變流和調(diào)速技術(shù)應(yīng)用：第1章 變流技術(shù)01ppt課件

1、課題一課題一變流技術(shù)變流技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 認識晶閘管認識晶閘管第二節(jié)第二節(jié) 其他變流新器件（其他變流新器件（* *）第三節(jié)第三節(jié) 單相可控整流電路單相可控整流電路第四節(jié)第四節(jié) 單相觸發(fā)電路單相觸發(fā)電路第五節(jié)第五節(jié) 三相可控整流電路三相可控整流電路第六節(jié)第六節(jié) 三相觸發(fā)電路三相觸發(fā)電路第七節(jié)第七節(jié) 逆變電路逆變電路第一節(jié)第一節(jié) 認識晶閘管認識晶閘管 一、能力目標一、能力目標 1. 1.認識常用的晶閘管器件。認識常用的晶閘管器件。 2. 2.能解釋具體的晶閘管型號。能解釋具體的晶閘管型號。 3. 3.會選用和檢測晶閘管。會選用和檢測晶閘管。 二、使用材料及工具二、使用材料及工具 不同外形的晶閘管、

2、不同外形的晶閘管、200200可調(diào)電阻、導(dǎo)線、開可調(diào)電阻、導(dǎo)線、開關(guān)、指示燈、關(guān)、指示燈、1.5V1.5V和和6V6V直流電源干電池或穩(wěn)壓電源直流電源干電池或穩(wěn)壓電源均可）、萬用表等。均可）、萬用表等。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶閘管認識晶閘管 三、項目要求三、項目要求 1. 1.認識晶閘管外形結(jié)構(gòu)認識晶閘管外形結(jié)構(gòu) 認真觀察所給的晶閘管外型結(jié)構(gòu)，并找出晶閘管認真觀察所給的晶閘管外型結(jié)構(gòu)，并找出晶閘管的三個端子的三個端子, ,即陽極即陽極A A、陰極、陰極K K、控制極、控制極G G。各種不同外。各種不同外型的晶閘管外型如圖型的晶閘管外型如圖1-11-1所示。所示。（a） （b） （c） （d）第一節(jié)

3、第一節(jié) 認識晶閘管認識晶閘管 2.解釋晶閘管的型號 以Kp系列晶閘管為例，晶閘管的型號意義如圖1-2所示。圖1-2 晶閘管型號解釋（e） （f） （g）圖1-1 晶閘管的外型第一節(jié)第一節(jié) 認識晶閘管認識晶閘管 3. 檢測晶閘管 （1判別晶閘管電極 方法一： 根據(jù)晶閘管的封裝形式來判斷各電極。平板形普通晶閘管的引出線端為門極G，平面端為陽極A，另一端為陰極K；螺栓形普通晶閘管的螺栓一端為陽極A，較細的引出線端為門極G，較粗的引出線端為陰極K。如圖1-1e）、（f）、（g所示。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 方法二： 用萬用表R1k擋測量晶閘管任意兩管腳間的電阻，如果其中有一管腳對另外兩管腳的

4、電阻均很大，在幾百千歐以上，則該管腳為陽極A；再用萬用表R10擋測另外兩管腳間的電阻，應(yīng)為幾十歐到幾百歐，得到正反不同的電阻值，電阻小時黑表筆所接的管腳為控制極G又叫門極），紅表筆所接的管腳為陰極K。 首先設(shè)晶閘管的三管腳為1、2、3，用萬用表的R1k擋測晶閘管任意兩管腳間的電阻，記入表1-1。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 當測得某一管腳對另外兩管腳的正、反向電阻值均在幾百千歐以上，則該管腳為 極。 再用萬用表R10擋測剩下的兩管腳間的正、反向電阻，電阻小的一次，黑表筆接的管腳為 極，紅表筆接的管腳為 極。R12k）R21k）R23k）R32k）R13k）R31k）表1-1 晶閘管任意兩

5、管腳間的電阻值第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 （2） 判斷晶閘管的好壞 請判斷所給晶閘管的好與壞，具體判斷方法如下： 將萬用表置于R1k擋，測量陽極A與陰極K之間的正反向電阻，正常時其電阻值都應(yīng)在幾百千歐以上，如果測得的電阻值很小或為零，則陽極A與陰極K之間短路；用萬用表R10擋測門極G與陰極K之間正反向電阻，正常時應(yīng)為數(shù)十歐到數(shù)百歐，反向電阻較正向電阻略大，如測得的正反向電阻值都很大，則門極G與陰極K之間斷路，如測得的阻值都很小或為零，則門極G與陰極K之間短路。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 用萬用表R1k擋測A-K間的正、反向電阻，R10擋測G-K間的正、反向電阻，記入表1-2。R

