【正文】 子器件是電力電子變流技術(shù)的核心，通常包括非可控器件（如整流二極管）和可控器件（如晶閘管，也叫可控硅）兩大類。 下面，我們主要介紹整流電路原理。 二極管按其結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型。 44 二極管由 PN結(jié)組成， 因此，具有 PN結(jié)的單向 導(dǎo)電特性，它屬于非線 性電阻元件。 反向特性 （左半部分）： 當(dāng)二極管外加反向電壓時(shí)， PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)，反向電流很??；如果所加反向電壓繼續(xù)增大，大于擊穿電壓時(shí)，反向電流急劇增加，而電壓幾乎保持不變（穩(wěn)壓二極管就是利用這一反向擊穿區(qū)特性工作的， 控制反向電流數(shù)值，使其不致過熱而燒壞）。 60 40 20 0 . 4 0 . 8 U /V 40 30 20 10 I / m A 0 正向特性 反向特性 死區(qū)電壓 45 二極管的測(cè)量一般用萬用表的電阻檔（ R 1K）測(cè)量，其正向電阻（黑表筆接陽極，紅表筆接陰極）較?。◣装佟?KΩ 左右），反向電阻很大（一般為接近 ∞ ），而根據(jù)正反向測(cè)量結(jié)果，也可以判斷出其極性。如整流二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、光電二極管（可以與光敏三極管做成 光耦器件，用于信號(hào) 的電路隔離傳輸，如 微機(jī)保護(hù)等輸入輸出 口常采用光耦傳輸， 起電路隔離，避免因 某一輸入輸出口問題 影響整個(gè)系統(tǒng)）等。 ? 半波整流： 47 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，輸出電壓 Vo＝ Vi(忽略管壓降 ) ；當(dāng)輸入電壓處于交流電壓的負(fù)半周時(shí)，二極管截止，輸出電壓 Vo＝ 0。 對(duì)于電子電路，這種電壓則不能直接作為半導(dǎo)體器件的電源，還必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。 48 ? 全波整流： 當(dāng)輸入電壓處于交流電壓正半周時(shí)， D1導(dǎo)通， Vo＝ Vi（忽略管壓降）；當(dāng)輸入電壓處于負(fù)半周時(shí)， D2導(dǎo)通， Vo＝ Vi。 49 同樣，全波整流輸出的直流脈動(dòng)電壓不能滿足電子電路對(duì)直流電源的要求，必須經(jīng)過平滑（濾波）處理。電容在脈動(dòng)電壓的兩個(gè)峰值之間向負(fù)載放電，使輸出電壓得到相應(yīng)的平滑。全 波整流電路必 須采用具有中 心抽頭的變壓 器，而且每個(gè) 線圈只有一半 時(shí)間通過電流， 所以變壓器的 利用率不高。 51 可見，橋式整流電路的輸出波形脈動(dòng)情況、脈動(dòng)頻率。不同的是橋式整流電路無需采用具有中心抽頭的變壓器，整流二極管承受的反向電壓也不高。在實(shí)際工作中，有時(shí)希望整流器的輸出直流電壓能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這種情況下，需要采用可控整流電路，而晶閘管正是可以實(shí)現(xiàn)這一要求的可控整流元件。 53 工作原理： 如果只在晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓而控制極不加電壓，則 PN結(jié) J2為反向偏置，晶閘管不導(dǎo)通，稱為阻斷；如果 A、 K之間加反向電壓而控制極不加電壓， J J3反偏，晶閘管還是阻斷。 當(dāng)在陽極和陰極之間加正向電壓的同時(shí)，在控制極與陰極之間也加一個(gè)正向電壓，則晶閘管將由阻斷變?yōu)閷?dǎo)通，而且其壓降很?。?1V左右），相當(dāng)于開關(guān)處于閉合狀態(tài)。所以， 控制極也叫觸發(fā)極，加在其上的電壓一般為觸發(fā)脈沖電壓。 54 55 ? 