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伺服控制基础知识电力电子器件得应用不可控器件 半控型器件 全控型器件 不可控器件 二极管就是一种不可控器件,其在电路中得图形符号与伏安特性如图2-1所示,二极管在电路中常用D表示。 从伏安特性可见,当阳极电压大于阴极电压0、7V时二极管导通,当施加反向电压值达到击穿电压时二极管被击穿。利用二极管具有得单方向导电性,在电路中广泛用作:整流、箝位、隔离与续流。变流电路中用于整流与续流得二极管就是功率二极管。 半控型器件晶闸管(SCR) 双向晶闸管(TRIAC )晶闸管(SCR)晶闸管得结构与符号 晶闸管得工作原理 晶闸管得伏安特性 晶闸管得结构与符号 晶闸管就是在半导体二极管、三极管之后出现得一种新型得大功率半导体器件它就是一种可控制得硅整流元件,亦称可控硅。 晶闸管就是由四层半导体构成得。图2-2a)所示为螺栓形晶闸管得内部结构,它主要由单晶硅薄片P1,Nl,P2,N2四层半导体材料叠成,形成三个PN结。图2-2b)与c)分别为其示意图与表示符号。晶闸管得工作原理1)起始时若控制极不加电压,则不论阳极加正向电压还就是反向电压,晶闸管均不导通,这说明晶闸管具有正、反向阻断能力。2)晶闸管得阳极与控制极同时加正向电压时晶闸管才能导通,这就是晶闸管导通必须同时具备得两个条件。3)在晶闸管导通之后,其控制极就失去控制作用。欲使晶闸管恢复阻断状态,必须把阳极正向电压降低到一定值(或断开,或反向)。所以说晶闸管就是控制导通而不控制关断得半控器件。 晶闸管得PN结可通过几十至几百安得电流,因此它就是一种大功率得半导体器件,由于晶闸管导通时,相当于两只三极管饱与导通,因此,阳极与阴极问得管压降为1V左右,而电源电压几乎全部分配在负载电阻RL上。晶闸管得伏安特性 晶闸管得阳极电压与阳极电流得关系,称为晶闸管得伏安特性,如图2-3所示。 大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点双向晶闸管(TRIAC ) 双向晶闸管也称双向三极半导体开关元件(Bidirectional Triode Thyristor),它与单向晶闸得区别就是:第一,它在触发之后就是双向导通得;第二,在门极中所加得触发信号不管就是正得还就是负得都可以使双向晶闸管导通。双向晶闸管可瞧作由两个单间晶闸管反向并联组成。 双向晶闸管得特性与单向晶闸管得正向特性有点相近;只不过多了一个完全相同得反向特性而已,可见双向晶闸管具有双向导通及控制得性质。图2-5中给出得就是第一、三象限得伏安特性,在这两个象限中,双向晶闸管能够实现最可靠触发导通。而第二、四象限一般就是不用于触发工作。双向晶闸管可以用作固态继电器、过零开关等。作为交流开关它有很广泛得应用。全控型器件 变频调速技术得发展同现代功率开关器件得研制与发展就是密切相关得。由于晶闸管(SCR)与双向晶闸管(TRIAC)元件不具备自关断能力,且开关速度低,限制了常规晶闸管变频器得性能与应用范围。80年代以来,各种具备自关断能力得全控型、高速型功率集成器件不断研制成功,使得变频器技术跨人了电力电子技术得新时代。这些器件有:可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR、功率场控晶体管SIT、静电感应晶闸管(SITH),MOS晶闸管MCT及MOS晶体管MGT等。这些现代功率开关得问世,使电力电子技术由顺变时代走入今天得逆变时代,各种各样得PWM变频电路在新型功率开关器件得支持下进人了机电一体化得实用领域。 全控型器件即具备自关断能力得半导体器件,可分为三大类型:双极型、单极型与混合型。各种全控型器件得符号及等效电路见表2-1。 双极型器件 可关断晶闸管GTO(GateTurn-off Thyristor)功率晶体管GTR(GiantTransistor) 静电感应晶闸管SITH(StaticlnductionThyristor) 单极型器件 功率场控晶体管(PowerMosfet) 静电感应晶体管SIT(Staticlnduction Transistor) 混合型器件 MOS门极晶体管MGT(MOS Gate Transistor) 绝缘门极晶体管IGBT(1nsulated Gate Bipolar)MOS晶闸管MCT(MOS-Coutrolled Thyristor) 功率集成电路PIC(Power Integrated Circuit) 检测元件 速度检测 角度(角位移)检测 位置检测 速度检测 在伺服系统中,机械得运动速度控制就是最基本得控制内容,当对速度得稳定精度提出较高要求时,就要求对驱动电动机能够实行速度得闭环控制。因此速度检测元件得正确选择与构成速度负反馈控制得电路形式,对就是否能满足系统得要求十分重要。 速度闭环控制系统中,常用得速度检测元件一般分为二类,即:模拟速度检测元件与数字速度检测元件。测速发电机就就是一种