6、AKk）RKAk）RGK）RKG）表1-2 晶閘管A-K、G-K間的正、反向電阻值 當A-K間的正、反向電阻值均在 以上時，則A-K間是正常的；如果測得電阻值均很小或為零，則A-K間 。 當K-G間的正、反向電阻值為 時，則K-G間是正常的；如果測得K-G間的正、反向電阻值均很小或為零，則K-G間 ；如果測得K-G間的正、反向電阻值均很大，則K-G間 。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 注：在測量門極G與陰極K之間的電阻值時，不允許使用R10k擋，以免表內(nèi)高壓電池擊穿門極G的PN結(jié)，損壞晶閘管。 （3） 觸發(fā)能力的檢測 方法一： 對于小功率工作電流為5A以下的普通晶閘管，可用萬用表R1k擋測

7、量。測量時黑表筆接陽極A，紅表筆接陰極K，此時表針不動，顯示阻值為無窮大（）。用鑷子或?qū)Ь€將晶閘管的陽極A與門極短路,如圖1-3a所示，相當于給G極加上正向觸發(fā)電壓，此時若電阻值為幾歐姆至幾十歐姆具體阻值根據(jù)晶閘管的型號不同會有所差異），則表明晶閘管因正向觸發(fā)而導(dǎo)通。再斷開A極與G極的連接A極、K極上的表筆不動，只將G極的觸發(fā)電壓斷掉），若表針指示值仍保持在幾歐姆至幾十歐姆的位置不動，則說明此晶閘管的觸發(fā)性能良好。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 對于工作電流在5A以上的中、大功率普通晶閘管，檢測時可在黑表筆端串接一只200可調(diào)電阻和一組干電池，重復(fù)上述步驟即可檢測出中、大功率普通晶閘管的觸

8、發(fā)能力，如圖1-3b所示。（a） （b） 圖1-3普通晶閘管觸發(fā)能力的測試第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 方法二： 如圖1-4所示測試電路測試普通晶閘管的觸發(fā)能力。當開關(guān)S斷開時，晶閘管VT處于阻斷狀態(tài)，指示燈HL不亮若此時HL亮，則是VT擊穿或漏電損壞）。合上開關(guān)S后使電路接通一下，為晶閘管VT的門極G提供觸發(fā)電壓），若指示燈HL一直亮著，則表明晶閘管的觸發(fā)能力良好；若指示燈亮度偏低，則表明晶閘管的性能不良、導(dǎo)通壓降大正常時導(dǎo)通壓降為1V左右）。若開關(guān)S接通時，指示燈亮，而開關(guān)S斷開時，指示燈熄滅，則說明晶閘管已損壞，觸發(fā)性能不良。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管圖1-4 普通晶閘管的

9、測試電路第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 按圖1-4所示進行電路接線，斷開、合上開關(guān)S ，觀察指示燈狀態(tài)，根據(jù)指示燈狀態(tài)判斷晶閘管觸發(fā)能力，記入表1-3。開關(guān)S形狀指示燈狀態(tài)觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài) 斷開 閉合先閉合，后斷開表1-3 開關(guān)、指示燈狀態(tài)與觸發(fā)導(dǎo)通狀態(tài) 四、工藝要求四、工藝要求 1. 1.元器件和儀器的擺放規(guī)范。元器件和儀器的擺放規(guī)范。 2. 2.正確使用萬用表，按要求選擇擋位。正確使用萬用表，按要求選擇擋位。 3. 3.電路接線要規(guī)范、美觀、布線合理。電路接線要規(guī)范、美觀、布線合理。 五、學(xué)習(xí)形式五、學(xué)習(xí)形式 由學(xué)生先預(yù)習(xí)項目要求，然后一人或兩人一組按項由學(xué)生先預(yù)習(xí)項目要求，然后一人或兩人

10、一組按項目要求依次做，教師全場巡視，個別輔導(dǎo)，最后由教師目要求依次做，教師全場巡視，個別輔導(dǎo)，最后由教師集中講解。集中講解。 六、檢測標準六、檢測標準 1. 1.通過晶閘管的封裝外型能判斷出其陽極通過晶閘管的封裝外型能判斷出其陽極A A，陰極，陰極K K和控制極和控制極G G。 2. 2.能用萬用表判斷出普通晶閘管的陽極能用萬用表判斷出普通晶閘管的陽極A A，陰極，陰極K K和和控制極控制極G G。 3. 3.能判斷出晶閘管的好壞及觸發(fā)能力。能判斷出晶閘管的好壞及觸發(fā)能力。 第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 七、原理說明七、原理說明 1. 1.普通晶閘管普通

11、晶閘管 晶閘管是硅晶體閘流管的簡稱，俗稱可控硅，它晶閘管是硅晶體閘流管的簡稱，俗稱可控硅，它是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符是一種大功率開關(guān)型半導(dǎo)體器件，在電路中用文字符號號V V或或VTVT表示舊標準用表示舊標準用“SCR“SCR表示）。包括普通晶表示）。包括普通晶閘管、雙向晶閘管，門極關(guān)斷晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管、閘管、雙向晶閘管，門極關(guān)斷晶閘管，逆導(dǎo)晶閘管、光控晶閘管、溫控晶閘管、快速晶閘管等幾種類型。光控晶閘管、溫控晶閘管、快速晶閘管等幾種類型。它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、控制方便等優(yōu)點，被廣泛用于可控整流、調(diào)壓、逆變以及

