第12次课(2学时)

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1、第十章电力电子学──晶闸管及其基本电路第12次课上次课内容：1、电动机容量选择的三项原则：温度、过载能力、启动能力；2、电动机温升温降曲线；3、连续工作制电动机容量的选择（恒定负载、变动负载、等值法）；4、短时工作制电动机容量的选择（选短时工作制电动机、选连续工作制电动机）。5、晶闸管供电的优缺点，晶闸管供电时，电动机的容量要适当降低使用。6、电动机的类型：根据负载性质来选。从启动（负载转矩大小、频繁程度）、制动（频繁程度）、调速（调速范围、有级无级）、运行（负载转矩是否波动、是否要求恒速）等几方面来综合考虑；7、电动机电压等级选

2、择：交流电动机为380V；3kV；6kV。直流电动机为110V、220V和440V，常用220V。8、电动机额定转速的选择：高速电动机优点；生产机械是否需要调速，从运行速度高低来考虑要不要减速器，经常启、制动和反转则电机的GD2·n2应最小；第十章晶闸管及其基本电路晶闸管的作用是用弱电控制强电输出。●优点：▲用很小的功率可以控制较大的功率，功率放大倍数可以达到几十万；▲损耗小、效率高，晶闸管本身的压降仅1V左右，很小，总效率可达97.5％，而一般机组效率仅为85％左右。▲控制灵敏、反应快，晶闸管的导通和截止时间都在微秒级；▲体积小

3、、重量轻。10.1电力半导体器件●缺点：▲过载能力弱，在过电流、过电压情况下很容易损坏，控制电路中要采取保护措施；▲导致电网电压波形畸变，高次谐波分量增加，干扰周围的电器设备；▲抗干扰能力差，易受冲击电压的影响，当外界干扰较强时，容易产生误动作；▲控制电路比较复杂，对维修人员的技术水平要求高。晶闸管在《电工学》里已讲过，这里只稍提一下，为后面的学习作些准备。●晶闸管(SCR)的结构和符号(图10.1、图10.2)Thyristor,SiliconControlledRectifier掌握：阳极A、阴极K、控制极G，三个PN结和符号

4、。图10.4，看成PNP和NPN两只晶体管的组合。●晶闸管的工作原理图10.3，工作情况实验图，控制极接入Eg，当开关S接通，控制极电压为ug，主电路加交流电压u2，电阻RL上压降为ud，各电压正方向规定如图。开始，S断开，不论u2为正还是为负，晶闸管均不导通，具有正、反向阻断能力；阳极和控制极同时加正向电压，导通。即导通必须同时具备这两个条件；导通后，控制极就失去控制作用，要恢复阻断，必须把阳极正向电压降低到一定值(或断开，或反向)。为什么会出现这种特性？图10.4，看成PNP和NPN两只晶体管的组合。当阳极A与阴极K间加正向电

5、压，则VT1和VT2都承受正向电压。当在控制极G加对K为正的电压，则有控制电流Ig流过。VT2集电极电流Ic2=β2Ig=VT1基极电流。VT1集电极电流Ic1=β1β2Ig→VT2基极，再次放大，……，形成强烈正反馈，在几微秒，元件全部导通，控制极即使去掉电压，晶闸管仍可保持导通。当A和K间加反向电压，VT1和VT2都处于反向电压，没有放大作用，不能导通。若起始时没加ug，则不产生Ig，即使阳极加正向电压，晶闸管也不能导通。●晶闸管伏安特性曲线Ig=0，当阳极电压加大到UDSM时，晶闸管突然由阻断转为导通，该电压叫正向转折电压。

6、Ig>0时，正向转折电压变小反向转折(击穿)电压●晶闸管断态重复峰值电压UDRM在控制极断路时，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压，其数值规定比正向转折电压小100V。发热由电流有效值Ie决定●晶闸管反向重复峰值电压URRM在控制极断路时，可以重复加在晶闸管元件上的反向峰值电压，其数值规定比反向击穿电压小100V。●晶闸管额定电压正常工作峰值电压（UDRM和URRM中较小者）。在选用晶闸管时，其额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍，作为安全系数。●晶闸管额定通态平均电流（额定正向平均电流）IT在环境温度不大于40℃和标准散热及

7、全导通条件下，晶闸管元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值，简称额定电流。通常所说的多少安的晶闸管，就是指这个电流。正弦半波电流的平均值有效值晶闸管发热由电流有效值Ie决定二者之比式中，K──波形系数。Ie＝1.57IT为确保安全，按下式选晶闸管式中，──实际通过晶闸管的电流有效值。●维持电流IH在规定的环境温度和控制极断路时，维持元件继续导通的最小电流。为几十mA~一百多mA，数值与温度成反比。当晶闸管的正向电流小于这个电流时，晶闸管将自动关断。●晶闸管型号3CT□/□C──N型硅材料；第二个□──元件的断态

8、重复峰值电压。T──可控整流元件；第一个□──元件的额定通态平均电流；●如何判别管子的好坏阳极A与阴极K之间应为高阻值，而G─K间的逆向电阻比顺向电阻越大，晶闸管性能越良好。●其他电力半导体器件▲双向晶闸管(TRIAC)：其控制极对于电源的两个半周