变频器常用电力电子器

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1、第二章变频器常用电力电子器件2.1功率二极管（D）功率二极管的内部是P-N或P-I-N结构，图示为功率二极管的电路符号和外形。a)b)c)图2-1功率二极管的符号和外形a)功率二极管的符号b)螺旋式二极管的外形c)平板式二极管的外形《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.伏安特性功率二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系称为伏安特性，其伏安特性曲线如图所示。正向特性：当从零逐渐增大正向电压时，开始阳极电流很小，当正向电压大于0.5V时，正向阳极电流急剧上升，管子正向导通。反向特性：当二极管加上反向电压时，起始段的反向漏电流也很小，而且随着反向电压增加，反

2、向漏电流只略有增大，但当反向电压增加到反向不重复峰值电压值时，反向漏电流开始急剧增加。《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.1.2主要参数1.额定正向平均电流IF在规定的环境温度和标准散热条件下，元件所允许长时间连续流过50Hz正弦半波的电流平均值。2.反向重复峰值电压URRM在额定结温条件下，取元件反向伏安特性不重复峰值电压值URSM的80%称为反向重复峰值电压URRM。3.正向平均电压UF在规定环境温度和标准散热条件下，元件通过50Hz正弦半波额定正向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压的平均值《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.1.3功率二极管的选用1.选

3、择额定正向平均电流IF的原则IDn=1.57IF=(1.5～2)IDM2.选择额定电压URRM的原则URRM=（2～3）UDM《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.1.4功率二极管的分类功率二极管一般分为三类：(1)标准或慢速恢复二极管；(2)快速恢复二极管；(3)自特基二极管。《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.2晶闸管（SCR）2.2.1晶闸管的结构晶闸管是四层（P1N1P2N2）三端（A、K、G）器件，其内部结构和等效电路如图所示。a)b)c)图2-3晶闸管的内部结构及等效电路a)芯片内部结构b)以三个PN结等效c)以互补三极管等效《变频器原理与应用（第2

4、版）》第2章晶闸管的外形及符号a)b)c)图2-4晶闸管的外形及符号a)晶闸管的符号b）螺栓式外形b）带有散热器平板式外形《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.2.2晶闸管的导通和关断控制晶闸管的导通控制：在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压，同时在它的门极和阴极间也加正向电压形成触发电流，即可使晶闸管导通。导通的晶闸管的关断控制：令门极电流为零，且将阳极电流降低到一个称为维持电流的临界极限值以下。《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.2.3晶闸管的阳极伏安特性晶闸管的阳极与阴极间的电压和阳极电流之间的关系，称为阳极伏安特性。图2-5晶闸管的阳极伏安特性《变频器原理与

5、应用（第2版）》第2章2.2.4晶闸管的参数1.正向断态重复峰值电压ＵDRM2.反向重复峰值电压ＵRRM3.通态平均电压ＵT(AV)4.晶闸管的额定电流ＩT(Ａv)5.维持电流ＩH6.擎住电流ＩL《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.2.5晶闸管的门极伏安特性及主要参数1.门极伏安特性门极伏安特性是指门极电压与电流的关系，晶闸管的门极和阴极之间只有一个PN结，所以电压与电流的关系和普通二极管的伏安特性相似。门极伏安特性曲线如图2-6所示。图2-6《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.门极主要参数（1）门极不触发电压ＵGD和门极不触发电流ＩGD（2）门极触发电压ＵG

6、T和门极触发电流ＩGT（3）门极正向峰值电压ＵGM、门极正向峰值电流ＩGM和门极峰值功率ＰGM《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.2.6晶闸管触发电路1.晶闸管对触发电路的要求①触发脉冲应具有足够的功率和一定的宽度；②触发脉冲与主电路电源电压必须同步；③触发脉冲的移相范围应满足变流装置提出的要求。2.触发电路的分类依控制方式可分为相控式、斩控式触发电路；依控制信号性质可分为模拟式、数字式触发电路；依同步电压形成可分为正弦波同步、锯齿波同步触发电路等。《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.触发电路的分类触发电路可按不同的方式分类，依控制方式可分为相控式、斩控式触发

7、电路；依控制信号性质可分为模拟式、数字式触发电路；依同步电压形成可分为正弦波同步、锯齿波同步触发电路等。《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.2.7晶闸管的保护1.晶闸管的过电流保护1)快速熔断器保护(见下图）2）过电流继电器保护。过电流继电器可安装在交流侧或直流侧。3）限流与脉冲移相保护。《变频器原理与应用（第2版）》第2章2.晶闸管过电压保护晶闸管过电压产生的原因主要有：关断过电压、操作过电压和浪涌过电压等。对过电压的保护方式主要是接入阻容吸收电路、硒堆或压敏电阻等。图2-8为交流侧接入阻容吸收电路的几种方法。硒堆或压敏电阻的联结方法与此相同。