晶閘管導(dǎo)通后，控制極就失去控制作用。 ? 若不加控制極正向電壓，而提高陽極電壓，則當(dāng)達(dá)到某一限度時(shí)，由于正向漏電流的增大，也會(huì)導(dǎo)致晶閘管導(dǎo)通。 56 ? （ 1）電壓定額： 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓 ( )： 反向重復(fù)峰值電壓（ ）： 通態(tài) (峰值 )電壓（ ）： ? （ 2）電流定額： 通態(tài)平均電流 ： 維持電流 ： 擎住電流 ： ? （ 3）門極定額： 門極觸發(fā)電流 、門極觸發(fā)電壓 ? （ 4）額定結(jié)溫 ：器件在正常工作時(shí)所允許的最高結(jié)溫，在此溫度下，晶閘管有關(guān)的額定值和特性都能得到保證。 VT承受的電壓 ,在導(dǎo)通時(shí)忽略管壓降為零，其余不導(dǎo)通時(shí)承受全部電源電壓。 α 愈小， 愈大。 du2c 2α?? UUddudu59 ? 電感性負(fù)載的情況： 60 當(dāng)在電源電壓正半周的 t1時(shí)刻觸發(fā)晶閘管，在負(fù)載側(cè)就立即出現(xiàn)直流電壓，感性負(fù)載通過電流 ，當(dāng) 在增加的過程中， L的自感電動(dòng)勢(shì)極性為上正下負(fù)，它力圖阻止電流增加；當(dāng) 過零變負(fù)時(shí)，電流處于逐步減小的過程中，在 L兩端產(chǎn)生一個(gè)上負(fù)下正的電動(dòng)勢(shì)，力圖阻止電流減小，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)比值大，使晶閘管仍然承受正向電壓，繼續(xù)維持導(dǎo)通（此時(shí)可以理解為 L釋放出先前儲(chǔ)藏的能量，使晶閘管保持導(dǎo)通維持負(fù)載電流）?？梢姡捎陔姼械拇嬖?，延遲了晶閘管的關(guān)斷時(shí)刻，使輸出波形上出現(xiàn)負(fù)值，導(dǎo)致輸出直流電壓的平均值下降。當(dāng) ωLR時(shí)，輸出波形中正負(fù)波形面積接近， ，輸出電流平均值就很小。 當(dāng)電源電壓過零變負(fù)后，電感 L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可經(jīng)續(xù)流二極管使負(fù)載電流繼續(xù)流通，也就是說電感儲(chǔ)藏的能量通過續(xù)流二極管與負(fù)載形成回路釋放。 從波形可以看出，加了續(xù)流二極管后，輸出電壓的波形與電阻性負(fù)載時(shí)一樣，但輸出電流波形就大不相同，流過負(fù)載的電流不但連續(xù)而且基本上維持不變，電感愈大，電流波形愈接近一條水平線，此電流由晶閘管 VT和二極管VD分擔(dān)，晶閘管導(dǎo)通期，從晶閘管流過，晶閘管關(guān)斷期，從續(xù)流二極管流過。 ? 電阻性負(fù)載的情況： VT1和 VT4組成一對(duì)橋臂， VT2和 VT3組成另一對(duì)橋臂。當(dāng)電源變?yōu)樨?fù)半周時(shí)， VT2和 VT3承受電源正向電壓，在控制角為 α 處觸發(fā)晶閘管 VT2和 VT3，則 VT VT3導(dǎo)通，負(fù)載流過電流；此時(shí) VT1和 VT4承受反向電壓；當(dāng)電壓再次過零時(shí)，VT2和 VT3隨之關(guān)斷；以后又是 VT1和 VT4導(dǎo)通，如此循環(huán)下去。 。當(dāng) α ＝ 0時(shí)，相當(dāng)于二極管橋式整流，輸出電壓最大，當(dāng) α ＝ 180176。 。 ? 電感性負(fù)載的情況： 當(dāng)電源為正半周，在 t1時(shí)刻（即控制角為 α ）給晶閘管 VT1和 VT4加上觸發(fā)脈沖，兩管導(dǎo)通， Ud＝ U2。當(dāng)電源電壓過零變負(fù)時(shí)，因電感上產(chǎn)生上負(fù)下正的電動(dòng)勢(shì)使 VT1和 VT4仍承受正向電壓而繼續(xù)導(dǎo)通，波形中出現(xiàn)負(fù)值部分。