12、無觸等優(yōu)點，被廣泛用于可控整流、調(diào)壓、逆變以及無觸點開關(guān)等各種自動控制，異步電動機的變頻調(diào)速和大點開關(guān)等各種自動控制，異步電動機的變頻調(diào)速和大功率的電能轉(zhuǎn)換等場合。功率的電能轉(zhuǎn)換等場合。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 （1） 普通晶閘管的基本結(jié)構(gòu) 普通晶閘管是由PNPN四層半導(dǎo)體材料組成的三端半導(dǎo)體器件，有三個PN結(jié)，對外有三個電極，第一層P型半導(dǎo)體引出的電極叫陽極A，第三層P型半導(dǎo)體引出的電極叫控制極G，第四層N型半導(dǎo)體引出的電極叫陰極K,如圖1-5a所示，晶閘管的圖形符號如圖1-5b所示 J1J2J3（a構(gòu)造 （b） 圖形符號圖1-5 普通晶閘管的結(jié)構(gòu)與圖形符號第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管

13、認識晶體管 （2） 普通晶閘管的工作原理 普通晶閘管的陽極A與陰極K之間具有單向?qū)щ姷男阅?。當晶閘管反向連接即A極接電源負端，K極接電源正端時，無論門極G所加電壓是什么極性，晶閘管均處于阻斷狀態(tài)。當晶閘管正向連接即A極接電源正端，K極接電源負端時，若門極G所加觸發(fā)電壓為負時，則晶閘管也不導(dǎo)通，只有其門極G加上適當?shù)恼蛴|發(fā)電壓時，晶閘管才能由阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)。此時，晶閘管陽極A極與陰極K極之間呈低阻導(dǎo)通狀態(tài)，陽極A和陰極K極之間壓降約為1V。 第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 普通晶閘管受觸發(fā)導(dǎo)通后，其門極G即使失去觸發(fā)電壓，只要陽極A和陰極K之間仍保持正向電壓，晶閘管將維持低阻導(dǎo)通狀態(tài)

14、，即晶閘管導(dǎo)通后門極G失去控制作用。 只有去掉陽極正向電壓，或者給陽極加反向電壓，或者降低正向陽極電壓，這樣就使通過晶閘管的陽極電流降低到維持電流以下，普通晶閘管才由低阻導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高阻阻斷狀態(tài)，即晶閘管關(guān)斷狀態(tài)。普通晶閘管一旦阻斷，即使其陽極A與陰極K之間又重新加上正向電壓，仍需在門極G和陰極K之間重新加上正向觸發(fā)電壓后方可導(dǎo)通。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 由以上分析得出如下結(jié)論： 晶閘管承受反向陽極電壓時，不管門極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。 晶閘管承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。 晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽極電壓，不論門極電壓如

15、何，晶閘管保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門極失去控制作用。 晶閘管在導(dǎo)通情況下，當主回路電壓或電流減小到接近于零時，晶閘管關(guān)斷。 普通晶閘管的導(dǎo)通與阻斷狀態(tài)相當于開關(guān)的閉合和斷開狀態(tài)，可用它作為可控整流器的器件。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 （3） 晶閘管的主要參數(shù) 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM 指在門極開路而器件的結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。若加在管子上的電壓大于UDRM，管子可能會失控而自行導(dǎo)通。 反向重復(fù)峰值電壓 URRM 指門極開路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。當加在管子上反向電壓大于URRM時，管子可能會被擊穿而損壞。 通常把UDRM和URR

16、M中較小的那個數(shù)值標作晶閘管型號上的額定電壓。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 額定正向平均電流 IT 其定義和二極管的額定整流電流意義相同，是指在規(guī)定環(huán)境溫度和標準散熱條件下晶閘管正常工作時A極和K極間所允許通過電流的平均值。要注意的是若晶閘管的導(dǎo)通時間遠小于正弦波的半個周期，即使IT值沒超過額定值，但峰值電流將非常大，可能超過管子所能提供的極限。 正向平均管壓降UF 正向平均管壓降UF也稱通態(tài)平均電壓UT ，指在規(guī)定的工作溫度條件下，使晶閘管導(dǎo)通的正弦波半個周期內(nèi)UAK的平均值，一般為0.41.2V。第一節(jié)第一節(jié) 認識晶體管認識晶體管 維持電流IH 指在常溫門極開路時，晶閘管從較大的通態(tài)電流降到剛好能維持通態(tài)所需要的最小通態(tài)電流。一般IH值從幾十到幾百毫安，視晶閘管電流容量大小而定。 門極觸發(fā)電流IGT 指在規(guī)定環(huán)境溫度和晶閘管A極、K極之間為一定值電壓的條件下，使晶閘管從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通常狀態(tài)所需要的最小門極直流電流。常溫下，使晶閘管能完全導(dǎo)通所需的門極電流，一般為毫安級。 門極觸發(fā)電壓UGT 指在規(guī)定環(huán)境溫度和晶閘管A極、K極之間為一定值正向電壓的條件下，使晶閘管從阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通常狀態(tài)所需要的最小門極直流電壓。產(chǎn)生門極觸發(fā)電流所必須的最小門極電壓，一般為1.