机电传动控制10_48课件

目录 ·第十章

第十章

电力电子学-晶闸管 及其基本电路电力半导体器件 电力半导体器件驱动电路及保护

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10.1 10.2

10.310.4

可控整流电路逆变电路

10.5

斩波电路与PWM控制技术

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 基本要求① 掌握晶闸管的基本工作原理、特性和主要参数的含义； ② 掌握几种单相和三相基本可控整流电路 的工作原理及其特点 (特别是在不同性质负载下的工作特点); ③ 熟悉逆变器的基本工作原理、用途和控制； ④ 了解晶闸管工作时对触发电路的要求 和触发电路的基本工作原理。

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第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 重点① 晶闸管的导通与关断条件，可控性； ② 晶闸管单相和三相基本可控整流电路 在不同性质负载下的工作特点； ③ 晶闸管额定通态平均电流的含义及 基本可控整流电路中的选择和额定电压的选择。

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难点① 整流电路接电感性负载、电动势负载时的工作情况； ② 额定通态平均电流的选择； ③ 逆变器的工作原理。

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路

概述1. 什么是电力电子技术2. 电力电子技术的发展史 3. 电力电子技术的应用

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第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 1.什么是电力电子技术 概述信息电子技术 包括：模拟电子技术、 数字电子技术， 主要用于信息处理。 电力电子技术信息 电子技术 模拟 电子技术 电子技术 电力 电子技术 数字 电子技术

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应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 电力电子技术主要用于电力变换。

目前电力电子器件均用半导体制成，故称电力半导体器件。电力电子装置的功率，可大到GW,小到数瓦甚至1W以下。

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 1.什么是电力电子技术 概述 电力变换四大类 ① 交流-直流 ② 直流-交流 ③ 直流-直流 ④ 交流-交流 电力——交流和直流两种

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从公用电网直接得到的是交流， 从蓄电池和干电池得到的是直流。 直流 逆变 交流直流 斩波 直流 调压、 变频、 变相、交流电 力控制

进行电力变换的技术称为变流技术

整流 交流

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 1.什么是电力电子技术 概述 电力变换四大类 ① 交流-直流 ② 直流-交流 ③ 直流-直流 ④ 交流-交流

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这四类基本变换 可以组合成许多 复合型电力变换器

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路

概述

2.电力电子技术的发展史

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电

力电子技术的发展分为四个阶段 史前期(1957年以前) 使用水银整流器(汞整流器),其性能和晶闸管类似。 晶闸管时代(1958~70年代)

晶闸管，又称晶体闸流管或可控硅整流器(SCR),通过门极控制开通，但不能控制关断， 属于半控型器件。

目前由于其能承受的电压电流容量仍是器件中最高的，而且工作可靠，所以许多大容量场合仍大量使用SCR。

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路

概述

2.电力电子技术的发展史

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全控型器件时代(70年代后期)

以下列几种为代表： 可关断晶闸管(GTO)、 电力双极型晶体管(BJT) 、 电力场效应管(MOSFET)。 这些器件可以通过门极(或栅极、基极) 控制开通和关断，属于全控型器件。 复合器件时代(80年代后期) 以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代表。 发展：功率模块、功率集成电路、智能功率模块等。

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路

概述

3.电力电子技术的应用

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电力电子装置提供给负载的 是各种不同的直流电源、 恒频交流电源和变频交流电源， 它对节省电能有重要意义， 因此电力电子技术研究的 就是电源技术， 也被称为是节能技术。

一般工业 交通运输 电力系统 电子装置电源 家用电器

其他

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 10.1 电力半导体器件1. 电力电子器件的分类 按照器件能够被控制的程度，分为三类：

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半控型器件 通过控制信号控制其导通而不能控制其关断。 全控型器件 通过控制信号控制其导通又控制其关断。 不可控器件 不能用控制信号来控制通断，不需驱动电路。 按照驱动电路信号的性质，分为两类：电流驱动型 通过从控制端注入或抽出电流，实现通断控制。 电压驱动型 通过在控制端施加电压信号，实现通断控制。

按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分三类：单极型器件 由一种载流子参与导电的器件。 双极型器件 由电子和空穴两种载流子参与导电的器件。 复合型器件 由单极型和双极型器件集成混合而成的器件。

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 10.1 电力半导体器件1. 电力电子器件的分类

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电力电子 器件分类 “树”

单极型器件 由一种载流子参与导电的器件。 双极型器件 由电子和空穴两种载流子参与导电的器件。 复合型器件 由单极型和双极型器件集成混合而成的器件。

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 10.1 电力半导体器件1. 电力电子器件的分类 单极型： 电力MOSFET(电力场效应晶体管) SIT(静电感

应晶体管) 双极型： 电力二极管 晶闸管( SCR ) GTO (门极可关断晶闸管) GTR(电力晶体管) 电力电子器件 SITH(静电感应晶闸管) 分类“树” 混合型： IRIAC(双向晶闸管) IGBT(绝缘栅双极晶体管) RCT(逆导晶闸管) MCT(MOS控制晶闸管) LTT(光控晶闸管)

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第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 10.1 电力半导体器件晶闸管(SCR)引出 阳极A 阴极K 门极(控制端)G 三个联接端。 2. 晶闸管的结构 (a)晶闸管外形 (b)晶闸管结构 (c)晶闸管电气图形符号A K G K P1 N1 P2 N2

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KG

A A 外形有 A G K 螺栓型和平板型 (b) (c) (a) 两种封装。 螺栓型：螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便； 平板型：可由两个散热器将其夹在中间。

J1 J2 J3

G

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 10.1 电力半导体器件3. 晶闸管的工作原理 晶闸管工作原理的实验说明 由电源、晶闸管的阳极和阴极、白炽灯组成晶闸管主电路； 由电源、开关S、晶闸管的门极和阴极组成控制电路 (触发电路)。 主电路 控制电路 触发电路

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晶闸管电路

①使晶闸管导通 ②晶闸管导通后

使晶闸管 恢复阻断

第十章 电力电子学-晶闸管及其基本电路 10.1 电力半导体器件晶闸管是用很小的功率控制 大功率的可控整流元件， 要使晶闸管导通必须在 其阳极和控制极 同时加正向电压， 晶闸管导通以后， 控制极就失去了 控制作用。 欲使晶闸管 恢复阻断状态， 则必须把阳极正向电压 降低到一定值(断开或反向)。 3. 晶闸管的工作原理

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