【正文】 經(jīng)放大后再經(jīng)過(guò)隔離措施即可驅(qū)動(dòng)觸發(fā)相位相差180176。脈沖電路的輸入線及輸出到晶閘管門(mén)極的控制線采用屏蔽線。該電路的的供電電源采用通過(guò)同步變壓器構(gòu)成的全波整流電路，并將整流輸出直流脈動(dòng)電壓通過(guò)穩(wěn)壓管限幅削波，形成對(duì)應(yīng)主電路交流電壓過(guò)零點(diǎn)的梯形波同步信號(hào)電壓。每個(gè)晶閘管都各自擁有一套獨(dú)立的同步信號(hào)產(chǎn)生電路（1B——6B）、移相控制電路（1C——6C）、脈沖整形和功放電路（1D——6D）。晶閘管的導(dǎo)通需要時(shí)間，因而，要求觸發(fā)脈沖的寬度必須大于導(dǎo)通時(shí)間?！　】焖偃蹟嗥髦杂米髯罱K保護(hù)手段比較合適，是因?yàn)槿N保護(hù)電器的動(dòng)作時(shí)間各不相同，快速熔斷器的動(dòng)作時(shí)間最短，速度最快。當(dāng)能量釋放完畢，晶閘管的電流下降到維持電流以下自行關(guān)斷，且無(wú)觸點(diǎn)。　　快速開(kāi)關(guān)的全分?jǐn)鄷r(shí)間為10ms，只用于直流電路?！　〗猓壕чl管在關(guān)斷過(guò)程中，電流從最大值很快下降為0，作用在晶閘管上?！　〗猓航涣鱾?cè)阻容保護(hù)電路連接方式參閱教材P81中的圖48?！　〗猓捍笮屯桨l(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖參閱教材P79中的圖47。 解：幾種典型晶閘管相控變流器的主要特征如下： 接續(xù)流二極管的單相半波可控變流電路——脈動(dòng)頻率為fS；可工作于第一象限 接續(xù)流二極管的單相半控橋式變流電路——脈動(dòng)頻率為2fS；可工作于第一象限 單相全控橋式變流電路——脈動(dòng)頻率為2fS；可工作于第一象限和第四象限 單相反并聯(lián)（雙重）全控橋式變流電路——脈動(dòng)頻率為2fS；可工作于第一、二、三、四象限 三相半波可控變流電路脈動(dòng)頻率為3fS；可和第四象限 接續(xù)流二極管的三相半控橋式變流電路——脈動(dòng)頻率為3fS；可工作于第一象限 三相全控橋式變流電路脈動(dòng)頻率為6fS；可工作于第一象限和第四象限 三相反并聯(lián)（雙重）全控橋式變流電路——脈動(dòng)頻率為6fS；可工作于第一、二、三、四象限其中，fS為交流電源頻率。此時(shí)UdEd的極性均為上正下負(fù)，電動(dòng)機(jī)供出電能，經(jīng)變流器2回饋給電網(wǎng)。時(shí)，求Ud、Id的數(shù)值?！　?3)設(shè)置完善的系統(tǒng)保護(hù)裝置 　　例如能對(duì)系統(tǒng)過(guò)流、過(guò)壓、交流電源缺相、欠壓、斷電等故障及時(shí)檢測(cè)，并采取相應(yīng)的保護(hù)操作。此時(shí)電流電路輸出電壓的正負(fù)面積相等。此期間兩端電壓近似為零，關(guān)斷后本相晶閘管按相序分別承受與相鄰二相的線電壓各120176。的矩形波。試求當(dāng)電動(dòng)機(jī)起重重物時(shí)，負(fù)載電流Id=200A且反電勢(shì)Ed=180V時(shí)，變流電路的控制角α應(yīng)為何值？變流電路處于什么工作狀態(tài)？ 解：　　　　　　　　　　　則 　　　　　　 Ud=IdR+Ed=200+180=220（V） 　　　　　　　　　 由于α 90176。故有 　　　　　　　　　 βmin≥γ+δ+θ0 　 45．在圖42（c）中，當(dāng)α90176。時(shí)的情況。這種方法實(shí)質(zhì)上是用一個(gè)寬脈沖來(lái)代替兩個(gè)相隔60176。啟動(dòng)時(shí)最大負(fù)載電流Idmax=500A，此時(shí)晶閘管電流的有效值　　　　　　　　　　　(A)則　　　　　　　?。辆чl管承受的最大正反向峰電壓為，即為線電壓的峰值，為　　　　　　　　　　　?。ǎ郑　“丛Ａ肯禂?shù)2 2=(A) 2311=622(V) 選擇額定通態(tài)平均電流為400A，額定電壓為700V的晶閘管。