《电力电子变流技术》PPT课件

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1、下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 P1P2N1N2 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 P1P2N1N2K G A KA T2T1 _P2 N1N2IG IAP1 N1P2 IKGPPN NNPAG K 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 T1 T2 G2B ii 1BG22C iii 在 极 短 时 间 内 使 两 个三 极 管 均 饱 和 导 通 ， 此过 程 称 触 发 导 通 。 211 CC ii 2BG21 ii EG EA +_RGi 2BiG21 i G2i 下 一 页

2、总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 G EA+_R T1 T2Gi 2BiGi 21 Gi2EG G2B ii 1BG22C iii 211 CC ii 2BG21 ii 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 必 须 使 可 控 硅 阳 极 电 流 减 小 ,直 到 正 反 馈 效 应不 能 维 持 。 将 阳 极 电 源 断 开 或 者 在 晶 闸 管 的 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 URRM UFRMIG2 IG1 IG0 = 0UBR IF UBOIHo UI IG0IG1IG2正 向 平 均 电 流 )( 曲 线UfI 下 一 页总 目

3、 录 章 目 录 返 回 上 一 页 UFRM: 晶 闸 管 控 制 极 开 路 且 正 向 阻 断 情 况 下 ,允许 重 复 加 在 晶 闸 管 两 端 的 正 向 峰 值 电 压 。一 般 取 UFRM = 80% UB0 。普 通 晶 闸 管 UFRM 为 100V 3000V控 制 极 开 路 时 ,允 许 重 复 作 用 在 晶 闸 管 元 件 上 的 反 向 峰 值 电 压 。一 般 取 URRM = 80% UBR 普 通 晶 闸 管 U RRM为 100V3000VURRM： 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 )(sin21 m0 mF IttdII 环

4、境 温 度 为 40C及 标 准 散 热 条 件 下 ， 晶 闸管 处 于 全 导 通 时 可 以 连 续 通 过 的 工 频 正 弦半 波 电 流 的 平 均 值 。 IF t 2i如 果 正 弦 半 波 电 流 的 最 大 值 为 Im, 则普 通 晶 闸 管 IF为 1A 1000A。 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 额 定 电 压 ,用 百 位 或 千 位 数 表 示取 UFRM或 URRM较 小 者额 定 正 向 平 均 电 流 (IF) 晶 闸 管K P 普 通 型如 KP5-7表 示 额 定 正 向 平

5、均 电 流 为 5A,额 定 电 压 为 700V。 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 (1) 电 路 。uuu To ,0。0, To uuu + + T 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 t1 2。uu,u T 0o:1t 。0, To uuu tuO 晶 闸 管 不 导 通 。,0,0 g1 ut 。uuu To ,0gu tO 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tOuO 控制角t1 tuO tguO t22 tTuO导通角 = 180 - 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tuU d21O )d(sin22

6、1 ttU L LOO 1 cos0.45 2U UI R R 2cos145.0 U 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 + + T L eL 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tguO tTuO tOuO t1 tuO t22 180 - iL 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 + + LT D+(1) 电 路 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 iL tOu tuO tTuO 2 tguO 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页a RL D2T1 b +T1 T2RL uoD1 D2+ 下 一 页总

7、 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 +T1 T2RL uoD1 D2+b RL D1T2 a 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tOu tuO 2 tguO 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tuU d1O )d(sin21 ttUU 2cos19.0 LO RURUI 2cos19.0 U 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 欲 装 一 台 白 炽 灯 泡 调 光 电 路 ， 需 要 可 调 的 直 流 电 源 ， 调 节 范 围 ：电 压 U0=0V180V,电 流 I0=010A。 现 采 用 单 相 半 控 桥 式 整 流

8、 电路 ， 试 求 最 大 输 入 交 流 电 压 和 电 流 有 效 值 ， 并 选 择 整 流 元 件 。 解 : 设 在 晶 闸 管 导 通 角 为 (控 制 角 为 0 )时 输 出 电 压 值 为 最 大 （ 180V） ， 则 对应 的 输 入 交 流 电 压 有 效 值 为 最 大 。V.UU 2009018090 0 实 际 上 还 要 考 虑 电 网 电 压 波 动 、 管 压 降 以 及 导 通 角 常 常 到 不 了 1800 ， 交 流 电 压要 比 上 述 计 算 而 得 到 的 值 适 当 加 大 10%左 右 ， 即 大 约 为 220V。 因 此 ， 在 本 例

