熟悉晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷的條件.3.理解晶閘管的可控的單向?qū)щ娦?4.熟悉晶閘管的主要參數(shù).5.掌握用萬用表對晶閘管的簡單測試方法.6.了解快速晶閘管、可逆晶閘管和雙向晶閘管及其圖形符號.§7-1晶閘管一、晶閘管的結(jié)構(gòu)、符號PPNNA陽極K陰極G門極AKG晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管的符號晶閘管的導(dǎo)電特點(diǎn)：

（1）晶閘管具有單向?qū)щ娞匦裕?）晶閘管的導(dǎo)通是通過門極控制的晶閘管導(dǎo)通的條件：（1）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(gè)電壓稱為觸發(fā)電壓.（以上兩個(gè)條件，必須同時(shí)滿足，晶閘管才能導(dǎo)通）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流IH（2）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（只要具備其中一個(gè)條件就可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷）二、晶閘管的工作特性（1）晶閘管一旦觸發(fā)導(dǎo)通，就能維持導(dǎo)通狀態(tài)，門極失去控制作用.要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，必須減小陽極電流到維持電流IH以下.小結(jié)：

（2）晶闡管具有“可控”的單向?qū)щ娞匦?，所以晶閘管又稱單向可控硅.“可控”有兩層含義：一是晶閘管的導(dǎo)通是受門極控制的；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.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A與陰極K可承受很大的電壓，通過很大的電流（電流可大到幾百安培以上），因此，晶闡管可實(shí)現(xiàn)弱電對強(qiáng)電的控制.三、晶閘管的主要參數(shù)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)加在晶閘管A與K間的正向峰值電壓反向重復(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，允許通過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，通過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，門極斷路時(shí)，維持晶閘管導(dǎo)通所必須的最小電流晶閘管由通到斷的臨界電流晶閘管在正向工作時(shí)，可能處于導(dǎo)通狀態(tài)，也可能處于阻斷狀態(tài).晶閘管的參數(shù)中，斷態(tài)和通態(tài)都是為了區(qū)分正向的兩種不同狀態(tài)，因此，“正向”二字可省去.四、晶閘管的型號五、晶閘管的簡單測試晶閘管門極G與陰極K之間有一個(gè)PN結(jié)，類似一只二極管，具有單向?qū)щ娦?，而陽極A與門極G之間有兩個(gè)PN結(jié)，陽極A與陰極K之間有三個(gè)PN結(jié)，因這些PN結(jié)是反串在一起的，正、反向電阻均很大.1.熟練掌握單相可控整流電路的工作原理，并繪制不同控制角下的輸出電壓和電流波形，會(huì)計(jì)算輸出電壓、電流，會(huì)選擇晶閘管與整流二極管.2.會(huì)分析三相可控整流電路電阻性負(fù)載時(shí)的工作原理，會(huì)繪制不同控制角輸出電壓的波形，并能計(jì)算可控整流電路輸出電壓、電流.返回章目錄§7-2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，方便地改變直流輸出電壓的大小，即可控整流.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）電路組成及工作原理t1t1t2t2u1u20ug0uLπ2πt1t2t1t1t2t2αα控制角α——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.θθ導(dǎo)通角θ——晶閘管實(shí)際導(dǎo)通的角度.α+θ=π改變α的大小，即可改變輸出電壓uL的波形.

α

越大，θ越小.把控制角α的變化范圍稱為移相范圍.單相半波可控整流電路的移相范圍為：0～π（2）主要參數(shù)計(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓（3）電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，調(diào)整方便缺點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)大，設(shè)備利用率低例7-1

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)改變控制角α的大小可改變輸出電壓的高低，移相范圍為：0o～180o2、單相半控橋式整流電路（1）電路組成及工作原理V3V4V2V1RLu2正半周單相整流電路ωt<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單相橋式可控整流電路的移相范圍為：0～π單相可控整流電路to23u2to23uLto23ugαααθθ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（2）主要參數(shù)計(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓（3）電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓脈動(dòng)小，設(shè)備利用率高缺點(diǎn)：元件多例7-2

