变流和调速技术应用：第1章 变流技术01ppt课件

1、课题一课题一变流技术变流技术第一节第一节 认识晶闸管认识晶闸管第二节第二节 其他变流新器件（其他变流新器件（* *）第三节第三节 单相可控整流电路单相可控整流电路第四节第四节 单相触发电路单相触发电路第五节第五节 三相可控整流电路三相可控整流电路第六节第六节 三相触发电路三相触发电路第七节第七节 逆变电路逆变电路第一节第一节 认识晶闸管认识晶闸管 一、能力目标一、能力目标 1. 1.认识常用的晶闸管器件。认识常用的晶闸管器件。 2. 2.能解释具体的晶闸管型号。能解释具体的晶闸管型号。 3. 3.会选用和检测晶闸管。会选用和检测晶闸管。 二、使用材料及工具二、使用材料及工具 不同外形的晶闸管、

2、不同外形的晶闸管、200200可调电阻、导线、开可调电阻、导线、开关、指示灯、关、指示灯、1.5V1.5V和和6V6V直流电源干电池或稳压电源直流电源干电池或稳压电源均可）、万用表等。均可）、万用表等。第一节第一节 认识晶闸管认识晶闸管 三、项目要求三、项目要求 1. 1.认识晶闸管外形结构认识晶闸管外形结构 认真观察所给的晶闸管外型结构，并找出晶闸管认真观察所给的晶闸管外型结构，并找出晶闸管的三个端子的三个端子, ,即阳极即阳极A A、阴极、阴极K K、控制极、控制极G G。各种不同外。各种不同外型的晶闸管外型如图型的晶闸管外型如图1-11-1所示。所示。（a） （b） （c） （d）第一节

3、第一节 认识晶闸管认识晶闸管 2.解释晶闸管的型号 以Kp系列晶闸管为例，晶闸管的型号意义如图1-2所示。图1-2 晶闸管型号解释（e） （f） （g）图1-1 晶闸管的外型第一节第一节 认识晶闸管认识晶闸管 3. 检测晶闸管 （1判别晶闸管电极 方法一： 根据晶闸管的封装形式来判断各电极。平板形普通晶闸管的引出线端为门极G，平面端为阳极A，另一端为阴极K；螺栓形普通晶闸管的螺栓一端为阳极A，较细的引出线端为门极G，较粗的引出线端为阴极K。如图1-1e）、（f）、（g所示。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 方法二： 用万用表R1k挡测量晶闸管任意两管脚间的电阻，如果其中有一管脚对另外两管脚的

4、电阻均很大，在几百千欧以上，则该管脚为阳极A；再用万用表R10挡测另外两管脚间的电阻，应为几十欧到几百欧，得到正反不同的电阻值，电阻小时黑表笔所接的管脚为控制极G又叫门极），红表笔所接的管脚为阴极K。 首先设晶闸管的三管脚为1、2、3，用万用表的R1k挡测晶闸管任意两管脚间的电阻，记入表1-1。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 当测得某一管脚对另外两管脚的正、反向电阻值均在几百千欧以上，则该管脚为 极。 再用万用表R10挡测剩下的两管脚间的正、反向电阻，电阻小的一次，黑表笔接的管脚为 极，红表笔接的管脚为 极。R12k）R21k）R23k）R32k）R13k）R31k）表1-1 晶闸管任意两

5、管脚间的电阻值第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 （2） 判断晶闸管的好坏 请判断所给晶闸管的好与坏，具体判断方法如下： 将万用表置于R1k挡，测量阳极A与阴极K之间的正反向电阻，正常时其电阻值都应在几百千欧以上，如果测得的电阻值很小或为零，则阳极A与阴极K之间短路；用万用表R10挡测门极G与阴极K之间正反向电阻，正常时应为数十欧到数百欧，反向电阻较正向电阻略大，如测得的正反向电阻值都很大，则门极G与阴极K之间断路，如测得的阻值都很小或为零，则门极G与阴极K之间短路。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 用万用表R1k挡测A-K间的正、反向电阻，R10挡测G-K间的正、反向电阻，记入表1-2。R

