劳动出版社《维修电工实训（高级模块）》-A04-1474模块六 电力电子线路的装调与检修

1、课题1 晶闸管触发电路 课题2 三相可控整流电路 课题3 有源逆变电路,课题1 晶闸管触发电路,1.掌握晶闸管触发电路的组成和原理。 2.掌握晶闸管触发电路的装调方法。,一、晶闸管对触发信号的要求 1.触发信号应有足够的功率（电压、电流） 2.触发脉冲信号前沿要陡，同时触发脉冲应有一定的宽度 3.触发脉冲信号要有一定的移向范围 4.触发脉冲信号必须与电源同步,二、单结晶体管触发电路 1. 单结晶体管自激振荡电路,单结晶体管自激振荡电路和波形图,2. 具有同步环节的单节晶体管振荡电路,单结晶体管同步触发电路和波形图,三、同步电压为锯齿波的触发电路,同步电压为锯齿波的触发电路,1. 同步环节 2.锯齿波形成及脉冲移相环节 3.脉冲形成、放大和输出环节 4.强触发环节 5.双窄脉冲形成及脉冲封锁环节 6.同步电压为锯齿波的触发电路的特点,锯齿波触发电路各点电压波形图,四、集成触发电路 1. KC04移相触发器,KC04电路及外部接线图,（1）同步电路 （2）锯齿波形成电路 （3）移相电路 （4）脉冲形成电路 （5）脉冲输出电路,由KC04组成的移相触发电路的电压波形图,2. KC41C六路双

2、脉冲形成器,KC41C内部原理电路和外部接线图,3. 三相全控桥集成触发电路,三相全控桥双窄脉冲集成触发电路,五、实训操作 1.触发电路与主电路的同步与调试 2.同步电压的相位选择,常用三相同步变压器的12种接法,3. 触发电路的调试 （1）确定电源相序 （2）单独调试触发电路,锯齿波波形图,触发脉冲的波形图,（3）带负载调试 触发电路调试完成后，可以接通主电路并带负载进行调试，由于负载的性质不同，调试的方法也有所不同。 当负载为电阻性负载时，使控制电压UC=0，接通主电路和触发电路使整个电路工作，逐渐加大UC，通过观察输出电压、电流的大小和控制角 的变化情况，进一步调试偏移电压Ub和RP3，使控制电压UC=0时，输出的电压、电流为0；UC最大时，输出电压为负载的额定电压。 当负载为电动机，在控制电压UC =0时，电动机不能爬行。,4. 晶闸管的保护与防止误触发的措施 （1）晶闸管的过流保护,快速熔断器的接入方法,晶闸管过流电子保护原理框图,（2）晶闸管的过压保护,用阻容吸收电路、压敏电阻或硅堆的过压保护电路,晶闸管过电压电子保护原理框图,（3）电流上升率、电压上升率的抑制保护,串联电

3、感器抑制电流的突变 并联R-C阻容吸收回路,（4）防止误触发的措施 1）控制极回路导线用金属屏蔽线，且屏蔽层接地。 2）控制极回路导线单独敷线，远离主电路或大电流的导线，同时避免电感元件靠近控制极回路。 3）触发电路的电源采用由静电屏蔽的变压器供电；同步变压器也采用有静电屏蔽的变压器，必要时在同步变压器输入端加滤波环节，以消除电网的高频干扰。,4）选用触发电流较大的晶闸管。 5）在晶闸管的控制极和阴极之间并接0.010.1F的小电容器，以有效地吸收高频干扰。 6）在控制极与阴极间加反向偏置电压，一般为3.0 V左右。,课题2 三相可控整流电路,1.掌握三相可控整流电路的组成和原理。 2.熟练掌握三相半控桥式和全控桥式整流电路的装调方法。,一、三相半波可控整流电路 1. 电阻性负载 （1）工作原理,三相半波可控整流电路共阴极接法及 =0时的波形图,当 =30时的波形,当 =60时的波形,（2）电量关系 整流电压平均值的计算分两种情况： 1）当 30时，负载电流连续，则,当 =0O时，Ud最大，为Ud =1.17U2 。 流过晶闸管的电流即为变压器二次侧的电流，即,2）当 30O时，负载电