9、 中可 以 不 用 变 压 器 ， 直 接 接 到 220V的 交 流 电 源 上 。 交 流 电 流 有 效 值 ： A.AVVRUI L 21210180220 晶 闸 管 所 承 受 的 最 大 正 向 电 压 、 最 大 反 向 电 压 和 二 极 管 所 承 受 的 最 大 反 向 电 压相 等 ， 即 ： VV.UUU RMFM 3102204112 流 过 晶 闸 管 和 二 极 管 的 平 均 电 流 ： AAIII VVS 521021 0 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 纯 电 阻 性 负 载uvw 123idR

10、udu uvuT1 tuuw tuu uv uw uuud 控 制 角 电 流 连 续 ， 、 、 晶闸 管 导 通 角 都 为 120晶 闸 管 承 受 的 最 大 反 向压 降 为 2U6 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页t iT1 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 纯 电 阻 性 负 载uvw 123idRud控 制 角 30 tuu u u uuu 电 流 处 于 连 续 与 断 续 的 临 界 点 ， 、 、 晶 闸 管 导 通 角 仍 为 120 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页t tuu u u uu三 相 半 波 可 控 整 流 电

11、 路 纯 电 阻 性 负 载uvw 123idRud控 制 角 60uiT1 30 时 电 流 断 续 ， 、 、 晶 闸 管 导通 角 小 于 120 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 纯 电 阻 性 负 载 656 2d )t(tdsinU223U控 制 角 30 时 u 波 形 连 续 ， 整 流 电 压 平 均 值 cosU17.1 2t u 6 32 30 时 ， 晶 闸 管 电 流 有 效 值 656 22T )t(d)R tsinU2(21I )2cos2332(21RU2 控 制 角 30 时 u 波 形 连 续 ，

12、整 流 电 压 平 均 值晶 闸 管 电 流 有 效 值 )2cos2332(21RUI 2T cosU17.1U 2d 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 纯 电 阻 性 负 载控 制 角 30 时 tu 6 2d )t(tdsinU223U 3/)6cos(1U17.1 2 30 时 ， 晶 闸 管 电 流 有 效 值 6 22T )t(d)R tsinU2(21I )2sin412cos4365(21RU2 控 制 角 30 时 u 波 形 断 续 ， 整 流 电 压 平 均 值晶 闸 管 电 流 有 效 值 3/)6cos1U1

13、7.1U 2d )2sin412cos4365(21RUI 2T 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页晶 闸 管 承 受 的 最 大 反 向 电 压 为 变 压 器 二 次 线 电 压 峰 值22RM U6U32U 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 三 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 36 52u v Rud idL+-14 wtuu u u uu tuuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv1 6 12 56543432 uvwvuw不 可 控 整 流 电 路 的 自 然换 相 点 就 是 可 控 整 流 电路 控 制 角 的 起 点 任

14、意 时 刻 必 须 有 两 个 晶 闸管 同 时 导 通 才 能 构 成 回 路 ，共 阳 极 与 共 阴 极 组 各 有 一只 晶 闸 管 导 通触 发 脉 冲 可 以 采 用 宽 脉 冲和 双 窄 脉 冲 两 种 形 式 工 作双 窄 脉 冲 方 式 ： 给 晶 闸 管发 主 触 发 脉 冲 时 ， 给 另 一只 配 对 的 晶 闸 管 也 发 一 触发 脉 冲 ， 称 为 辅 助 触 发 脉冲 同 组 晶 闸 管 之 间 脉 冲 互 差120 ， 共 阳 极 与 共 阴 极 组晶 闸 管 差 60 ， 只 要 脉 冲宽 度 大 于 60 ， 就 能 构 成回 路 ， 即 宽 脉 冲 方

