第7章晶闸管可控整流电路
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第6章可控整流电路6.1 学习要求(1)了解晶闸管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
(2)了解单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。
(3)了解单结晶体管及触发电路的工作原理。
6.2 学习指导本章重点:(1)晶闸管的基本结构、工作原理、特性曲线和主要参数。
(2)单相可控整流电路的可控原理和整流电压与电流的波形。
(3)单结晶体管及触发电路的工作原理。
本章难点:(1)单相半控桥式整流电路中晶闸管的选取。
(2)单相可控整流电路接电感性负载输出电压与电流的分析。
(3)单结晶体管触发电路的工作原理。
本章考点:(1)单相可控整流电路输出直流电压的计算。
(2)单相可控整流电路接电阻性负载输出电压的分析。
(3)单相半控桥式整流电路中晶闸管的选取。
6.2.1 晶闸管晶闸管又称可控硅,是一种可控的单向导通元件,有阳极A、阴极K和控制极G三个电极。
晶闸管的导通条件为:(1)在阳极和阴极之间加适当的正向电压U A K。
(2)在控制极和阴极之间加适当的正向触发电压U G K。
晶闸管一旦导通后,控制极就失去控制作用而维持阳极与阴极之间的导通,管压降约为1V左右。
晶闸管由导通变截止称为关断,关断条件为:(1)晶闸管阳极电流小于维持电流I H。
电子技术学习指导与习题解答120 (2)或将阳极与电源断开或给阳极与阴极之间加反向电压。
晶闸管的主要参数有:额定正向平均电流I F ,维持电流I H ,正向重复峰值电压U FR M ,反向重复峰值电压U R R M 。
若晶闸管工作时通过的电流为I V S O ,承受的最高正向电压为U F M ,最高反向电压为U R M ,则应按照下列各式选取晶闸管:I F ≥I V S OU FR M ≥FM )3~2(UU R R M ≥RM )3~2(U6.2.2 单相可控整流电路 1.单相可控半波整流电路(1)电阻性负载:电路及其电压与电流波形如图 6.1所示,导通角αθ-=180,控制角α的调整范围为0~180°。
(第一章)一、填空题1、普通晶闸管内部有PN结,,外部有三个电极,分别是极极和极。
1、两个、阳极A、阴极K、门极G。
2、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时,门极上加上电压,晶闸管就导通。
2、正向、触发。
3、、晶闸管的工作状态有正向状态,正向状态和反向状态。
阻断、导通、阻断。
4、某半导体器件的型号为KP50—7的,其中KP表示该器件的名称为,50表示,7表示。
4、普通晶闸管、额定电流50A、额定电压100V。
5、只有当阳极电流小于电流时,晶闸管才会由导通转为截止。
5、维持电流。
6、当增大晶闸管可控整流的控制角α,负载上得到的直流电压平均值会。
减小。
7、按负载的性质不同,晶闸管可控整流电路的负载分为性负载,性负载和负载三大类。
7、电阻、电感、反电动势。
8、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时,负载两端的直流电压平均值会,解决的办法就是在负载的两端接一个。
8、减小、并接、续流二极管。
9、工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角、电流波形不连续、呈状、电流的平均值。
要求管子的额定电流值要些。
9、小、脉冲、小、大。
10、单结晶体管的内部一共有个PN结,外部一共有3个电极,它们分别是极、极和极。
10、一个、发射极E、第一基极B1、第二基极B2。
11、当单结晶体管的发射极电压高于电压时就导通;低于电压时就截止。
11、峰点、谷点。
12、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电压,保证在管子阳极电压每个正半周内以相同的被触发,才能得到稳定的直流电压。
12、同步、时刻。
13、晶体管触发电路的同步电压一般有同步电压和电压。
13、正弦波、锯齿波。
14、正弦波触发电路的同步移相一般都是采用与一个或几个的叠加,利用改变的大小,来实现移相控制。
14、正弦波同步电压、控制电压、控制电压。
15、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止损坏晶闸管的。
15、关断过电压。
16、为了防止雷电对晶闸管的损坏,可在整流变压器的一次线圈两端并接一个或。
目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1。
2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1)1。
