电力电子技术课件 第4章 交流调压电路.pptVIP

图4-19Y接三相交流调压电路输出电压、电流波形（电阻负载）2．其他型式三相交流调压电路表4-2几种典型的三相交流调压器比较表4-2几种典型的三相交流调压器比较（续）4.2.3交流斩波调压交流斩波调压电路的输出电压波形如图4-20示，由图可得，输出电压u为式中G定义为1Sl闭合，S2打开G=0Sl打开，S2闭合U2m——输入电压峰值；ω——输入电压角频率。G随时间变化的波形如图4-20（b）所示，开关Sl闭合时间为ton，其关断时间为toff，则交流斩波器的导通比?为改变脉冲宽度ton或者改变斩波周期Tc就可改变导通比，实现交流调压。第4章交流调压电路电力电子技术4.1双向晶闸管4.1.1双向晶闸管的结构和特征1．双向晶闸管的结构图4-1双向晶闸管的外形 （a）小电流塑封式（b）螺栓式（c）平板式双向晶闸管的内部结构、等效电路及图形符号图4-2双向晶闸管内部结构、等效电路及图形符号（a）内部结构（b）等效电路（c）图形符号常见的双向晶闸管引脚排列图4-3常见双向晶闸管引脚排列2．双向晶闸管的特性与参数要使管子能通过交流电流，必须在每半个周期内对门极触发一次，只有在元件中通过的电流大于掣住电流后，去掉触发脉冲后才能维持元件继续导通；只有在元件中通过的电流下降到维持电流以下时，元件才能关断并恢复阻断能力。双向晶闸管有正反向对称的伏安特性曲线。正向部分位于第Ⅰ象限，反向部分位于第Ⅲ象限。图4-4双向晶闸管伏安特性根据GB4192-1986标准，双向晶闸管的型号规格为国产双向晶闸管用KS表示。如型号KS50-10-21表示额定电流50A，额定电压10级（1000V）断态电压临界上升率du/dt为2级（不小于200V/μs），换向电流临界下降率di/dt为1级（不小于1％IT(RMS)）的双向晶闸管。双向晶闸管的主要参数中只有额定电流与普通晶闸管有所不同，其他参数定义相似。由于双向晶闸管工作在交流电路中，正反向电流都可以流过，所以它的额定电流不用平均值而是用有效值来表示。定义为：在标准散热条件下，当器件的单向导通角大于170°，允许流过器件的最大交流正弦电流的有效值，用IT(RMS)表示。双向晶闸管额定电流IT(RMS)与普通晶闸管额定电流IT(AV)之间的换算关系式为以此推算，一个100A的双向晶闸管与两个反并联45A的普通晶闸管电流容量相等。表4-1双向晶闸管的主要参数3．双向晶闸管的触发方式双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式：（1）Ⅰ+触发方式（2）Ⅰ?触发方式（3）Ⅲ+触发方式（4）Ⅲ?触发方式由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式中灵敏度不相同，以Ⅲ+触发方式灵敏度最低，使用时要尽量避开，常采用的触发方式为Ⅰ+和Ⅲ?。4．双向晶闸管主要参数选择（1）额定通态电流IT(RMS)的选择双向晶闸管交流开关较多用于频繁起动和制动，对可逆运转的交流电动机，要考虑起动或反接电流峰值来选取元件的额定通态电流IT(RMS)。对于绕线转子电动机最大电流为电动机额定电流的3~6倍，对笼型电动机则取7~10倍，如对于30kW的绕线转子电动机和11kW的笼型电动机要选用200A的双向晶闸管。（2）额定电压UTn的选择电压裕量通常取2倍，380V线路用的交流开关，一般应选1000~1200V的双向晶闸管。（3）换向能力du/dt的选择电压上升率du/dt是重要参数，一些双向晶闸管的交流开关经常发生短路事故，主要原因之一是元件允许的du/dt太小。通常解决的方法是：①在交流开关的主电路中串入空心电抗器，抑制电路中的换向电压上升率，降低对双向晶闸管换向能力的要求；②选用du/dt值高的元件，一般选du/dt为200V/μs。4.1.2双向晶闸管的触发电路1．简易触发电路图4-5（a）双向晶闸管的简易触发电路图4-5(a)为简单有级交流调压电路，其中当S拨至“3”时，VT在正、负半周分别在Ⅰ+、Ⅲ?触发，RL上得到正、负两个半周的电压；当开关S拨至“2”时双向晶闸管VT只在Ⅰ+触发，负载RL上仅得到正半周电压，因而比置“3”时电压小。从而达到降低电压的目的。图(b)为采用触发二极管的交流调压电路，当工作于大α值时，因RP阻值较大，使C1充电缓慢，到α角时电源电压已经过峰值并降得过低，则C1上充电电压过小不足以击穿双向触发二极管VD；图4-5（b）双向晶闸管的简易触发电路图(c)电路中增设R2、R