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V3V4V2V1RLu2V5用一只晶閘管的單相橋式可控整流電路V5在電路中不承受反向電壓，只要給晶閘管加上觸發(fā)信號，晶閘管即能導(dǎo)通，作用相當(dāng)于接在負(fù)載電路中的一只開關(guān).注意：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)：晶閘管前不能接濾波電容C，否則當(dāng)電源電壓過零時(shí)，會(huì)影響晶閘管的關(guān)斷.二、三相可控整流電路1、三相半波可控整流電路（1）電路組成及工作原理TRLL1L2L3UV1V2V3VW三相半波整流電路三相半波可控整流電路uLiL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+-uLωt0ugαααθθθVUWα=0°時(shí)，工作波形θ

=120°uLωt0ugΘ=1200Θ=1200Θ=1200VUW輸出波形連續(xù)α=60°時(shí)，工作波形θ

=90°θ

＜120°uLωt0ug600θθθ600600VUW輸出波形不連續(xù)α=90°時(shí)，工作波形θ＜120°θ

=60°uLωt0ug900θθ900900θVUW小結(jié):（1）改變觸發(fā)脈沖的時(shí)間，就能改變整流電路輸出電壓uL的大?。寒?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)載電流平均值通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓（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，電源平衡性較好缺點(diǎn)：如直接接電網(wǎng)，會(huì)造成電網(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L1L2L3TRLV1V2V3UVWV4V5V6iL（1）電路組成及工作原理自然換相點(diǎn)為各晶閘管控制角的起點(diǎn)當(dāng)控制角為α?xí)r-三相半控橋式整流電路ug0ωtαααuL+ug0ωtα=0°時(shí)，工作波形輸出波形同三相橋式整流電路θθθθ=120°ug0ωt600α=60°時(shí)，工作波形600600θ=120°θθθ0°<α≤60°輸出波形連續(xù)ug0ωtα=90°時(shí)，工作波形900900900θθθθθ<120°θ=90°60°<α<180°輸出波形不連續(xù)小結(jié):（1）改變觸發(fā)脈沖的時(shí)間，就能改變整流電路輸出電壓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)，波形連續(xù)，θ=120°θ<120°承受相應(yīng)的線電壓.移相范圍為：α＝0°～180°思考：如果觸發(fā)脈沖在自然換相之前加入，輸出波形會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？（2）主要參數(shù)計(jì)算輸出電壓的平均值負(fù)載電流平均值通過晶閘管的平均電流晶閘管承受的最大電壓（3）電路特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：輸出電壓較高，脈動(dòng)性較小，輸出電壓連續(xù)可調(diào)范圍寬.缺點(diǎn)：需用三只晶閘管，需三套觸發(fā)電路.如果觸發(fā)脈沖在自然換相點(diǎn)之前加入，輸出電壓將會(huì)發(fā)生缺相，這在實(shí)際生產(chǎn)中必須避免.1.了解單相可控整流電路電感性負(fù)載和反電動(dòng)勢負(fù)載情況下對輸出信號的影響.2.了解單相可控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)的失控現(xiàn)象及消除方法.返回章目錄§7-3負(fù)載類型對晶閘管整流的影響一、電感性負(fù)載的影響電感性負(fù)載：電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組，各種電感線圈.V3V4V2V1RLu2L當(dāng)電源過零時(shí)，晶閘管不能及時(shí)關(guān)斷，使晶閘管導(dǎo)通時(shí)間延長.當(dāng)控制角突然增大或觸發(fā)信號突然丟失時(shí)，電感性負(fù)載單相橋式可控整流電路1、正常工作2、失控現(xiàn)象0ug0uLV1V4V1V3V2V3V2V4整流整流續(xù)流續(xù)流V2V3整流正常工作失控現(xiàn)象使電路失控.晶閘管連續(xù)導(dǎo)通，而整流二極管交替導(dǎo)通3、加續(xù)流二極管后的工作V3V4V2V1RLu2LV5加續(xù)流二極管后的電路0ug0uLV1V4V5V2V3V5整流整流續(xù)流續(xù)流

