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新电力电子技术第5版 教学课件 王兆安 1_第3章.ppt 83页
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3.8　整流电路相位控制的实现 图3-51　同步信号为锯齿波的触发电路的工作波形 3.8　整流电路相位控制的实现 2.锯齿波的形成和脉冲移相环节3.同步环节4.双窄脉冲形成环节3.8.2　集成触发器 图3-52　KJ004电路原理图 3.8　整流电路相位控制的实现 图3-53　三相全控桥整流电路的集成触发电路 3.8　整流电路相位控制的实现 3.8.3　触发电路的定相 图3-54　三相全控桥中主电路电压与同步电压关系示意图 3.8　整流电路相位控制的实现 图3-55　同步变压器和整流变压器的接法及矢量图 3.8　整流电路相位控制的实现 表3-4　三相全控桥各晶闸管的同步电压(采用图3-5５变压器接法时) 表3-5　三相桥各晶闸管的同步电压(有R-C滤波滞后６０°) 图3-56　整流变压器接法 3.8　整流电路相位控制的实现 例３-３：三相全控桥，电动机负载，要求可逆，整流变压器的接法是Dy5，采用NPN锯齿波触发器，并附有滞后30°的R-C滤波器，试决定晶闸管的同步电压和同步变压器的联结形式。解：整流变压器接法如图3-56所示。 图3-57　同步电压相量图及同步变压器连接图a)同步电压相量图　b)同步变压器连接形式 3.8　整流电路相位控制的实现 表3-6　同步电压的选取 1)可控整流电路，重点掌握：电力电子电路作为分段线性电路进行分析的基本思想、单相全控桥式整流电路的原理与计算、三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的影响。2)电容滤波的不可控整流电路的工作情况，重点了解其工作特点。3)与整流电路相关的一些问题，包括： 3.8　整流电路相位控制的实现 ① 变压器漏抗对整流电路的影响，重点建立换相压降、重叠角等概念，并掌握相关的计算，熟悉漏抗对整流电路工作情况的影响。② 整流电路的谐波和功率因数分析，重点掌握谐波的概念、各种整流电路产生谐波情况的定性分析、功率因数分析的特点、各种整流电路的功率因数分析。4)相控整流电路和二极管整流电路的谐波和无功功率分析，主要掌握对其交流输入侧的分析，及直流侧电压的谐波分析。 3.8　整流电路相位控制的实现 5)大功率可控整流电路的接线形式及特点，熟悉双反星形可控整流电路的工作情况，建立整流电路多重化的概念。6)可控整流电路的有源逆变工作状态，重点掌握产生有源逆变的条件，三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算，逆变失败及最小逆变角的限制等。7)用于晶闸管可控整流电路等相控电路的相位控制，即触发电路。1.单相半波可控整流电路对电感负载供电，L=20mH，U2=100V，求当α＝０°和６０°时的负载电流Id，并画出ud与id波形。 3.8　整流电路相位控制的实现 2.图3-１０为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，问该变压器还有直流磁化问题吗？试说明：①晶闸管承受的最大正反向电压为２Ｕ２。３.单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，当α=30°时，要求：① 画出ud、id和i2的波形；② 求整流输出平均电压Ud、电流Id以及变压器二次电流有效值I2；③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 3.8　整流电路相位控制的实现 ４.单相桥式半控整流电路，电阻性负载，画出整流二极管在一周期内承受的电压波形。５.单相桥式全控整流电路，U2=200V，负载中R=2Ω，L值极大，反电动势E=100V，当α=45°时，要求：① 画出ud、id和i2的波形；② 求整流输出平均电压Ud、电流Id以及变压器二次电流有效值I2；③ 考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。 3.8　整流电路相位控制的实现 ６.晶闸管串联的单相半控桥(桥中VT1、VT2为晶闸管)电路如图3-１２所示，U2=100V，电阻电感负载，R=2Ω，L值很大，当α=60°时求流过器件电流的有效值，并画出ud、id、iＶT、iVD的波形。７.在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试画出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。 图3-58　变压器二次绕组的曲折接法及其矢量图 3.8　整流电路相位控制的实现 ８.三相半波整流电路，可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法，每段的电动势相同，其分段布置及其矢量如图3-5８所示，此时线圈的绕组增加了一些，铜的用料约增加10%，问变压器铁心是否被直流磁化，为什么？9.三相半波整流电路的共阴极接法与共阳极接法，a、b两相的自然换相点是同一点吗？如果不是，它们在相位上差多少度？ 3.8　整流电路相位控制的实现 10.有两组三相半波可控整流电路，一组是共阴极接法，一组是共阳极接法，如果它们的触发角都是α，那么共阴极组的触发脉冲与共阳极组的触发脉冲对同一相来说，例如都是a相，在相位
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实验三锯齿波同步移相触发电路实验
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锯齿波同步触发电路.ppt 6页
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锯齿波同步触发电路
锯齿波同步触发电路，其基本构成与正弦波触发器类似，包含同步移相、脉冲形成与脉冲输出三大基本部分。其不同之处在于以锯齿波同步信号电压代替正弦波同步信号电压，以及增设了双脉冲环节、脉冲封锁环节及强触发环节等辅助环节。