6、AKk）RKAk）RGK）RKG）表1-2 晶闸管A-K、G-K间的正、反向电阻值 当A-K间的正、反向电阻值均在 以上时，则A-K间是正常的；如果测得电阻值均很小或为零，则A-K间 。 当K-G间的正、反向电阻值为 时，则K-G间是正常的；如果测得K-G间的正、反向电阻值均很小或为零，则K-G间 ；如果测得K-G间的正、反向电阻值均很大，则K-G间 。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 注：在测量门极G与阴极K之间的电阻值时，不允许使用R10k挡，以免表内高压电池击穿门极G的PN结，损坏晶闸管。 （3） 触发能力的检测 方法一： 对于小功率工作电流为5A以下的普通晶闸管，可用万用表R1k挡测

7、量。测量时黑表笔接阳极A，红表笔接阴极K，此时表针不动，显示阻值为无穷大（）。用镊子或导线将晶闸管的阳极A与门极短路,如图1-3a所示，相当于给G极加上正向触发电压，此时若电阻值为几欧姆至几十欧姆具体阻值根据晶闸管的型号不同会有所差异），则表明晶闸管因正向触发而导通。再断开A极与G极的连接A极、K极上的表笔不动，只将G极的触发电压断掉），若表针指示值仍保持在几欧姆至几十欧姆的位置不动，则说明此晶闸管的触发性能良好。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 对于工作电流在5A以上的中、大功率普通晶闸管，检测时可在黑表笔端串接一只200可调电阻和一组干电池，重复上述步骤即可检测出中、大功率普通晶闸管的触

8、发能力，如图1-3b所示。（a） （b） 图1-3普通晶闸管触发能力的测试第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 方法二： 如图1-4所示测试电路测试普通晶闸管的触发能力。当开关S断开时，晶闸管VT处于阻断状态，指示灯HL不亮若此时HL亮，则是VT击穿或漏电损坏）。合上开关S后使电路接通一下，为晶闸管VT的门极G提供触发电压），若指示灯HL一直亮着，则表明晶闸管的触发能力良好；若指示灯亮度偏低，则表明晶闸管的性能不良、导通压降大正常时导通压降为1V左右）。若开关S接通时，指示灯亮，而开关S断开时，指示灯熄灭，则说明晶闸管已损坏，触发性能不良。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管图1-4 普通晶闸管的

9、测试电路第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 按图1-4所示进行电路接线，断开、合上开关S ，观察指示灯状态，根据指示灯状态判断晶闸管触发能力，记入表1-3。开关S形状指示灯状态触发导通状态 断开 闭合先闭合，后断开表1-3 开关、指示灯状态与触发导通状态 四、工艺要求四、工艺要求 1. 1.元器件和仪器的摆放规范。元器件和仪器的摆放规范。 2. 2.正确使用万用表，按要求选择挡位。正确使用万用表，按要求选择挡位。 3. 3.电路接线要规范、美观、布线合理。电路接线要规范、美观、布线合理。 五、学习形式五、学习形式 由学生先预习项目要求，然后一人或两人一组按项由学生先预习项目要求，然后一人或两人

10、一组按项目要求依次做，教师全场巡视，个别辅导，最后由教师目要求依次做，教师全场巡视，个别辅导，最后由教师集中讲解。集中讲解。 六、检测标准六、检测标准 1. 1.通过晶闸管的封装外型能判断出其阳极通过晶闸管的封装外型能判断出其阳极A A，阴极，阴极K K和控制极和控制极G G。 2. 2.能用万用表判断出普通晶闸管的阳极能用万用表判断出普通晶闸管的阳极A A，阴极，阴极K K和和控制极控制极G G。 3. 3.能判断出晶闸管的好坏及触发能力。能判断出晶闸管的好坏及触发能力。 第一节第一节 认识晶体管认识晶体管第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 七、原理说明七、原理说明 1. 1.普通晶闸管普通