在生產(chǎn)實(shí)際中，一旦發(fā)生失控，導(dǎo)通的晶閘管將因過熱而損壞，為了防止失控現(xiàn)象的發(fā)生，必須采取預(yù)防措施——在負(fù)載兩端并聯(lián)一只續(xù)流二極管.ααθθ整流續(xù)流+-uL-+

當(dāng)整流元件工作時(shí)，負(fù)載電流經(jīng)電源構(gòu)成回路，當(dāng)整流元件不工作時(shí)，負(fù)載中電流經(jīng)續(xù)流二極管構(gòu)成回路.由以上分析可知：晶閘管的導(dǎo)通角為θ時(shí)，續(xù)流二極管的導(dǎo)通角為2π-2θ流過晶閘管和整流二極管的平均電流為：流過續(xù)流二極管的平均電流為：例6-3有一單相半控橋式整流電路，負(fù)載為直流電阻為5Ω的感性負(fù)載，輸入電壓U2=220V，試求控制角α=300時(shí)的輸出電壓，晶閘管中的電流平均值，續(xù)流二極管中的電流平均值.解：負(fù)載的平均電壓：負(fù)載的平均電流：流過晶閘管的平均電流：流過續(xù)流二極管的平均電流：二、反電動(dòng)勢負(fù)載的影響V3V4V2V1u2E當(dāng)電源電壓u2>E時(shí)，加觸發(fā)信號，晶閘管才能導(dǎo)通反電動(dòng)勢負(fù)載單相半控橋式整流電路0uL0ugEαθ0iL當(dāng)電源電壓等于E時(shí)，晶閘管關(guān)斷晶閘管導(dǎo)通角θ變小了，輸出電流幅值增大反電動(dòng)勢負(fù)載的影響：采取的措施：在負(fù)載回路上串聯(lián)平波電感器，然后在其兩端再并一個(gè)續(xù)流二極管1.對不同的單相可控整流電路，能選擇與之適應(yīng)的晶閘管.2.了解晶閘管的過壓和過流保護(hù)電路.返回章目錄§7-4晶閘管的選擇和保護(hù)一、晶閘管的選擇二、晶閘管的保護(hù)一、晶閘管的選擇1、電壓等級的選擇2、電流等級的選擇例6-4

負(fù)載為純電阻性的單相半控橋式整流電路，輸出直流電流電壓為UL=0~60V，直流電流為0~10A，試計(jì)算晶閘管反向峰值電壓URM與It（AV），并選擇合適的晶閘管.解：由設(shè)輸出電壓最大（60V）時(shí)的控制角則考慮到整流器件上壓降等因素，U2取值比計(jì)算值高10%，故取晶閘管承受的反向峰值電壓晶閘管應(yīng)取的反向峰值電壓通過晶閘管的最大平均電流晶閘管應(yīng)取的通態(tài)平均電流可選用通態(tài)平均電流為10A，額定電壓為200V的KP10—2晶閘管.例6-5

一只接有續(xù)流二極管的單相半控橋式整流電路，RL=5Ω，輸入電壓U2=220V，晶閘管控制角α=60°.試計(jì)算（1）晶閘管承受的反向峰值電壓；（2）通過晶閘管的實(shí)際工作電流，并選擇合適的管型.解：（1）晶閘管承受的反向峰值電壓晶閘管應(yīng)取的反向峰值電壓（2）通過晶閘管的實(shí)際工作電流輸出的直流電壓通過負(fù)載的平均電流導(dǎo)通角通過晶閘管的實(shí)際平均電流晶閘管應(yīng)取的通態(tài)平均電流應(yīng)選取通態(tài)平均電流為20A、額定電壓為600V的KP20—6晶閘管兩只.二、晶閘管的保護(hù)

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(hù)措施.1、過電壓保護(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)樽钄嗟入姼芯€圈上都會(huì)產(chǎn)生很高的電動(dòng)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原因：后果：過電壓即使作用時(shí)間很短，也可使晶閘管誤導(dǎo)通，甚至被擊穿損壞.（2）過壓保護(hù)的方法1）阻容吸收電路RLRLRL交流側(cè)保護(hù)直流側(cè)保護(hù)直接保護(hù)2）壓敏電阻保護(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，它具有正反向相同的很陡的電壓電流特性.正常工作時(shí)，壓敏電阻沒有擊穿，通過很小的電流；當(dāng)有電壓超過其額定電壓時(shí)，可通過高達(dá)數(shù)千安的放電電流，之后又恢復(fù)正常.2、過電流保護(hù)（1）過流產(chǎn)生的原因及后果原因：負(fù)載過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)生過電流時(shí)，溫度升高，若超過允許值，晶閘管會(huì)損壞.（2）過流保護(hù)的作用