輸出電壓平均值(V)輸出電壓有效值　　　　　　　　U == 　　　　　　?。健?91(v)負(fù)載電流平均值　　　（A）負(fù)載電流有效值　　?。蒬e=Ｉd=22(A)晶閘管電流平均值　　(A)晶閘管電流的效值　　(A)變壓器二次電流平均值　　　　I2AR=0(A)變壓器二次電流有效值 311．龍門(mén)刨床，其工作臺(tái)由60kW、220V、305A的直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。(1) Ud=,，則U2=220／≈94(V)(2).計(jì)算晶閘管電壓、電流值，如果電壓、電流按裕量系數(shù)2計(jì)算，選擇晶閘管晶閘管承受的最大峰電壓為 (V)按裕量系數(shù)2計(jì)算，則U=2=(V)，選額定電壓500V晶閘管。時(shí)，參閱教材P58中的圖312(b)，須將α=30176。當(dāng)控制角α=30176。時(shí)，各晶閘管的觸發(fā)脈沖依次相對(duì)各自的自然換相點(diǎn)后移30176。端電壓為０；之后依次分別承受線電壓uAC和uＢC各120176。(6). 換流期間交流電抗上的壓降，即換流壓降的影響將使輸出電壓平均值下降，輸出平均電壓將為 36．在三相橋式整流電路中，為什么三相電壓的六個(gè)交點(diǎn)就是對(duì)應(yīng)橋臂的自然換流點(diǎn)？并說(shuō)明各交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的換流元件都有哪些？解：三相橋式整流電路中，每只二級(jí)管承受的是相鄰二相的線電壓，承受正向電壓時(shí)導(dǎo)通，反向電壓時(shí)截止。解：(1).換流期間交流電抗上的壓降為參與換流（換相）的二相的線電壓的1／2。而A相晶閘管V1１將繼續(xù)導(dǎo)通至該相相電壓過(guò)零點(diǎn)，并進(jìn)入負(fù)半周，直到c相晶閘管V13的觸發(fā)脈沖到來(lái)，V13被觸發(fā)導(dǎo)通為止。時(shí)，(V)則　　　　　　　　　　 (A)則S20=3U20I20=3188=(VA)≈(KVA)從上可見(jiàn)，S2s20。時(shí)，Ud波形斷續(xù)，每相晶閘管導(dǎo)電期間為α至本相的正變負(fù)過(guò)零點(diǎn)，故有 整流輸出電壓平均值　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (V)負(fù)載電流平均值為　　　　　　　　　(Ａ)負(fù)載電流有效值為　　　　　　　　　≈(A)晶閘管電流的平均值為　　 (A)晶閘管電流的有效值為　　　　 　　≈(A)變壓器二次電流平均值為　　　　　　　 (A)變壓器二次電流有效值為　　　　　　　　　　 (Ａ)由于α30176。時(shí)，θ=120176。時(shí)，可參照上述波形，將控制角α移至90176。時(shí)，θ=90176。晶閘管導(dǎo)通角各為多少？輸出電壓各為多少？解：(1)電阻性負(fù)載α=60176。圖28（f）和圖28 (i)波形上有斜線的部分不再存在，這部分的導(dǎo)電功能由續(xù)流二極管V4來(lái)代替，如教材圖28（l）所示。晶閘管導(dǎo)電角為θ=π，對(duì)應(yīng)橋臂對(duì)管輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，電流iV1波形為為180176?！　∫?yàn)槠讲娍蛊麟姼辛康倪x擇原則是：在最小的負(fù)載電流Idmin（低速輕載情況下）時(shí)，保證負(fù)載電流連續(xù)，即晶閘管導(dǎo)電角θ=180176。所以，反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的波形系數(shù)Kf1大于電阻性負(fù)載時(shí)的波形系數(shù)Kf2?！　【чl管與整流二極管電流的平均值IV!AR、IV2AR與有效值IVIV2 　其最大值出現(xiàn)在αmin=30176。=116π／180=　　波形系數(shù)為　　　　　　　　　　　　　　晶閘管電流的有效值　　　　　　　　　　　?。