9.4.3 晶闸管电路调试示例 - Up To.PPTVIP

在温控晶闸管的阳极A接上正电压，在阴极K接上负电压，在门极G和阳极A之间接入分流电阻，就可以使它在一定温度范围内（通常为–40~+130℃）起开关作用。温控晶闸管由断态到通态的转折电压随温度变化而改变，温度越高，转折电压值就越低。温控晶闸管可用于温度控制、温度保护、温度报警等场合。 9.2 单相可控整流电路 生产与生活中大量需要电压可调的直流电源，如电机调速、同步电机励磁、电焊、电镀等。 用晶闸管组成的相控整流电路，可以方便地把交流电变换成大小可调的直流电，具有体积小、重量轻、效率高以及控制灵敏等优点。 在不影响工程计算精度的情况下，以下分析均把晶闸管、二极管看成理想器件，即导通时正向电压降与关断时的漏电流均忽略不计，管子的开通与关断都是瞬时完成的。 9.2.1 单相半波相控整流电路 图9.2.1（a）为单相半波相控整流电路（Single-phase half wave controllable rectifier），整流变压器二次电压有效值用U2表示，瞬时值用u2表示，负载上输出电压用uo表示。 图9.2.1单相半波相控整流电路及波形 （a）电路图 （b）波形图 在u2正半周内，晶闸管加上正向阳极电压，但是管子触发脉冲未出现之前的（0~α）管子无法导通，负载RL中没有电流，负载两端电压uO=0，晶闸管VT承受u2电压。当ωt=α时，晶闸管门极加上触发脉冲uG，VT立即导通，电源电压u2全部加在RL上（忽略晶闸管电压降）。当管子导通到ωt=π时，u2降至零，晶闸管因流过它的电流随着下降到零、小于管子的维持电流而关断，此时iO、uO也为零。在u2负半周期间，VT因承受反压而阻断。直至下一个周期正半周，再加上触发脉冲时，晶闸管再重新导通。当u2电压的每一个周期都以恒定的α角加上触发脉冲，负载RL上就能得到稳定的缺α角半波电压波形，这是一个单方向的脉动直流电压，电流iO=uO/RL与uO波形相同，如图9.2.1（b）所示。用示波器测量波形时要注意：①波形中垂直上跳或下跳的线段是显示不出的；②要测量有直流分量的波形必须从示波器的直流测量端输入且预先确定基准水平线位置。 在单相电路中，把晶闸管承受正压起到触发导通之间的电角度α称为触发延迟角（Control angle），亦称触发角、控制角；晶闸管在一个周期内导通的电角度用θ表示，称为导通角。改变α的大小即改变触发脉冲在每周期内出现的时刻称为移相，这种控制方式称为相控。对单相半波电路而言，α移相范围为0~π，对应的θ在π~0范围内变化 α＋θ＝π 输出端的直流电压是以平均值来衡量的，UO(AV)是uO波形在一个周期内面积的平均值，直流电压表测得的即为此值， UO(AV)可由下式积分求得 可控整流输出电流的平均值为 流过晶闸管的通态平均电流IF 由于电流iO也是缺角正弦半波，因此在选择晶闸管、熔断器、导线截面以及计算负载电阻RL的有功功率时必须按电流有效值计算。 电流波形的波形系数Kf定义为电流有效值与电流平均值之比 理论证明，当α=0时 9.2.2 阻性负载单相桥式半控整流电路 单相桥式半控整流电路如图9.2.2（a）所示，RL为电热丝、电镀、电焊等电阻性负载。 图9.2.2 单相半控桥式整流电路及波形 （a）电路图 （b）波形图 在u2的正半周（图中极性为上正下负时），VT2和VD1反向偏置而截止。VT1和VD2正向偏置，在VT1门极的触发信号来到之前，ωtα，VT1不导通，因此，负载中无电流流过。当ωt =α时，VT1触发导通，当ωt =180O时，u2降为零，VT1阻断。 同样，在u2的负半周，VT2和VD1正向偏置，当VT2的门极加上触发信号后，VT2导通，直至ωt =360°，VT2阻断，在这段时间内VT1和VD2是反向偏置，故不导电。 电路中各处波形如图9.2.2（b）所示。 电阻性负载的桥式半控整流电路的输出电压平均值为 可控整流输出电流平均值为 由式（9.2.6）可见，当触发延迟角α从π到0方向变化时，可控整流输出电压平均值从零到0.9U2之间连续变化。 晶闸管承受的最大正向、反向电压和二极管承受的最大反向电压均为 通过晶闸管及整流二极管的平均电流为 在选择晶闸管时要注意以下问题： （1）选择晶闸管型号时，其主要额定指标为：正向阻断峰值电压UDRM、反向重复峰值电压URRM和额定平均电流IF，需从可靠性、经济性及具体电路的具体要求合理地选择。