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第4章 电力电子供电电路 4.1 电力电子供电电路概述 4.2 晶闸管及其触发、保护电路 4.3 单相晶闸管可控整流电路 4.4 三相晶闸管全控桥式整流电路 4.5 晶闸管交流调压电路 4.1 概述 1、什么是电力电子技术？ 2、我们学习了哪些常用的电力电子器件？ 3、电力电子供电电路的类型有哪些？ 4.2 晶闸管及其触发和保护电路 4.2.1 晶闸管 4.2.1 晶闸管 2.3.1 晶闸管 4.2.1 晶闸管 (4) 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。此时不论门极电压是正还是负，晶闸管将保持导通，故导通的控制信号只需正向脉冲电压，称为触发脉冲或触发信号，相应的门极控制电路称为触发电路。晶闸管门极只能控制其导通，而不能使已导通的晶闸管关断。因此晶闸管属于具有正向阻断能力和单向导电性的半控型器件。 (5) 要使晶闸管关断，必须去掉阳极正向电压，或者给阳极加反压，或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流小于维持电流。维持电流是指保持晶闸管导通的最小阳极 电流。 2. 晶闸管的主要参数 要想正确的选择和合理地使用晶闸管，还应掌握晶闸管的主要参数。下面介绍晶闸管的几个主要参数。 4.2.1 晶闸管 2.3.1 晶闸管 4.3.2 晶闸管及其触发、保护电路 1. 晶闸管的触发电路 晶闸管变流装置主电路的正常工作，必须要有触发电路与之正确可靠的配合才能实现。触发电路的基本作用是向晶闸管提供门极所需的触发电压和触发电流，并能根据控制要求使晶闸管在需要导通的时刻可靠导通，实现对变流装置输出功率的控制。因晶闸管导通后触发信号就失去作用，为了减小触发电路和门极功耗并使触发更准确可靠，大多采用脉冲作为触发信号。故晶闸管变流装置的控制电路一般称为触发电路。 (1) 触发电路的组成 触发电路大致可分为脉冲形成、移相控制、同步电路和脉冲功率放大四个部分。如图4-2所示。 脉冲形成：是触发电路的核心，它的功能是产生合乎要求的脉冲触发信号。触发脉冲必须有足够的功率，保证在允许的整个工作温度范围内，对所有合格的元件都能可靠触发。触发脉冲应有足够的宽度，要求触发脉冲消失前必须保证晶闸管已可靠导通。触发脉冲的前沿还应尽量陡些，以保证晶闸管及时、准确地触发。常用的脉冲形成电路有单结晶体管自激振荡电路、单稳态触发电路等。 移相控制：功能是调节触发脉冲发生的时刻，即调节控制角的大小。为了使变流装置能在给定范围内工作，必须保证触发脉冲能在相应范围内移动。常用锯齿波(或正弦波、三角波)与给定信号电压进行比较来进行移相控制。在小功率、精度要求不高的场合，也可采用阻容桥移相。 为了使晶闸管在每一周期都能重复在相同的相位上触发，触发脉冲与主回路电源电压必须保持某种固定相位关系。这种触发脉冲与主回路电源保持固定相位关系的方法称为同步。实现同步的电路称为同步电路。通常采用把主电路的电压信号直接(或经同步变压器)引来作为触发同步信号。这样，当主电路电源电压过零时，触发电路的电压也同时刻 过零。 当脉冲形成电路所产生的脉冲信号的功率不够大，而被触发驱动的晶闸管的容量较大，要求触发脉冲有较大的输出功率时，就需要增加脉冲功率放大环节。通常采用复合管组成的发射极输出器或采用强功率触发脉冲电路。 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 4.2.2 晶闸管的触发电路 第七课 4.2.3 晶闸管电路的保护环节 2.晶闸管的保护 由于晶闸管承受过电压和过电流的能力较差，短时间的过电流和过电压就会把器件损坏。为了保证器件能可靠地长期运行，除了留有余地合理选择器件外，还应采取恰当的保护措施。 (1) 过电流保护 晶闸管在短时间内能够承受一定的过电流而不损坏。但是，如果短路或过载时过电流数值较大，而切断的时间稍慢，就会造成晶闸管的损坏。发生过电流的原因有：生产机械过载；晶闸管装置直流侧短路；可逆系统中产生环流和逆变失败；某一元件击穿造成短路，引起相邻零件过电流等。 过电流保护的措施有如图4-7所示的数种，可根据需要选择其中一种或数种对晶闸管变流装置作过电流保护。 4.2.2 晶闸管的触发电路与保护电路 4.2.3 晶闸管的保护电路 (2) 过电压保护 晶闸管变流装置运行中产生的过电压，一种称操作过电压，它是由晶闸管装置的拉闸、合闸和元件关断等电磁过程引起的过电压。这些操作过程是经常发生的，而且是不可避免的。另一种过电压是由于雷击等原因从电网侵入的偶然性的浪涌电压，它可能比操作过电压还要高。因此对晶闸管变流装置必须采取可靠的