ǎ粒　∽儔浩鞫坞娏鞯挠行е怠　　　　　　　　　　　　。ǎ粒　∽儔浩鞫稳萘俊　　　　　　　　　?可見(jiàn)，在可控整流電路輸出較低電壓時(shí)，采用變壓器供電有利于降低所用晶閘管的額定電流和額定電壓，以及交流電源的容量。　　要求在此導(dǎo)通角范圍之間，均能輸出20A負(fù)載電流，故應(yīng)在最小θ即最大αmax時(shí)，計(jì)算晶閘管電流有效值和變壓器二次電流有效值。　?。?）負(fù)載端接續(xù)流二極管V4，計(jì)算輸出整流電壓、電流平均值及晶閘管、續(xù)流二級(jí)管電流有效值。由于負(fù)載為大電感負(fù)載，所以負(fù)載電流id脈動(dòng)很小，近似為一平行橫坐標(biāo)的直線，晶閘管電流iV續(xù)流二極管電流iV2近似為正向矩形波，導(dǎo)通角分別為θ＝π－α和θ＝π＋α。當(dāng)負(fù)載為大電感負(fù)載時(shí)，Ud近似等于零，此時(shí)輸出平均電流Id亦很小。　　解：電阻性負(fù)載電路　　輸出電流id 與輸出電壓ud相位相同，波形相似?！　〗猓?1)整流輸出平均電壓 　　　　　　 Ｕd==　　　　　　　 = 　　　　　　　　　cosα=則　　　控制角α≈60176。采用錯(cuò)開(kāi)關(guān)期間瞬變電流和電壓最大值相位的緩沖吸收保護(hù)電路，減小開(kāi)關(guān)期間的瞬時(shí)功率，是破壞二次擊穿產(chǎn)生的條件，抑制二次擊穿的有效措施。 現(xiàn)以零偏壓曲線OEBGH來(lái)說(shuō)明二次擊穿現(xiàn)象的發(fā)生過(guò)程。因此，ＧＴＯ的平均激勵(lì)功率，比相同容量的大功率晶體管小。同時(shí)，消除了晶閘管與二極管之間的連線電感，減小了換流時(shí)間，使晶閘管承受反向偏壓的時(shí)間增長(zhǎng)，提高了換流能力?！　?12．晶閘管的一些派生器件的主要功能和特點(diǎn)是什么？解：晶閘管的一些派生器件的主要功能和特點(diǎn)如下：(1). 快速晶閘管快速晶閘管的開(kāi)關(guān)時(shí)間短，動(dòng)態(tài)特性比普通晶閘管好，快速晶閘管一般分為兩種，一種是主要是關(guān)斷時(shí)間短，另一種是di／dt是耐受量高。 因此，選擇晶閘管額定電流參數(shù)的原則是：使電路各種實(shí)際運(yùn)行情況下（特別是最不利的情況）管芯的結(jié)溫小于或等于額定結(jié)溫。如教材圖18所示。和90176。要使晶閘管導(dǎo)通，門(mén)極觸發(fā)電流脈沖寬度至少應(yīng)為多少？解：晶閘管導(dǎo)通后，主回路電壓方程為 　　　　　　　　　　　　　 主電路電流按下式由零上升　　　　　　　　　　　　　 晶閘管要維持導(dǎo)通，id必須上升達(dá)到擎住電流值以上，在此期間，門(mén)極脈沖應(yīng)繼續(xù)維持，將Id=15mA代入，得　　　　　　　　　 取， t≥150μs。時(shí)，最大輸出平均電壓　　　　　　　　　　　　 （Ｖ）平均電流　　　　　　　　　　(A)波形系數(shù)　　　　　　　　　　　所以，　　　　　　　　?。桑郑終f 。門(mén)極所加正向觸發(fā)脈沖的最小寬度，應(yīng)能使陽(yáng)極電流達(dá)到維持通態(tài)所需要的最小陽(yáng)極電流，即擎住電流ＩＬ以上。對(duì)于圖(a)，假若晶閘管V被觸發(fā)開(kāi)通，由于電源為直流電源，則晶閘管流過(guò)的最大電流為 　　　　　　　　　　　　因?yàn)镮V IH，而IH IL，IL為擎住電流，通常IL=(2~4) IH。同時(shí)，晶閘管承受的正向峰值電壓為150V，小于300V，電壓指標(biāo)合理。若考慮晶閘管的安全裕量，其額定電壓應(yīng)如何選?。拷猓涸撾娐愤\(yùn)行可能出現(xiàn)施加于晶閘管上最大正反向峰值電壓為 （V）若考慮晶閘管的安全裕量，通常選擇額定電壓為正常工作峰值電壓的2－3倍。時(shí)，電路允許的峰值電流為 　　　　　　　　　　　Im1=314／2＝157Ａ，當(dāng)導(dǎo)通角θ＝90176?！　?9．導(dǎo)通角θ不同，電流的波形不一樣，如何來(lái)選擇晶閘管的電流容量？ 