15、式 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 控共 阴 极 组 中 阳 极 电 位最 高 的 晶 闸 管 导 通 ; VT1 RL uo VT6VT3 VT5VT4VT2 io Cba +共 阳 极 组共 阴 极 组 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 在 t1 t2 期 间共 阴 极 组 中 a点 电 位 最 高 ， VT1 导 通 ； 共 阳 极 组 中 b点 电 位 最 低 ， VT4 导 通 。负 载 电 压 uo ua ub uC2 tuoo tt1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 VT1 RLVT6VT3 VT5VT4VT2 io Cb

16、a 0 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 在 t2 t3 期 间共 阴 极 组 中 a点 电 位 最 高 ， VT 1 导 通 ； 共 阳 极 组 中 c点 电 位 最 低 ， VT6 导 通 。 RL uoio Cbau + o负 载 电 压变 压 器 副 边 电 压uo ua ub uC2 tt 1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9uo to VT1 VT3 VT5VT2 VT4 VT6 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 在 t3 t4 期 间共 阴 极 组 中 b点 电 位 最 高 ， VT 3 导 通 ； 共 阳 极 组 中 c点

17、电 位 最 低 ， VT 6 导 通 。负 载 电 压 变 压 器 副 边 电 压uo ua ub uC2 tt 1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9uo to RLio Cbau + o VT1 VT3 VT5VT2 VT4 VT6 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 在 t4 t5 期 间共 阴 极 组 中 b点 电 位 最 高 ， VT3 导 通 ； 共 阳 极 组 中 a点 电 位 最 低 ， VT2 导 通 。负 载 电 压 变 压 器 副 边 电 压uo ua ub uC2 tt 1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9uo to RLio

18、 Cbau + o VT1 VT3 VT5VT2 VT4 VT6 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9uo to 在 一 个 周 期 中 ， 每 个 晶 闸管 只 有 三 分 之 一 的 时 间 导通 （ 导 通 角 为 120 ） 。 变 压 器 副 边 电 压负 载 电 压uo ua ub uC2 t RLio Cbau + o VT1 VT3 VT5VT2 VT4 VT6 uo 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页16 12 56543432 16 控 制 角 0三 相 全 控 桥 式 工 作 原 理36

19、 52u v Rud idL+-14 wtu uv uuw uvw uvu uwu uwv uuv tuu u u uu 控 制 角 60u T1 晶 闸 管 承 受 的 最 大 正 、 反向 压 降 为 6 U2t 16 12 56543432 16 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tuu u u uu电 阻 性 负 载 三 相 桥 式 全 控 电 阻 性 负 载36 52u v Rud id14 w控 制 角 30 tuuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv16 12 56543432 16控 制 角 6 60 时 电 流 处 于 连 续与 断 续 的

20、临 界 点 cosU35.1cosU34.2 L22计 算 Ud时 ， 将 纵 轴 右 移30 323 2d )t(tdsinU62U0 60 时3 t16 12 56543432 16 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 tuu u u uu三 相 桥 式 全 控 电 阻 性 负 载36 52u v Rud id14 w控 制 角 90 tuuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv16 12 56543432 16 60 时 ， 电 流 断 续 3cos1U34.2 2 3 2d )t(tdsinU626U60 120 时3 移 相 范 围 为 120 下 一

21、页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 ， 一 旦 发 生 过电 流 时 ， 温 度 急 剧 上 升 ， 可 能 将 PN结 烧 坏 ， 造 成 元件 内 部 短 路 或 开 路 。 例 如 一 只 100A的 晶 闸 管 过 电 流为 400A时 ， 仅 允 许 持 续 0.02秒 ， 否 则 将 因 过 热 而 损坏 ； 电 压 超 过 其 反向 击 穿 电 压 时 ， 即 使 时 间 极 短 ， 也 容 易 损 坏 。 若 正向 电 压 超 过 转 折 电 压 时 ， 则 晶 闸 管 误 导 通 ， 导 通 后的 电 流 较 大 ， 使 器 件 受 损 。 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页与 晶 闸管 串 联接 在输 入端 接 在输 出端 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 RCRC 硒堆保护(硒整流片)晶闸管元件的阻容保护 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页2sin21 )sin2(1 2 U tUU 下 一 页总 目 录 章 目 录 返 回 上 一 页 RC Tu 双 向 二 极 管