一旦有過電流產(chǎn)生威脅晶閘管時(shí)，能在允許時(shí)間內(nèi)快速地將過電流切斷，以防晶閘管損壞.（3）保護(hù)方法FUFUFUFURLFURLFURLFU交流側(cè)保護(hù)直流側(cè)保護(hù)直接保護(hù)采用快速熔斷器進(jìn)行保護(hù)熔斷速度很快快速熔斷器熔斷時(shí)間比普通熔斷器短，所以實(shí)際使用時(shí)，切不可用普通熔斷器來代替快速熔斷器.否則，一旦發(fā)生過流，普通熔斷器還未來得及熔斷，晶閘管就已經(jīng)燒毀了.1.掌握單結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)、符號及作用.2.熟悉單結(jié)晶體管觸發(fā)電路各環(huán)節(jié)的組成、工作原理、工作點(diǎn)波形的形成、電路的特點(diǎn)等.返回章目錄觸發(fā)電路：為晶閘管提供觸發(fā)信號的電路對觸發(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：單結(jié)晶體管觸發(fā)電路和集成觸發(fā)電路§7-5晶閘管的觸發(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)晶體管的結(jié)構(gòu)、符號EB1B2V一個(gè)PN結(jié)三個(gè)電極：單結(jié)晶體管一個(gè)發(fā)射極，兩個(gè)基極雙基極二極管結(jié)構(gòu)符號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，其值一般為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)正向?qū)ǎ琁E顯著增加，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)工作區(qū)UV是維持管子導(dǎo)通的臨界點(diǎn)最小發(fā)射極電壓單結(jié)晶體管的工作特點(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：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)晶體管管腳的辨別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，電容通過RB1、R1迅速放電，在R1上形成脈沖波形.當(dāng)uC=UV時(shí)，單結(jié)晶體管截止，放電結(jié)束，輸出電壓降為0值，完成一次振蕩.電源再次對電容充電，并重復(fù)上述過程.充電放電uR1+-

改變RP的阻值（或電容C的大小），可改變電容充電的快慢，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(shí)刻.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

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，后面的脈沖信號均不起作用.改變電容的充放電時(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，即達(dá)到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)間越提前.

在實(shí)際工作中，通過改變RP的大小，可改變控制角的大小.4、實(shí)際應(yīng)用電路TV1V2R6V3V4V5R4R3R2R5R1ukCV6u1u2自動(dòng)控制的單結(jié)晶體管觸發(fā)電路改變uk的大小可改變控制角α的大小V3相當(dāng)于一個(gè)可變電阻，改變它的大小可改變控制角α的大小V5起續(xù)流作用V6保證只輸出正半周信號二、集成觸發(fā)器KJ004集成觸發(fā)器的應(yīng)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)信號為V2管提供觸發(fā)信號改變RP可調(diào)整控制角α的大小1.理解有源逆變的工作原理.2.掌握有源逆變的條件.3.理解逆變角和逆變失敗，了解最小逆變角.返回章目錄§7-6有源逆變電路