* 锯齿波形成、同步移相环节
锯齿波同步触发电路移相原理与正弦波触发电路相似，即以锯齿波电压为基础，再叠加上支流偏置电压U b 和控制移相电压U c ，通过改变U c 的大小改变触发脉冲发出的时刻。
与正弦波触发电路不同的是，在正弦波触发电路中直接以同步变压器的二次绕组所输出的同步电压与U c ，U b 叠加来进行移相控制，而锯齿波触发电路则通过锯齿波形成电路将正弦波同步电压变成锯齿波同步信号电压，再以锯齿波同步信号电压与U c ，U b 叠加来进行移相控制。
电路脉冲移相原理以及并联垂直控制电路的分析与正弦波电路相同。
脉冲形成整形和放大输出环节
一其他环节 1.强触发环节
采用强触发脉冲可以缩短晶闸管的时间，以用来提高晶闸管承受电流变化率的能力。 2.脉冲封锁环节 3.双窄脉冲环节
实现双窄脉冲控制可有两种方法：一种是“外双窄脉冲电路”，每一触发单元在一个周期内仅产生一个脉冲，通过脉冲变压器的两个二次绕组，同时去触发本相和前相的晶闸管。另一种是“内双窄脉冲电路”，每一触发单元经过变压器输出的触发脉冲只能发本相的晶闸管，而双脉冲的形成是通过对触发单元电路作一些改动，并功过各触发单元的适当连接，就可在一周期内发出间隔60°的两个窄脉冲。这种电路所需触发功率较小，故目前常被采用。
集成触发器
采用集成电路取代以分立元件构成的触发器，具有体积小、工作可靠、电路简单、使用方便的特点，已被各种变流装置广泛使用。
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电力电子技术 张静之 第一章新.ppt 123页
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同步信号为锯齿波的触发电路 1.7
锯齿波触发电路 1.7.1
锯齿波触发电路工作原理
同步信号为锯齿波的触发电路及工作波形图，如图1-74、图1-75所示。锯齿波触发电路，由锯齿波形成、同步移相环节与脉冲放大两部分组成，具有强触发、双脉冲和脉冲封锁功能，由于采用锯齿波作为同步电压，不直接受电网波动影响，在中大容量晶闸管系统中广泛使用。 图1-75
同步信号为锯齿波的触发电路工作波形图 1.7
锯齿波触发电路 1．锯齿波形成、同步移相环节
（1）锯齿波形成 1.7
锯齿波触发电路 1.7
锯齿波触发电路 （2) 同步移相环节初始位 1.7
锯齿波触发电路 2．同步环节
锯齿波触发电路 3．脉冲形成放大环节
锯齿波触发电路 1.7
锯齿波触发电路 4．双窄脉冲形成环节
5．强触发环节 1.7
锯齿波触发电路 图1-80
常见脉冲变压器
在触发电路的输出级中常采用脉冲变压器，常见脉冲变压器如图1-80所示，其主要作用是：
①阻抗匹配，降低脉冲电压增大输出电流，更好触发晶闸管；
②可改变脉冲正负极性或同时送出两组独立脉冲；
③将触发电路与主电路在电气上隔离有利于防干扰更安全。 1.7
锯齿波触发电路 表1-2
KJ001（KC01）引脚功能表 1.7.2
KJ001集成触发器
KJ001（KC01）集成触发器采用双列直插18脚封装形式，其电路由锯齿波形成环节、移相与偏置综合比较放大环节、脉冲宽度调节环节等三个环节组成。 1.7
锯齿波触发电路 1.7
锯齿波触发电路 1.8
晶闸管串并联使用和保护 1.8.1
晶闸管串联均压和并联均流 1．晶闸管的串联使用
当要求晶闸管应有的电压值大于单个晶闸管的额定电压时，可以用两个以上同型号的晶闸管相串联。由于器件特性的分散性，同型号管子串联后正反向阻断时流过反向漏电流虽然一样，但分配的反向电压不一样，图1-83a)所示，因此晶闸管和其它电力电子器件串联时必须考虑均压措施。 （1）静态均压（正反向阻断状态下的均压） 1.8
晶闸管串并联使用和保护 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 由以上的测试和分析可以得出： 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5.3
电感性带续流二极管负载波形分析与电路参数计算 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.5
单相半控桥式整流电路 1.6
单结晶体管触发电路 1.6.1
对晶闸管触发电路的要求 1．触发信号应有足够的功率（电压与电流）
晶闸管是电流控制型器件，在门极必须注入足够的电流才能触发导通。触发电路提供的触发电压与电流必须大于产品参数提供的门极触发电压与触发电流值，但不得超过规定的门极最大允许峰值电压与峰值电流。 2．对触发信号的波形要求
脉冲应有一定宽度以保证在触发期间阳极电流能达到掣住电流而维持导通，触发脉冲的前沿尽可能陡，为了快速而可靠地触发大功率晶闸管，常在脉冲的前沿叠加一个强触发脉冲，如图1-56所示。 1-56
触发信号的波形 3．触发脉冲的同步及移相范围
为使晶闸管在每个周期都在相同的控制角a触发导通，这就要求触发脉冲的频率与阳极电压的频率一致，且触发脉冲的前沿与阳极电压应保持固定的相位关系，这叫做触发脉冲与阳极电压同步。不同的电路或者相同的电路在不同负载、不同用途时，要求α的变化范围（移相范围）亦即触发脉冲前沿与阳极电压的相位变化范围不同，所用触发电路的脉冲移相范围必须能满足实际的需要。 4．防止干扰与误触发
晶闸管的误导通往往是由于干扰信号进入门极电路而引起，因此需要对触发电路进行屏蔽、隔离等抗干扰措施。 1.6
单结晶体管触发电路 图1-57
单结晶体管的内部结构与等效电路 图1-58单结晶体管的图形符号
单结晶体管又称为双基极二极管，具有一个PN结，其内部结构如图1-57a）所示，其等效电路如图1-57b）所示，单结晶体管的图形符号如图1-58所示。
单结晶体管结构符号及伏安特性曲线 1.6
单结晶体管触发电路 图1-59
单结晶体管实验电路 1.6
单结晶体管触发电路 图1-60
单结晶体管的伏安特性曲线图 1.6
单结晶体管触发电路 1.6
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