4、流断续，晶闸管导通角减小，则,负载电流平均值为,晶闸管承受的最大反向电压，不难看出为变压器二次线电压峰值，即,由于晶闸管阴极与零线间的电压即为整流输出电压 ud,其最小值为零，而晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即,2. 电感性负载,三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路,（1）工作原理,电感性负载三相半波可控整流电路波形,（2）电量关系 1）由于负载电流连续，输出电压Ud平均值为,2）流过晶闸管的电流IT为,晶闸管的额定电流IT(AV)为,3）晶闸管最大正、反向电压峰值UFM、URM均为变压器二次线电压峰值,（3）大电感负载接续流二极管, =60时大电感型负载接续流二极管时的波形,3. 反电动势负载,带平波电抗器的反电动势负载的三相半波可控整流电路,二、三相半控桥式整流电路 1. 电阻性负载,三相半控桥式整流电路及 =0时的波形, =30时的波形,2. 电感性负载 在大电感负载时，此电路与单相桥式可控桥式整流电路一样有自然续流现象。当电感很大时，输出电流波形接近一条水平线。此时平均电压Ud的计算与电阻负载时相同，即： 。,3. 主电路失控,三相半控桥式整流电

5、路失控时波形,（1）在整流电路的输出端加装续流二极管VD4。 （2）留有足够的开放角，即稳定裕度。,三相半控桥式整流接续流二极管电路,三、三相全控桥式全控整流电路,三相全控桥式整流电路,1. 电阻性负载 （1）工作原理, =0时的输出波形 =30时的输出波形图, =60时的输出波形 =900时的输出波形图,（2）电量关系 1）当a 60时，负载电流不连续，整流输出电压Ud的平均值为 3）晶闸管承受的最大正、反向电压为,2. 电感性负载, =0时的波形图, =30时的波形图, =90时的波形图,3. 三相半控桥式整流电路和三相全控桥式整流电路的比较 （1）电路结构和触发方式不同 （2）输出电压的脉动、平波电抗器的电感量不同 （3）控制滞后时间及用途不同,四、实训操作 1. 三相半控桥式整流电路安装和调试 （1）实训线路及工作原理,三相半控桥式整流电路,（2）实训设备,（3）调试步骤 1）在DJK02上调试“触发电路” 2）三相半控制桥式整流电路供电给电阻负载时的特性测试 3）三相半控桥式整流电路带电阻电感性负载的特性测试 4）三相半控桥式整流电路带反电电势负载的特性测试,2. 三相全控桥

6、式整流电路安装和调试,三相全控桥式整流电路,课题3 有源逆变电路,1.掌握有源逆变电路的工作原理。 2.熟练掌握常用的晶闸管有源逆变电路的调试方法和技术。,一、有源逆变电路的工作原理 1. 无源逆变和有源逆变 （1）有源逆变 有源逆变是指将直流电变成和电网同频率的交流电，并返送到交流电网去的过程。 （2）无源逆变 无源逆变是指将直流电变成某一频率的交流电，直接供给负载应用的过程。,2. 有源逆变的工作原理 （1）逆变的产生条件,单相桥式可控整流有源逆变原理图,有源逆变波形图,（2）逆变角,三相逆变电路逆变角表示方法,单相逆变电路逆变角表示方法,二、常用的晶闸管有源逆变电路 1. 三相半波有源逆变电路,三相半波有源逆变电路,VT1触发脉冲波形图,VT1两端承受的电压波形,2. 三相全控桥式有源逆变电路,三相全控桥式有源逆变电路,VT1VT6触发脉冲波形图,ud两端的波形图 VT1两端承受的电压波形,三、逆变失败和逆变角的限制 1. 逆变失败的原因 （1）触发电路脉冲丢失,三相半波逆变电路和逆变失败的波形图,课题一 继电接触器控制电路的测绘与装调,（2）逆变角太小 在电路中，换相过程不是瞬间完成的，整个换相过程持续的时间锁对应的电角度，就是换相重叠角。 如下图所示，当时，在t1时触发VT2晶闸管，由于角太小，在过t2时刻时（=0）换流仍未结束，此时U相电压uU已大于V相电压uV，这样VT1晶闸管仍继续导通，VT2晶闸管在换相重叠角范围内导通短时间后又关断，相当于Ug2脉冲丢失，造成逆变失败。 （3）晶闸管自身的原因 电路中，晶闸管发生故障，应断开时不断开，应导通时不导通，都会造成逆变失败。,（2）逆变角太小 （3）晶闸管自身的原因,逆变角太小换相失败的波形图,2. 最小逆变角的确定 （1）换相重叠角 （2）晶闸管关断时间tG对应的电角度0 （3）安全裕量角a 综合上述，最小逆变角为：,四、实训操作 三相半波有源逆变电路,三相半波有源逆变电路,

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