机车电力电子技术 课件 第二章 相控整流技术.pptx

第二章相控整流技术2.1晶闸管2.2单相可控整流电路2.3三相可控整流电路2.4整流电路滤波2.5晶闸管滤波电路2.6SS4G型电力机车整流柜及DC600V列车供电柜

2.1晶闸管晶闸管(Thyristor)也称作可控硅整流器，简称SCR(SiliconControlledRectifier)，晶闸管的电压、电流等级都比较高。从外形上来看，晶闸管主要有螺栓型和平板型两种封装，如图2-1(a)和2-1(b)所示，电流等级的大小与PN结的面积成正比，因此，平板型晶闸管的电流等级(200A)要大于螺栓型晶闸管的电流等级(200A)。

晶闸管的结构晶闸管SCR是PNPN四层半导体结构、具有三个PN结(J1、J2、J3)，如图2-2(a)所示，晶闸管内部结构可以看作是在三层NPN半导体的基础上再增加一层P型半导体形成的。P1区引出阳极A，N2区引出阴极K，P2区引出门极G。

晶闸管导通原理在门极G不加驱动电流的情况下，在阳极A和阴极K之间加上正向电压，PN结J2处于反偏状态，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，PN结J1、J3处于反偏状态，因此晶闸管总是处于截止状态。只有在门极G和阴极K之间加上一定的正向驱动电压、电流，并且在A、K之间加上正向电压，晶闸管才导通。

晶闸管工作特点：?

2.1.2晶闸管的基本特性1.晶闸管的阳极伏安特性1)正向特性(1)晶闸管的开通(2)晶闸管的关断2)反向特性

2.晶闸管的门极伏安特性

3.晶闸管的动态特性

2.1.3晶闸管的主要参数?

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2.2单相可控整流电路2.2.1单相半波可控整流电路1.带电阻性负载的工作情况

相控整流电路常用术语?

2.带阻感性负载的工作情况负载中的电感有以下特点：电感有阻碍电流变化的作用，使得流过电感的电流不能发生突变，当电流增加时，感应电动势e=Ldi/dt阻止电流增加，当电流减小时，感应电动势e=Ldi/dt反过来阻止电流减小，这使得流过电感的电流不能发生突变。另外，电感在电路的工作过程中储存磁场能量，但不消耗能量。

为了不使输出直流电压平均值下降，在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管?

2.2.2单相桥式全控整流电路在单相半波整流电路中变压器输出电流仅存在直流分量，容易造成变压器的直流磁化问题；而且变压器和晶闸管只在正弦交流电的正半波通电，通电流时间太短、利用率太低，半波整流电路输出电压脉动较大，输出电压平均值也偏低。实际应用中，极少使用半波整流电路，而是采用桥式全控整流电路。根据负载性质的不同，分别介绍R负载、R-L负载、R-E负载及R-L-E负载几种典型电路。

1.电阻性负载单相桥式全控整流电路

电阻性负载基本电量计算公式?

2.阻感性负载单相桥式全控整流电路??

阻感性负载基本电量计算如下：?

3.反电势(R-E)负载及(R-L-E)负载单相桥式全控整流电路

R-E负载基本主要电量计算如下：?

2.2.3单相桥式半控整流电路?(a)电路(b)波形图2-12电感性负载单相桥式半控整流电路原理图及波形?

“失控”问题的解决

“失控”问题的解决

2.2.4单相全波可控整流电路

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2.3三相可控整流电路2.3.1三相半波共阴极可控整流电路1.电阻性负载

电阻性负载分析

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2.阻感性负载?

三相半波可控整流电路阻感性负载基本电量计算?

2.3.2三相半波共阳极可控整流电路

2.3.2三相半波共阳极可控整流电路

2.3.3三相桥式可控整流电路将阴极连接在一起的三个晶闸管(T1、T3、T5)称为共阴极组，将阳极连接在一起的三个晶闸管(T4、T6、T2)称为共阳极组，三相桥式整流电路相当于1个三相共阴极接法的半桥和1个三相共阳极接法的半桥的组合。

三相桥式可控整流电路基本电量计算?

2.3.4三相桥式半控整流电路CRH1动车组电池充电模块输入整流器采用了三相桥式半控整流电路，如图2-26所示所示，这种电路结构输出的直流电压比三相桥式全控整流电路的高，旁边的二极管是为了防止三相桥式半控整流电路失控现象的发生，有利于3个晶闸管的关断。

2.4整流电路滤波2.4.1电容C滤波电路

2.4.1电容C滤波电路?

2.4.2电感L滤波电路?图2-28电感滤波电路

2.4.3L-C滤波电路?

2.5晶闸管触发电路2.5.1晶闸管的驱动要求(1)正向脉冲：门极对阴极为正电压。(2)脉冲形式：宽脉冲、窄脉冲、脉冲列均可。(3)与主电路同步：保持固定相位关系。(4)与主电路隔离：高、低压电源隔离。(5)抗干扰能力：防止误触发。

2.5.2单结晶体管触发电路单结晶体管(简称UJT)又称基极二极管，只有一个PN结，一个发