11、晶闸管 晶闸管是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅，它晶闸管是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅，它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号号V V或或VTVT表示旧标准用表示旧标准用“SCR“SCR表示）。包括普通晶表示）。包括普通晶闸管、双向晶闸管，门极关断晶闸管，逆导晶闸管、闸管、双向晶闸管，门极关断晶闸管，逆导晶闸管、光控晶闸管、温控晶闸管、快速晶闸管等几种类型。光控晶闸管、温控晶闸管、快速晶闸管等几种类型。它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及

12、无触等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制，异步电动机的变频调速和大点开关等各种自动控制，异步电动机的变频调速和大功率的电能转换等场合。功率的电能转换等场合。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 （1） 普通晶闸管的基本结构 普通晶闸管是由PNPN四层半导体材料组成的三端半导体器件，有三个PN结，对外有三个电极，第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K,如图1-5a所示，晶闸管的图形符号如图1-5b所示 J1J2J3（a构造 （b） 图形符号图1-5 普通晶闸管的结构与图形符号第一节第一节 认识晶体管

13、认识晶体管 （2） 普通晶闸管的工作原理 普通晶闸管的阳极A与阴极K之间具有单向导电的性能。当晶闸管反向连接即A极接电源负端，K极接电源正端时，无论门极G所加电压是什么极性，晶闸管均处于阻断状态。当晶闸管正向连接即A极接电源正端，K极接电源负端时，若门极G所加触发电压为负时，则晶闸管也不导通，只有其门极G加上适当的正向触发电压时，晶闸管才能由阻断状态变为导通状态。此时，晶闸管阳极A极与阴极K极之间呈低阻导通状态，阳极A和阴极K极之间压降约为1V。 第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 普通晶闸管受触发导通后，其门极G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，晶闸管将维持低阻导通状态

14、，即晶闸管导通后门极G失去控制作用。 只有去掉阳极正向电压，或者给阳极加反向电压，或者降低正向阳极电压，这样就使通过晶闸管的阳极电流降低到维持电流以下，普通晶闸管才由低阻导通状态转换为高阻阻断状态，即晶闸管关断状态。普通晶闸管一旦阻断，即使其阳极A与阴极K之间又重新加上正向电压，仍需在门极G和阴极K之间重新加上正向触发电压后方可导通。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 由以上分析得出如下结论： 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如

15、何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去控制作用。 晶闸管在导通情况下，当主回路电压或电流减小到接近于零时，晶闸管关断。 普通晶闸管的导通与阻断状态相当于开关的闭合和断开状态，可用它作为可控整流器的器件。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 （3） 晶闸管的主要参数 断态重复峰值电压UDRM 指在门极开路而器件的结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。若加在管子上的电压大于UDRM，管子可能会失控而自行导通。 反向重复峰值电压 URRM 指门极开路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。当加在管子上反向电压大于URRM时，管子可能会被击穿而损坏。 通常把UDRM和URR

16、M中较小的那个数值标作晶闸管型号上的额定电压。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 额定正向平均电流 IT 其定义和二极管的额定整流电流意义相同，是指在规定环境温度和标准散热条件下晶闸管正常工作时A极和K极间所允许通过电流的平均值。要注意的是若晶闸管的导通时间远小于正弦波的半个周期，即使IT值没超过额定值，但峰值电流将非常大，可能超过管子所能提供的极限。 正向平均管压降UF 正向平均管压降UF也称通态平均电压UT ，指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正弦波半个周期内UAK的平均值，一般为0.41.2V。第一节第一节 认识晶体管认识晶体管 维持电流IH 指在常温门极开路时，晶闸管从较大的通态电流降到刚好能维持通态所需要的最小通态电流。一般IH值从几十到几百毫安，视晶闸管电流容量大小而定。 门极触发电流IGT 指在规定环境温度和晶闸管A极、K极之间为一定值电压的条件下，使晶闸管从阻断状态转变为导通常状态所需要的最小门极直流电流。常温下，使晶闸管能完全导通所需的门极电流，一般为毫安级。 门极触发电压UGT 指在规定环境温度和晶闸管A极、K极之间为一定值正向电压的条件下，使晶闸管从阻断状态转变为导通常状态所需要的最小门极直流电压。产生门极触发电流所必须的最小门极电压，一般为1.