3 课题设计要求 (1)1.4 课题主要内容 (2)2 主电路设计 (3)2.1 总体设计思路 (3)2.2 系统结构框图 (3)2。
3 系统工作原理 (4)2。
4 对触发脉冲的要求 (5)3 主电路元件选择 (6)3.1 晶闸管的选型 (6)4 整流变压器额定参数计算 (7)4。
1 二次相电压U2 (7)4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (8)5 触发电路的设计 (10)6 保护电路的设计 (12)6.1 过电压的产生及过电压保护 (13)6。
2 过电流保护 (13)7 缓冲电路的设计 (14)8 总结 (17)1 绪论1.1 课题背景当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用,直流调速系统是自动控制系统的主要形式.由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统(简称KZ—D系统)和旋转变流机组及其它静止变流装置相比,不仅在经济性和可靠性上有很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点,但是它承受过电压和过电流的能力较差,很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。
为了使器件能够可靠地长期运行,必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施.为此,在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护;在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护;在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护;并把快速熔断器直接与可控硅串联,对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展,该方面的用途越来越广泛.由于电力电子装置的电能变换效率高,完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%~40%,因此它是一项节能技术,整流技术就是其中很重要的一个环节.1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路,采用同步信号为锯齿波的触发电路,本触发电路分成三个基本环节:同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
单元十三电力电子技术基础(教案)注:表格内黑体字格式为(黑体,小四号,1.25倍行距,居中)13.2晶闸管可控整流电路【教学过程】组织教学:1.检查出勤情况。
2.检查学生教材,习题册是否符合要求。
3.宣布上课。
引入新课:1.可控整流电路的作用是将交流电变换为电压大小可以调节的直流电,以供给直流用电设备,如直流电动机的转速控制、同步发电机的励磁调节、电镀和电解电源等,它主要利用晶闸管的单向导电性和可控性构成。
2.通过实物演示及列举实例,让学生了解桥式整流电路的原理及应用,从而激发他们的学习兴趣。
讲授新课:13.2晶闸管可控整流电路13.2.1整流电路可控整流电路的作用是将交流电变换为电压大小可以调节的直流电,以供给直流用电设备,如直流电动机的转速控制、同步发电机的励磁调节、电镀和电解电源等,它主要利用晶闸管的单向导电性和可控性构成。
13.2.1整流电路单相半波可控整流电路虽然具有电路简单、调整方便、使用元件少的优点,但却有整流电压脉动大、输出整流电流小的缺点。
比较常用的是半控桥式整流电路,简称半控桥,其电路如图13-2-1所示。
在变压器副边电压u的正半周(a端为正)时,T1和D2承受正向电压。
这时如对晶闸管T1引入触发信号,则T1和D2导通,电流的通路为a→T1→R L→D2→b图13-2-1 电阻性负载的单相半控桥式整流电路这时T2和D1都因承受反向电压而截止。
同样,在电压u的负半周时,T2和D1(讲解)(讲解)观看PPT:整流电路)承受正向电压。
这时,如对晶闸管T 2引入触发信号,则T 2和D 1导通,电流的通路为: b→T 2→R L →D 1→a图13-2-2 电阻性负载时单相半控桥式整流电路的电压与电流的波形这时T 1和D 2处于截止状态。
电压与电流的波形如图13-2-2所示。
桥式整流电路的输出电压的平均值为2cos 219.00a U U +⋅= (13-2-1)输出电流的平均值为2cos 19.000aR U R U I L L +⋅==(13-2-2) 13.2.2晶闸管的过电流、过电压保护1.晶闸管的过电流保护由于晶闸管的热容量很小,一旦发生过电流时,温度就会急剧上升而可能把PN 结烧坏,造成元件内部短路或开路。
实验二 晶闸管可控整流电路一、实验目的1、 学习单结晶体管和晶闸管的简易测试方法。
