19电工学第七版_第19章电工学-电力电子技术.ppt

第19章电力电子技术，19.1电力电子设备，19.2控制整流电路，19.3逆变电路，19.4交流电压调节器电路，本章要求：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.了解单相控制整流电路的控制原理以及整流电压和电流的波形，了解单接头晶闸管及其触发电路。3.了解逆变电路、变频电路、交流调压电路和斩波电路的工作原理和应用。第19章电力电子技术，19.1电力电子设备，(1)非控制设备设备的传导和阻塞不可控制功能。与整流二极管(d)相同。(2)可以控制半控制单元的传导，但不能控制阻塞。相当于普通晶闸管(t)。(3)具有全控制单元的传导和阻塞控制功能。关闭晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(VDMOS)和绝缘栅极双极晶体管(IGBT)。19.1.1电力电子设备的分类，电力电子设备的符号，电力电子设备的主要性能指标，电压，电流，操作频率。19.1.2晶闸管，晶闸管是在晶体管基础上发展的高功率半导体器件。其出现使半导体器件从弱电领域扩大到强电领域。晶闸管和半导体二极管一样具有单向导电特性，但是其传导时间是可控的，主要用于整流器、逆变器、电压调节和开关等。优点：体积小、重量轻、效率高、动作快、维修简单、操作方便、使用寿命长、容量大(正向平均电流为千a，正向内压为千v)。(siliconcontrolledifier)，1。基本结构，晶闸管有三个PN接头。(c)结构，(a)形状、晶闸管形状、结构和符号，晶闸管对应于两种类型的晶体管组合：PNP和NPN。2.工作原理，在很短的时间内，两种晶体管都产生饱和导频。这个过程称为扳机。形成正反馈过程，EA0，EG0，A，K，G，在晶闸管传导后消除EG，依赖正反馈，可以保持传导状态。2 .工作原理，EA0、EG0、G、晶闸管传导条件：(1)晶闸管阳极电路(正极和负极之间)应用正向电压。(2)晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加上正向电压或正向脉冲(正向触发电压)。晶闸管传导后控制不起作用。晶闸管可以依靠正反馈维持其传导状态。晶闸管切断条件：(1)必须降低晶闸管阳极电流，直到不保持正反馈效应。(2)在晶闸管的正极和负极之间分离正极电源，或添加反向电压。、正向特性、反向特性、IG2IG1IG0、正向折弯电压、反向折弯电压、正向平均电流、保持电流、3。伏安特性，4。主要参数，(1)正向重复峰值电压UDRM晶闸管控制在极开和非正向阻塞时，可以重复添加到晶闸管两端的正向峰值电压。一般UDRM比正向折弯电压UBO低100V。(2)在反向重复峰值电压URRM晶闸管控制极打开的情况下，可以重复添加到晶闸管两端的反向峰值电压。一般URRM比反向转折电压低| UBO | 100v。(3)正向平均电流IF环境温度40C和标准热条件下，晶闸管是在整个传导过程中连续通过的工频正弦半波电流的平均值。如果正弦半波电流的最大值为Im，则一般晶闸管IF为1a-1000a。(4)保持电流IH法规环境和控制极断路时晶闸管保持传导状态所需的最小电流。晶闸管模型及其含义，共9步，0.4至1.2V的字母A至I，表示UFRM或URRM的低值的额定电压，正向平均电流为5A，如KP5-7，额定电压为700V。双向晶闸管，特点：两种晶闸管反向并行，两者共享一个控制极点。晶闸管双向触发传导。UA2UA1时间控制极为A1加正脉冲，uGA10，晶闸管正向传导，电流从A2流向A1。UA20点：d逆阻塞，不影响整流电路运行。电感负载(额外的速流二极管)、工作波形(额外的速流二极管)、il、2、2。单相半控制桥整流电路，(1)电路，(2)工作原理，T1和D2正向电压。T1控制极加上触发电压，T1和D2传导，电流的通路是，a，电压u是正反周期：此时T1和D2接收反向电压结束。T2和D1接收正向电压。T2控制极加触发电压，T2和D1传导，电流通过，电压u为负半周：b，此时T1和D2均以反向电压切断。(3)操作波形，2，(4)输出电压和电流的平均值，仅使用一个晶闸管，其上没有反向电压的两个典型受控整流电路特性。晶闸管等于负载的电流。(1)，电路性质，1。电路存取电感负载时，二极管D1、D2起到重排的作用。2 .T1的正极和T2的负极连接在一起，因此两个电子管控制棒必须加上单独的触发信号。(2)，19.2.2晶闸管的保护，晶闸管经受过电压、过电压的能力下降是其主要缺点。晶闸管的热容量非常小，如果电流通过时温度急剧上升，PN连接会燃烧，从而导致元件内部发生炉断或打开。例如，如果100A晶闸管过电流为400A，则只能持续0.02秒，否则可能会因过热而损坏。晶闸管承受过电压的能力极低，如果电压超过反向击穿电压，即使时间很短，也容易损坏。如果正向电压超过转折电压，晶闸管就会误导，传导后电流过多，可能会损坏设备。1 .晶闸管的过流保护，(1)快速熔断器保护，在电路中添加快速熔断器。电路发生过电流故障时，在晶闸管过热损坏之前通过保险丝切断电流路径，从而确保晶闸管的安全。晶闸管连接、输入、输出、快速熔断器访问等三种。(2)过流继电器保护，(3)过流阻塞保护，从输出(直流传输)或输入(交流侧)访问过流继电器，电路发生过流故障时自动切断电路的继电器动作。在交流侧设置电流检测电路，并使用过流信号控制触发电路。电路发生过电流故障时，检测电路控制将触发脉冲快速向后移动或停止，以减小或立即阻止晶闸管传导角度。(2)塞莱奈尔保护，2 .晶闸管的过电压保护，(1)利用电容器吸收过电压的电阻保护。其本质是将产生过电压的能量转化为电场能量，存储在电容器中，然后用电阻释放，消