當(dāng)在 ωt ＝ π+α 時(shí)刻， VT VT3加上觸發(fā)脈沖導(dǎo)通， VT1和VT4立即承受反向電壓而關(guān)斷，負(fù)載電流由 VT VT4轉(zhuǎn)移到VT VT3上，這個(gè)過程叫換相。 66 67 ? 由波形可知，當(dāng) α ＝ 0時(shí)， 最大；α ＝ 90176。 。當(dāng)負(fù)載回路的電感量不夠大時(shí)，電感儲(chǔ)藏的能量不足以維持電流導(dǎo)通到（ π+α ）時(shí)，負(fù)載的電流將不連續(xù)。 UU d ?0?dU22U68 第二章 電 工 測(cè) 量 ? 一、電工常用攜帶式儀表的應(yīng)用 電工常用攜帶式儀表主要有萬用表、鉗形電流表及兆歐表。 72 第三章 觸電危害與急救 ? 觸電事故 ： ? 電擊：?jiǎn)尉€電擊、兩線電擊、跨步電壓電擊 ? 電傷：電弧燒傷、電流灼傷、皮膚金屬化、電烙印、電光眼 ? 雷電事故 ? 靜電事故 ? 電磁輻射事故 ? 電路故障及事故 ? 電路故障：斷路、短路、接地、漏電、突然停電、誤合閘 ? 電路故障得不到控制就可能發(fā)展為電路事故 73 第一節(jié) 電流對(duì)人體的危害 一、電流作用機(jī)理 電流通過人體時(shí)破壞人體內(nèi)部細(xì)胞組織的正常工作，主要表現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng)。 74 1. 電流的大小 人體電阻主要由 表皮電阻和體內(nèi)電阻 構(gòu)成，體內(nèi)電阻一般較為穩(wěn)定，約在 500Ω 左右，表皮電阻則與表皮濕度、粗糙程度、觸電面積等有關(guān)，一般人體電阻在 1kΩ ～ 2kΩ之間 （時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)人體傷害最嚴(yán)重） （ 50Hz～ 60Hz時(shí)電流對(duì)人體傷害最嚴(yán)重） （通過人心臟的電流對(duì)人體傷害最嚴(yán)重） 二、影響電流對(duì)人體作用因素 75 按通過人體的電流大小而使人體呈現(xiàn)不同的狀態(tài)，可將電流劃分為三級(jí)： ? 感知電流 （成年男性 ；女性 ） 是指在一定的概率下通過人體引起人有任何感覺的最小電流 ? 擺脫電流 （ 成年男性 16mA；女性 ） 在一定概率下人觸電后能自行擺脫帶電體的最大電流 ? 致命電流 觸電電流 （ 30mA以上有生命危險(xiǎn) ） 76 第二節(jié) 觸電事故種類、方式與規(guī)律 一、電流對(duì)人體傷害的類型 電擊 電擊是電流對(duì)人體內(nèi)部組織造成的傷害，是 內(nèi)傷 。 電傷 電傷是電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)對(duì)人體造成的 外傷 。 在觸電人脫離電源的同時(shí)，要防止二次摔傷事故。 81 二、觸電急救 發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，首先要盡快的使觸電人脫離電源，然后根據(jù)觸電人的具體情況，采取相應(yīng)的急救措施： 觸電者神志清醒 時(shí)，首先將觸電者轉(zhuǎn)運(yùn)到最近的通風(fēng)干燥的平地，仰面平躺，觀察的觸電者情況，并作好急救準(zhǔn)備； 觸電者神志不清醒 時(shí)，首先將觸電者轉(zhuǎn)運(yùn)到最近的通風(fēng)干燥的平地，仰面平躺，一邊進(jìn)行觸電急救，一邊進(jìn)行對(duì)外呼救。絕緣、安全間距、漏電保護(hù)、安全電壓、遮欄及阻擋物等都是防止直接觸電的防護(hù)措施。所謂間接觸電防護(hù)措施是指防止人體各個(gè)部位觸及正常情況下不帶電，而在故障情況下才變?yōu)閹щ姷碾娖鹘饘俨糠值募夹g(shù)措施。 84 ? 一、絕緣 ? 1．絕緣的作用 ? 絕緣是用絕緣材料把帶電體隔離起來，實(shí)現(xiàn)帶電體之間、帶電體與其他物體之間的電氣隔離，使設(shè)備能長(zhǎng)期安全、正常地工作，同時(shí)可以防止人體觸及帶電部分，避免發(fā)生觸電事故，所以絕緣在電氣安全中有著十分重要的作用。 ? 絕緣具有很強(qiáng)隔電能力，被廣泛地應(yīng)用在許多電器、電氣設(shè)備、裝置及電氣工程上，如膠木、塑料、橡膠、云母及礦物油等都是常用的絕緣材料。絕緣材料除因在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被擊穿而破壞外，自然老化、電化學(xué)擊穿、機(jī)械損傷、潮濕、腐蝕、熱老化等也會(huì)降低其絕緣性能或?qū)е陆^緣破壞。 ? 氣體絕緣在擊穿電壓消失后，絕緣性能還能恢復(fù)；液體絕緣多次擊穿后，將嚴(yán)重降低絕緣性能；而固體絕緣擊穿后，就不能再恢復(fù)絕緣性能。所以絕緣需定期檢測(cè)，保證電氣絕緣的安全可靠。這是目前簡(jiǎn)便可行的安全措施。絕緣安全用具應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行定期耐壓試驗(yàn)和外觀檢查，凡是不合格的安全用具嚴(yán)禁使用，絕緣用具應(yīng)由專人負(fù)責(zé)保管和檢查。絕緣安全用具可分為基本安全用具和輔助安全用具。輔助安全用具的絕緣強(qiáng)度不足以承受電氣設(shè)備的工作電壓，只能加強(qiáng)基本安全用具的保安作用，必須與基本安全用具一起使用。 87 第五章 保護(hù)接地與保護(hù)接零 ? 在工廠里，使用的電氣設(shè)備很多。但工人在生產(chǎn)過程中經(jīng)常接觸的是電氣設(shè)備不帶電的外殼或與其連接的金屬體。這種意外的觸電是非常危險(xiǎn)的。 88 ? 保護(hù)接地是指將電氣設(shè)備平時(shí)不帶電的金屬外殼用專門設(shè)置的接地裝置實(shí)行良好的金屬性連接。保護(hù)接地最常用于低壓不接地配電網(wǎng)中的電氣設(shè)備。 90 保護(hù)接地應(yīng)用范圍 ： —— 適用于中性點(diǎn)不接地電網(wǎng) １、電機(jī)、變壓器、照明燈具、攜帶式移動(dòng)式用電器具的金屬外殼和底座 ２、配電屏、箱、柜、盤，控制屏、箱、柜、盤的金屬構(gòu)架 ３、穿電線的金屬管，電纜的金屬外皮，電纜終端盒、接線盒的金屬部分 ４、互感器的鐵心及二次線圈的一端 ５、裝有避雷器的電線桿、塔。 保護(hù)接零應(yīng)用范圍： 中性點(diǎn)直接接地的供電系統(tǒng)中，凡因絕緣損壞而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)對(duì)地電壓的金屬部分均應(yīng)采用保護(hù)接零作為安全措施。在三相四線制供電系統(tǒng)中，零干線兼做工作零線時(shí)，其截面不能按工作電流選擇。保護(hù)接零的應(yīng)用范圍，主要是用于三相四線制中性點(diǎn)直接接地供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備。 94 第六章 電氣安全操作技術(shù) 第一節(jié) 電氣安全工作基本要求 遵守規(guī)章制度和安全操作規(guī)程 配備專業(yè)人員并進(jìn)行安全教育 進(jìn)行安全檢查 建立檔案資料 95 組織管理措施 安全技術(shù)措施 第二節(jié) 電氣安全的措施 96 一、 保證安全的組織管理措施 工作票制度 一個(gè)工作負(fù)責(zé)人只能發(fā)一張工作票 工作許可制度 工作票簽發(fā)人不得兼任該項(xiàng)工作的負(fù)責(zé)人 工作負(fù)責(zé)人可填寫工作票 工作許可人不得簽發(fā)工作票 工作監(jiān)護(hù)制度 工作間斷、轉(zhuǎn)移和終結(jié)制度 97 二、 保證電氣作業(yè)安全的技術(shù)措施 工作地點(diǎn)必須停電的設(shè)備如下： ?待檢修的設(shè)備 ?與工作人員進(jìn)行工作中正?；顒?dòng)范圍的距離小于規(guī)定距離的設(shè)備 ?在 44kV以下的無安全遮攔的設(shè)備上進(jìn)行工作時(shí)，距離小于規(guī)定的設(shè)備 ?帶電部分在工作人員后面或兩側(cè)無可靠安全措施的設(shè)備 98 ?必須用電壓等級(jí)