2、 熟悉单结晶体管触发电路(阻容移相桥触发电路)的工作原理及调试方法。
3、 熟悉用单结晶体管触发电路控制晶闸管调压电路的方法。
二、实验原理可控整流电路的作用是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。
图20-1 所示为单相半控桥式整流实验电路。
主电路由负载R L (灯炮)和晶闸管T 1组成,触发电路为单结晶体管T 2及一些阻容元件构成的阻容移相桥触发电路。
改变晶闸管T 1的导通角,便可调节主电路的可控输出整流电压(或电流)的数值,这点可由灯炮负载的亮度变化看出。
晶闸管导通角的大小决定于触发脉冲的频率f ,由公式)η11ln(RC 1f -=图4-1 单相半控桥式整流实验电路可知,当单结晶体管的分压比η(一般在0.5~0.8之间)及电容C 值固定时,则频率f 大小由R 决定,因此,通过调节电位器Rw ,使可以改变触发脉冲频率,主电路的输出电压也随之改变,从而达到可控调压的目的。
用万用电表的电阻档(或用数字万用表二极管档)可以对单结晶体管和晶闸管进行简易测试。
图20-2 为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。
好的单结晶体管PN结正向电阻R EB1、R EB2均较小,且R EB1稍大于R EB2,PN结的反向电阻R B1E、R B2E均应很大,根据所测阻值,即可判断出各管脚及管子的质量优劣。
(a) (b) (c)图4-2 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号图4-3 为晶闸管2P4M 管脚排列、结构图及电路符号。
晶闸管阳极(A)—阴极(K) 及阳极(A) —门极(G) 之间的正、反向电阻R AK、R KA、R AG、R GA均应很大,而G — K之间为一个PN结,PN结正向电阻应较小,反向电阻应很大。
(a) (b) (c)图4-3 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号三、实验设备及器件1、±5V、±12V 直流电源2、可调工频电源3、万用电表4、双踪示波器5、交流毫伏表6、直流电压表7、晶闸管 3CT3A 单结晶体管 BT33二极管 IN4007×4 稳压管 IN4735灯炮 12V/0.1A四、实验内容1、单结晶体管的简易测试用万用电表R×10Ω档分别测量EB1、EB2间正、反向电阻,记入表20-1。
《电力电子技术》试卷一、填空题(每空格1分,共31分)1.晶闸管是硅晶体闸流管的简称,常用的有螺栓式与_______。
2.晶闸管象二极管一样,具有可控_______特性。
3.为了保证晶闸管可靠与迅速地关断,通常在管子阳极电压下降为零之后,加一段时间的____电压。
4.选用晶闸管的额定电压值应比实际工作时的最大电压大_______倍,使其有一定的电压裕量。
5.选用晶闸管的额定电流时,根据实际最大电流计算后至少还要乘以______。
6.在螺栓式晶闸管上有螺栓的一端是_______极。
7.单相半波可控整流电路,当电感性负载接续流二极管时,控制角的移相范围为_______。
8.在反电动势负载时,只有_______的瞬时值大于负载的反电动势,整流桥路中的晶闸管才能随受正压而触发导通。
9.把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度称为_______。
10._______可控整流电路,是三相可控整流电路最基本的组成形式。
11.三相半波可控整流电路,带大电感负载时的移相范围为_______。
12.采用晶闸管共阳极接法的缺点是:要求三个触发电路的输出线圈_______。
13.触发脉冲可采取宽脉冲触发与双窄脉冲冲触发两种方法,目前采用较多的是_______触发方法。
14.由于电路中共阴极与共阳极组换流点相隔60。
,所以每隔60。
有一次_____。
15.三相桥式整流电路控制角α的起算点,如α=30。
,在对应的线电压波形上脉冲距波形原点为_______。
16.双窄脉冲触发是在触发某一号晶闸管时,触发电路同时给_______一号晶闸管补表一个脉冲。
17.在三相可控整流电路中,α=0。
的地方(自然换相点)为相邻线电压的交点,它距对应线电压波形的原点为_______。
18.在三相半波可控整流电路中,电阻性负载,当控制角______时,电流连续。
19.在三相半波可控整流电路中,电感性负载,当控制角_______时,输出电压波形出现负值,因而常加续流二级管。
电力电子技术练习及参考解答第一章1.如图1-1所示型号为KP100-3、维持电流I H =4mA 的晶闸管,在以下各电路中使用是否合理?为什么?(不考虑电压、电流安全裕量)答:晶闸管的型号为KP100-3,表明其额定电流I T(A V)=100A 、额定电压U Tn =300V 。
图(a ),由于负载电阻值太大,以致电流I A =100/50=2mA ,小于维持电流I H =4mA ,电路不能工作,所以不合理。
