电力电子技术 配套课件教学课件 作者 徐立娟 模块二——项目3.ppt

长沙民政职业技术学院电子信息工程系* *  电力电子技术 2010年6月 模块二 三相可控整流电源 可控整流电源是一种把交流电压变换成固定或可调直流电压的装置。其工作原理是将交流电源经过由晶闸管组成的整流电路，通过移相触发改变可控硅导通角大小的方式控制输出的直流电的大小。广泛应用于冶金、化工、电解、电镀、矿山、直流电动机调压调速等大功率工业控制领域。图是某公司生产的三相可控整流装置。 根据可控整流电源的工作原理，将本模块分解成触发电路、三相可控整流电源主电路——三相可控整流电路两个项目，通过学习相关的知识和实施相应的项目，使学生在完成本模块的项目后能够： 1．能分析锯齿波触发电路、集成触发电路和数字触发电路的工作原理。 2．能分析三相可控整流电路的工作原理并熟悉输出电压和晶闸管两端电压波形。 3．能根据整流电路形式及元件参数进行输出电压、电流等参数的计算和元器件选择。 4．熟悉可控整流电源的保护方法。 5．了解同步的概念及实现同步的方法。 6．熟悉有源逆变的工作原理和典型的有源逆变电路。 7．在项目实施过程中，培养团队合作精神、强化安全意识和职业行为规范。 8．熟悉电力电子电路的分析方法。 9．初步具备电力电子装置的安装与调试能力、成本核算方法。 项目三 触发电路 【学习目标】 ·能分析锯齿波触发电路、集成触发电路和数字触发电路的工作原理。 ·掌握锯齿波触发电路和集成触发电路的调试方法。 ·学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题，提高分析问题和解决问题能力。 一、项目分析 控制晶闸管导通的电路称为触发电路，触发电路的正确、可靠的运行直接关系着电力电子装置的正常运行，因此电力电子装置的的触发电路必须按主电路的要求来设计。为了尽可能地可靠触发，触发电路应满足以下几点要求: (1)触发脉冲应有足够的功率，触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值，并保留足够的裕量。 (2)触发脉冲的相位应能在一定的范围内连续可调。 (3)触发脉冲与电力电子器件主电路电源必须同步，两者频率应该相同。 (4)触发脉冲的波形要符合一定的要求。 那么，触发电路由哪些部分组成？是如何满足这些要求的呢？下面将介绍同步电压为锯齿波的触发电路、集成触发电路、数字触发电路三种触发电路的相关知识。 二、相关知识 （一）同步电压为锯齿波的触发电路 1．同步环节 同步就是要求锯齿波的频率与主回路电源的频率相同。在该电路中，同步环节由同步变压器Tr，晶体管V2，二极管VD1，VD2，R1及C1等组成。锯齿波是由起开关作用的V2控制的，V2截止期间产生锯齿波，V2截止持续的时间就是锯齿波的宽度，V2开关的频率就是锯齿波的频率。要使触发脉冲与主电路电源同步，必须使V2开关的频率与主电路电源频率相同。在该电路中将同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器二次电压来控制V2的通断，这就保证了触发脉冲与主回路电源的同步。 同步环节工作原理如下：同步变压器二次电压间接加在V2的基极上，当二次电压为负半周的下降段时，VD1导通，电容C1被迅速充电，②点为负电位，V2截止。在二次电压负半周的上升段，电容C1已充至负半周的最大值， VD1截止，+15 V通过R1给电容C1反向充电，当②点电位上升至1.4V时，V2导通，②点电位被钳位在1.4 V。以上分析可见，V2截止的时间长短，与C1反充电的时间常数R1C1有关，直到同步变压器二次电压的下一个负半周到来时，VD1重新导通，C1迅速放电后又被充电，V2又变为截止，如此周而复始。在一个正弦波周期内，V2具有截止与导通两个状态，对应的锯齿波恰好是一个周期，与主电路电源频率完全一致，达到同步的目的。 2．锯齿波形成及脉冲移相环节 该环节由晶体管V1组成恒流源向电容C2充电，晶体管V2作为同步开关控制恒流源对C2的充、放电过程，晶体管V3为射极跟随器，起阻抗变换和前后级隔离作用，减小后级对锯齿波线性的影响。 工作原理如下：当V2截止时，由V1管、VS稳压二极管、R3、R4组成的恒流源以恒流Ic1对C2充电，C2两端电压uc2为 uc2随时间t线性增长。Ic1/ C2为充电斜率，调节R3可改变Ic1，从而调节锯齿波的斜率。当V2导通时，因R5阻值很小，电容C2经R5、V2管迅速放电到零。所以，只要V2管周期性关断、导通，电容C2两端就能得到线性很好的锯齿波电压。为了减小锯齿波电压与控制电压Uc、偏移电压Ub之间的影响，锯齿波电压uc2经射极跟随器输出。 锯齿波电压ue3，与Uc、Ub进行并联叠加，它们分别通过R7