电力电子技术教学课件作者殷刚第5章交流变换电路.ppt

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1、第5章交流变换电路5.1晶闸管交流开关电路5.2交流调压电路5.3交一交变频电路返回5.1晶闸管交流开关电路5.1.1晶闸管交流开关电路晶闸管交流开关的基本形式在图5一1中给出了两种电路连接结构。该电路中的晶闸管交流开关可以在毫安级门极电流的触发下，控制几十至几百安培以上的负载电流的通断。交流开关的工作特点是晶闸管在承受正向电压时触发导通，而在电压过零或承受反向电压时自然关断。图5一1(a)是采用两个单向晶闸管反向并联构成的交流开关，其优点是负载回路结构简单。图5一1(b)是采用二极管全桥整流电路与一个晶闸管构成的交流开关，负载串接在二极管全桥的交流输入端，直流输出端接单向晶闸管，其优点是

2、晶闸管的触发电路相对比较简单。下一页返回5.1晶闸管交流开关电路5.1.2双向晶闸管交流开关电路图5一1(a)所示晶闸管交流开关中的两只晶闸管也可以用一只双向晶闸管替代，这样可以简化负载控制回路和触发回路的结构。双向晶闸管交流开关电路如图5-2所示。双向晶闸管在应用中要注意触发的灵敏度。双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负电压都能触发。主电压与触发电压相互配合，可以得到四种触发方式:(1)I+触发方式(2)I一触发方式(3)Ⅲ+触发方式(4)Ⅲ-触发方式上一页下一页返回5.1晶闸管交流开关电路由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式中触发灵敏度不相同。Ⅲ+触发方式灵敏度最低，使用时

3、要尽量避开，常用的触发方式为I+和Ⅲ-。如果设I+的触发电流为1，则各种方式的大致触发特性比较见表5一1。5.1.3自动恒温电热炉自动恒温电热炉的应用如图5-3所示。图中由双向晶闸管替代传统的交流接触器构成三相自动温控电热炉电路，当开关Q拨到“自动”位置时，炉温可以自动保持在给定温度范围内。上一页下一页返回5.1晶闸管交流开关电路带抽头变压器的晶闸管稳压电源由于电源电压和负荷的改变，变压器的副边电压往往会变动，为使电压稳定，最简便的方法是改变变压器的匝数比，即调节变压器原边或副边绕组的抽头，对于大功率的电热炉变压器，当需要随负荷改变而调压时就常用这种方式。如图5一4所示，在变压器副边设置若

4、干抽头，改接抽头进行调压。由于电热炉功率大，一般是用晶闸管(或其他电力电子器件)开关进行切换。像这类具有功率切换功能的开关称为交流开关或交流无触点开关。若需要调节功率大小，则称为交流功率调节器。上一页返回5.2交流调压电路交流调压电路是一种能调节交流电压有效值大小的电路。交流调压电路中的晶闸管通常有两种控制方式。(1)相位控制在电源电压的每一周期，在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻即可达到调压的目的，如图5-5所示。(2)通断控制将晶闸管作为开关，使负载与电源接通若干周波，然后再断开若干周波，通过改变通断的时间比达到调压的目的。波形如图5-6所示，有全周波连续式和全周波间隔式两种

5、形式。通断控制采取的是过零触发方式。这种控制方式的交流调压电路多用于输出功率的调节，所以又叫交流调功电路。下一页返回5.2交流调压电路5.2.1双向晶闸管构成的交流调压电路双向晶闸管通常与双向二极管配合组成交流调压电路。1.双向二极管(1)外形与符号双向二极管又称双向触发二极管，它在电路中可以双向导通。双向二极管的实物外形和图形符号如图5-7所示。(2)性质普通二极管具有单向导电性，而双向二极管具有双向导电性，但它的导通电压通常比较高。下面通过图5-8所示电路来说明双向二极管性质。上一页下一页返回5.2交流调压电路(3)特性曲线双向二极管的性质可用图5-9所示的曲线来表示，坐标中的横轴表示

6、双向二极管两端的电压，纵坐标表示流过双向二极管的电流。从图中可以看出，当双向二极管两端加正向电压时，如果两端电压低于UB1，流过的电流很小，双向二极管不能导通，一旦两端的电压达到UB1(称为触发电压)，双向二极管马上导通，流过的电流增大，同时双向二极管两端的电压会下降(低于UB1)。(4)检测双向二极管的检测包括好坏检测和触发电压检测。①好坏检测。将万用表拨至Rx1kΩ挡，测量双向二极管正、反向电阻，如图5-10所示。若双向二极管正常，正、反向电阻均为无穷大。若测得的正、反向电阻很小或为0，说明双向二极管漏电或短路，不能使用。上一页下一页返回5.2交流调压电路②触发电压检测。检测双向二极管

7、的触发电压方法如下:第1步:如图5一11所示，将双向二极管与电容、电阻和耐压大于300V的整流二极管接好，再与220V电压连接。第2步:将万用表拨至直流50V挡，红、黑表笔分别接被测双向二极管的两极，然后观察表针位置，如果表针在表盘上摆动(时大时小)，表所指最大电压即为双向二极管的触发电压。第3步:将双向二极管两极对调，再测两端电压，正常电压值应与第2步测得的电压值相等或相近。两者差值越小，表明双向二极管对称性越好，即性