图(b ),由于晶闸管承受的最大反向压电压超过了其额定电压,即u Tm =2202=311V 大于U Tn =300V ,将导致晶闸管被反向击穿,所以不合理。
图(c ),晶闸管未被触发导通时,所承受的最大电压为u Tm =150V ,小于额定电压U Tn =300V .;晶闸管被触发导通后,电流为I T =150/1=150A ,而额定电流有效值为I Tn =1.57 I T(A V)=157A ,可见晶闸管可以正常使用,即如果不考虑电压、电流安全裕量,则是合理的。
2.图1-2中阴影部分表示流过晶闸管的电流波形,设最大值均为I m ,试计算各图中的电流平均值I d 和有效值I 。
解:图(a ) m mm d I I t td I I 477.0)211()(sin 13≈+==⎰πωωπππΩ50k Ω1Ω图1-1(a ) (b ) (c )I(a )图1-2II(c )m m m I I t d t I I 51.08331)()sin (132=-==⎰πωωπππ 图(b ) m m m dI I t td I I 24.0)211(2)(sin 213≈+==⎰πωωπππ m m m I I t d t I I 36.083312)()sin (2132=-==⎰πωωπππ 图(c ) 41)(2120m m d I t d I I ==⎰πωπm m I t d I I 21)(21202==⎰πωπ3.画出图1-3所示电路中负载电阻R d 上的电压波形。
《电力电子技术》课程习题集一、单选题1.晶闸管内部有()PN结。
A、一个B、二个C、三个D、四个2.电力二极管内部有()个PN结。
A、一个B、二个C、三个D、四个3.双向晶闸管是用于交流电路中的,其外部有()电极。
A、一个B、两个C、三个D、四个4.比较而言,下列半导体器件中开关速度最快的是()。
A、GTOB、GTRC、MOSFETD、SR5.下列半导体器件中属于电流型控制器件的是()A、GTRB、MOSFETC、IGBTD、SR6.比较而言,下列半导体器件中开关速度最慢的是()。
A、GTOB、GTRC、MOSFETD、IGBT7.下列半导体器件中属于电压型控制器件的是()。
A、GTOB、GTRC、MOSFETD、SR8.压敏电阻在晶闸管整流电路中主要是用来作()。
A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护9.晶闸管两端并联一个RC电路的作用是()。
A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护10.普通晶闸管的通态电流(额定电流)是用电流的()来表示的。
A、有效值B、最大值C、平均值D、最小值11.晶闸管在电路中的门极正向偏压()愈好。
A、愈大B、愈小C、不变D、为零12.快速熔断器在晶闸管整流电路中主要是用来作()。
A、分流B、降压C、过电压保护D、过电流保护13.当晶闸管的额定电压小于实际要求时,可以用两个以上同型号的器件相( )。
A、串联B、并联C、串并联14.当晶闸管承受反向阳极电压时,不论门极加何种极性触发电压,管子都将工作在( )。
A、导通状态B、关断状态C、饱和状态D、不定15.当晶闸管的额定电流小于实际要求时,可以用两个以上同型号的器件相 ( )。
A、串联B、并联C、串并联16.晶闸管整流电路中直流电动机应该属于()负载。
A、电阻性B、电感性C、反电动势D、不定17.晶闸管可控整流电路中的控制角α减小,则输出的电压平均值会()。
A、不变B、增大C、减小D、不定18.三相可控整流与单相可控整流相比较,输出直流电压的纹波系数()。
可控整流电路原理
可控整流电路是一种通过控制开关器件导通时间来实现直流电源对交流信号进行整流的电路。
其原理是利用可控硅等电子器件的特性,在交流信号的正半周和负半周分别导通和截止,从而实现对交流信号的单向导通。
可控整流电路的核心部件是控制器和可控硅,其中控制器负责控制可控硅的导通和截止,而可控硅则负责实际的电流导通。
在正半周,控制器将触发信号发送给可控硅,使其导通,交流信号通过可控硅流入负载。
而在负半周,控制器发送相反的触发信号,使可控硅截止,从而阻断交流信号通过,实现整流。
可控整流电路的优点是可以根据需要控制导通角度,从而控制输出电压的大小。
通过改变触发角,可以实现不同程度的电流整流,从而满足不同应用场景下的需求。
并且可控整流电路采用的开关式控制方式,具有快速响应、高效率等优点。
需要注意的是,在可控整流电路中,控制器需要根据输入的交流信号实时计算控制信号,并将之发送给可控硅。
因此,控制器应具备较高的计算和控制能力,以确保可控整流电路的稳定运行。
总而言之,可控整流电路利用可控硅等器件的特性,通过控制导通时间来实现对交流信号的整流。
通过调整触发角,可以实现不同程度的电流整流。
可控整流电路具有快速响应、高效率等优点,适用于各种对交流信号进行整流的电子设备。