解：導(dǎo)通角θ不同，電流的波形不一樣，因而波形系數(shù)亦不相同，θ角愈小，波形系數(shù)愈大。一是陽(yáng)極電壓UA過(guò)高，達(dá)到或超過(guò)IG＝０時(shí)的轉(zhuǎn)折電壓UB0時(shí)，使漏電流急劇增加；二是UA的電壓上升率duA／dt太快。由于其內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)關(guān)系，目前器件的額定電壓和額定電流與普通晶閘管相比較還較低，重施加du／dt的能力也較差。ＧＴＯ與普通晶閘管的關(guān)斷機(jī)理不同，有兩個(gè)重要的特征參數(shù)需要特別注意，分別為最大可關(guān)斷電流ＩＡＴＯ和電流關(guān)斷增益βoff。總開(kāi)關(guān)損耗與開(kāi)關(guān)頻率（開(kāi)關(guān)次數(shù)）有關(guān)，開(kāi)關(guān)頻率愈高，總開(kāi)關(guān)損耗愈大。這種從高電壓小電流向低電壓大電流躍變的現(xiàn)象，稱(chēng)為晶體管的二次擊穿?！　　　　　　〉诙隆　蜗嗫煽卣麟娐贰　　　　　　　　　　　　×?xí)題與思考題解　　21．什么是整流？它是利用半導(dǎo)體二極管和晶閘管的哪些特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的？解：整流電路是一種AC／DC變換電路，即將交流電能變換為直流電能的電路，它是利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦院途чl管是半控型器件的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。試證明輸出整流電壓平均值，并畫(huà)出控制角為α?xí)r的輸出整流電壓ud、晶閘管承受電壓uV1的波形。晶閘管導(dǎo)通區(qū)間從α開(kāi)始并超過(guò)π過(guò)零點(diǎn)，導(dǎo)通角θπ－α。輸出電壓ud和電流id、晶閘管電壓uV1和電流iV1的波形參閱教材P30中的圖22?！　〗猓篒d=Ud／R，則R=Ud／Id=80／70=　　　　　　　　　　　　 Ud=(1+cosα)／2則　　　　　　　　　　　　U2=95V　　　　　　　 ＝ ＝ (A) 　　　　　　　　　　　　　 (A)　　　　　　　　　　　 IVEAR=IV1／kfe =58／≈37 (A)　　考慮裕量系數(shù)2，　　　　　　　　　　　 ２37＝74(A) 　　　　　　 (V)選額定電流100A、額定電壓300V的晶閘管。試分析比較二種供電方式下晶閘管的導(dǎo)通角和電流有效值、交流側(cè)電流有效值及電源容量?！?4176?！　〗猓涸谧钚】刂平铅羗in和最大整流輸出電壓時(shí)，計(jì)算變壓器二次電壓U2 　　　　　　　　(V)在最小整流輸出電壓時(shí)計(jì)算出最大控制角αmax當(dāng)Ud=20V時(shí)的最大控制角αmax為 　　　　　　　　　　則　　　　　　　　　　　αmax=122176。整流輸出平均電壓亦為 　　　　　　　　 　　211．單相可控整流電路供電給電阻負(fù)載或蓄電池充電（反電勢(shì)負(fù)載），在控制角α相同，負(fù)載電流平均值相等的條件下，哪一種負(fù)載晶閘管的額定電流值大一些？為什么？解：反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路中晶閘管的額定電流大一些。對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)負(fù)載，將使其機(jī)械特性變軟，整流換相時(shí)產(chǎn)生火花。所以，各種參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系，也與大電感負(fù)載時(shí)相同。時(shí)，輸出電壓u d波形將進(jìn)入交流電源的負(fù)半周?！　　　　　　〉谌隆　】煽卣麟娐贰　　　　　　　　　　　×?xí)題與思考題解31．分別畫(huà)出三相半波可控整流電路電阻負(fù)載和大電感負(fù)載在α為60176。 由于α30176。(2)大電感負(fù)載α=60176。Ｕd=176。改