电力电子技术概述(ppt 62页).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交流调压电路，19.5直流斩波电路(略)，19.1电力电子设备，1。非控制单元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 .具有完全控制装置装置的传导和阻塞控制功能。关机晶闸管(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、工作频率。19.1.2晶闸管(SiliconControlledRectifier)是基于晶体管开发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)。(1)基本结构，g，sylister是具有三个PN接头的四层结构，如图所示。晶闸管结构和符号，1 .一般晶闸管、(b)符号、晶闸管与两种类型的晶体管组合相对应：PNP类型和NPN类型。(1)基本结构，1 .一般晶闸管，晶闸管的结构和形状，(2)在很短的时间内使两个晶体管都饱和的工作原理，这一过程称为触发。形成正反馈过程，EA0，EG0，晶闸管传导后消除EG，依靠正反馈保持传导状态。EA0，EG0，G，(2)工作原理，晶闸管传导条件：晶闸管阳极电路(正极和负极之间)应用正向电压。晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加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。晶闸管关断条件：必须减少晶闸管阳极电流，直到其正反馈效应没有保持。分离正极电源，或在晶闸管的正极和负极之间添加反向电压。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)电压电流特性、(4)主要参数、正向重复一般UDRM比正向折弯电压UBO低100V。如果反反复复峰值电压URRM晶闸管控制非常开放，可以重复添加到晶闸管两端的反峰值电压。一般URRM比反向转折电压低| UBR | 100v。正向平均电流IF环境温度为40 ，在标准冷却条件下，晶闸管在整个传导过程中可以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1到1000A。保持电流IH在指定的环境温度和控制极阻塞时，晶闸管保持传导状态所需的最低电流。晶闸管模型及其含义，全9阶，0.4至1.2V的字母A至I，额定电压为100位数或千个单位，小于UDRM或URRM，额定平均电流(IF，2 .双向晶闸管，特点：两种晶闸管反向并联，两者共用一个控制极。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(包括回流二极管)、u0点：d正向传导、晶闸管由反向电压切断、电感元件l发射能量形成的电流等于d分量电路(速流)、负载电压uO波形等于电阻负载。操作波形(重排二极管)，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，电流的通路为，a，电压u为正反周期：此时T2和D1在反向电压下闭合。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，(4)输出电压和电流的平均值，示例1:纯电阻负载，需要可调直流电源：电压UO=0到180V，电流IO=0到6A。利用单相半控制桥整流电路，求出交流电压的有效值，选择整流元件。解决方案：考虑到晶闸管传导角度为180(控制角度=0)的情况下，UO=180V，IO=6A，交流电压有效值，电网中的电压波动，管压降和传导角度经常小于180度，交流电压比上述计算增加了约10%，220V是理想的值通常选择UDRM和URRM，以避免瞬时过电压损坏晶闸管。可以在KP5 616300；7类型中选择晶闸管，在2CZ5/300类型中选择二极管。udrm(2 3)ufm=(2 3)310v=(620 930)v，urrm (2 3) urm=(2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晶闸管过流为400A，则仅允许0.02s，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，从输出端(直流侧)或输入端(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，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容保护。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，消耗。塞勒奈泽保护(硒整流器)，晶闸管组件电阻保护，19.2.3单结晶体管触发电路，1 .单接头晶体管，PN接头，n型硅芯片，(a)结构图，单接头晶体管结构图及其符号，(b)符号，(1)