一、直流發(fā)電機(jī)－電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的功率傳遞直流發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)之間的能量轉(zhuǎn)換二、有源逆變電路的工作原理三相半波整流電路整流與逆變a)整流電路b)逆變電路(１)重物提升，整流電路工作在整流狀態(tài)Id＝Ud－EM(２)重物下放，整流電路工作在逆變狀態(tài)Id＝EM－Ud由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕孀儠r(shí)Id方向未變，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的方向也未變，當(dāng)重物下降時(shí)，電磁抱閘通電松開，電動(dòng)機(jī)在下降重物的帶動(dòng)下反轉(zhuǎn)并逐漸加速，產(chǎn)生的電動(dòng)勢也逐漸增加，可調(diào)節(jié)α到大于９０°，當(dāng)EM＞Ud時(shí)有Id流過，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大到與重物產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)矩相等時(shí)，重物保持勻速下降，在９０°~１８０°之間調(diào)節(jié)α值，就可方便地改變重物勻速下降的速度.三、實(shí)現(xiàn)有源逆變的條件通過以上分析，可以發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)有源逆變必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件:１.要有直流電動(dòng)勢，如直流電機(jī)的電樞電勢或蓄電池等，其極性和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值大于Ud，才能提供逆變能量.２.晶閘管的控制角α＞９０°，使Ud＜０，才能把直流功率逆變?yōu)榻涣鞴β史邓突仉娋W(wǎng).以上兩個(gè)條件，缺一不可.(１)對于半控橋式晶閘管電路或直流側(cè)并接有續(xù)流二極管的電路，由于整流電壓Ud不可能為負(fù)值，所以不能實(shí)現(xiàn)有源逆變.要實(shí)現(xiàn)逆變，只能采用晶閘管全控電路.(２)為了保證電路回路電流的連續(xù)性，逆變電路中一定要串聯(lián)大電抗.四、逆變角通過以上分析得知，同樣的整流電路既可工作在整流狀態(tài)，又可工作在逆變狀態(tài)，這兩種工作狀態(tài)的區(qū)別僅僅是控制角α的不同，當(dāng)０°＜α＜９０°時(shí)，電路工作在整流狀態(tài)，當(dāng)９０°＜α＜１８０°時(shí)，電路工作在逆變狀態(tài)，這兩種狀態(tài)的直流輸出電壓都是Ud＝Udocosα逆變角β的表示方法a)三相b)單相五、三相橋式有源逆變電路三相橋式整流電路用作有源逆變時(shí)，就成了三相橋式有源逆變電路.三相橋式有源逆變電路的工作和三相橋式整流電路一樣，要求每隔６０°依次觸發(fā)晶閘管，當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通１２０°，觸發(fā)脈沖是雙窄脈沖或?qū)捗}沖.如圖７—６１所示為β＝３０°時(shí)的輸出電壓波形.直流輸出電壓為Ud＝－２.３４U２cosβ三相全控橋式β＝３０°有源逆變電路輸出工作波形a)變壓器二次側(cè)電壓波形b)有源逆變電路輸出電壓波形六、逆變失敗原因和最小逆變角逆變電路運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換相失敗，外接的直流電源就會(huì)通過晶閘管形成短路，或者使交流電源和直流電動(dòng)勢變成順向串聯(lián)，由于逆變電路內(nèi)阻很小，超過一定的時(shí)限就會(huì)形成極大的短路電流，這種情況稱為逆變失敗，或稱為逆變顛覆.造成逆變失敗的原因很多，主要有下列幾種情況.１.觸發(fā)電路工作不可靠２.晶閘管發(fā)生故障３.交流電源發(fā)生異常４.換相時(shí)逆變角太小，

引起換相失敗1.了解無源逆變的工作原理.2.了解電路的換流方式.3.了解電壓型和電流型逆變電路.返回章目錄§7-7無源逆變電路

逆變電路及其波形舉例a)無源逆變電路原理圖b)負(fù)載上的電壓電流波形當(dāng)負(fù)載為電阻性時(shí)，輸出電流io與輸出電壓uo波形相同，且為同相位.當(dāng)負(fù)載為電感性時(shí)，io的相位滯后uo，兩者的波形的形狀不同.二、換流方式(１)器件換流利用全控器件的自關(guān)斷能力換流稱為器件換流.在采用IGBT、電力MOSFET、GTO等全控器件的電路中，其換流方式即為器件換流.(２)電網(wǎng)換流由電網(wǎng)提供換流電壓稱為電網(wǎng)換流.前面介紹的可控整流電路用有源逆變電路，都是借助電網(wǎng)電壓實(shí)現(xiàn)換流的，都屬于電網(wǎng)換流.(３)負(fù)載換流由負(fù)載提供換流電壓稱為負(fù)載換流.凡是負(fù)載電流相位