淺談負(fù)載類型對晶閘管整流的影響論文

　　晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡稱，又被稱做可控硅整流器，以前被簡稱為可控硅;1957年美國通用電氣公司開發(fā)出世界上第一款晶閘管產(chǎn)品，并于1958年將其商業(yè)化;晶閘管是PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，它有三個極：陽極，陰極和門極; 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。以下是今天學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的：淺談負(fù)載類型對晶閘管整流的影響相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!

　　淺談負(fù)載類型對晶閘管整流的影響全文如下：

　　論文摘要：在實際生產(chǎn)中，負(fù)載通常都是電感性的，例如各種電動機的勵磁繞組、各種電感線圈等;也有的負(fù)載是蓄電池(充電)或直流電動機的電樞等。這些負(fù)載的工作情況和電阻性負(fù)載有很大的不同，對晶閘管的整流均有不同程度的影響。

　　論文關(guān)鍵詞：負(fù)載類型,晶閘管,影響

　　
當(dāng)通過線圈的電流發(fā)生變化時，線圈會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并阻礙電流的變化，所以通過線圈的電流不能突變。以圖1的電感性負(fù)載單相半控橋式整流電路為例，分析電感性負(fù)載對整流電路的影響。

　　

　　
圖1 電感性負(fù)載單相半控

　　
橋式整流電路

　　
1.正常工作情況

　　
當(dāng)u2在正半周時，ωt1時晶閘管Vl被觸發(fā)導(dǎo)通，負(fù)載電流iL的流向如圖2中實線所示。在ωt1～180°區(qū)間：uL=u2，iV1=iV4=iL。當(dāng)電感L足夠大，電流iL的波形可看成是一條與坐標(biāo)橫軸平行的直線。當(dāng)ωt1=180o時，u2=0，此后u2將要變負(fù)，電流iL要減小，電感L產(chǎn)生自感電動勢eL(下正上負(fù))。在eL的作用下，Vl和v3承受正向電壓，使電流iL經(jīng)Vl和V3進行續(xù)流，V4承受反向電壓關(guān)斷，這一過程稱為自然續(xù)流，電流方向如圖3中虛線所示，其換流過程稱為自然換流。在180°～ωt2區(qū)間：uL=0，iV1=iV3=iL。

　　

　　
圖2 電流方向 圖3 電流方向

　　
在u2負(fù)半周ωt2時，晶閘管V2被觸發(fā)導(dǎo)通。在ωt2～360°區(qū)間：uL=u2，V1因V2導(dǎo)通承受反向電壓而關(guān)斷，iV2=iV3=iL是反向電流。當(dāng)ωt=360°時，u2=0，此后。u2將要變正，電流iL要減小，電感L產(chǎn)生自感電動勢eL(下正上負(fù))。在eL的作用下，V2和V4承受正向電壓，在360°～ωt3區(qū)間：電流iL經(jīng)V2和V4自然續(xù)流，V3承受反向電壓關(guān)斷，uL=0，輸出波形如圖4所示。

　　

　　
圖4 輸出電壓波形

　　
2.失控現(xiàn)象

　　
當(dāng)把控制角a增大到180°或突然切斷觸發(fā)信號時，電路可能發(fā)生失控現(xiàn)象。在ωt3時刻，電源電壓u2處于正半周，觸發(fā)電路正常送出觸發(fā)脈沖ug1，使晶閘管Vl被觸發(fā)導(dǎo)通，此時，Vl和V4導(dǎo)通，電路處于整流狀態(tài)，負(fù)載電流iL的流向如圖2實線所示。當(dāng)電源電壓u2過零進人負(fù)半周時，負(fù)載電流iL由V4換流到V3，Vl和V3導(dǎo)通，電路進人自然續(xù)流狀態(tài)，其流向如圖3中虛線所示。

　　
在ωt4時刻，電源電壓u2處于負(fù)半周，觸發(fā)電路本應(yīng)送出觸發(fā)脈沖ug2。但由于某種原因觸發(fā)脈沖ug2突然丟失，這時V2無法導(dǎo)通，只要電感L中儲存的能量足夠大，圖5中的續(xù)流過程將繼續(xù)進行，直至電源電壓u2的負(fù)半周結(jié)束。

　　

　　
圖5 加續(xù)流二極管的電路圖

　　
當(dāng)u2再次過零進入正半周時，Vl承受正向電壓繼續(xù)導(dǎo)通，負(fù)載電流iL由V3換流到V4，電路再次進人整流狀態(tài)，負(fù)載電流iL的流向再次如圖2中實線所示。如此循環(huán)下去，使Vl管無法關(guān)斷，電路輸出的電壓波形如圖4所示。

　　
3.加續(xù)流二極管后工作情況

　　
在生產(chǎn)實際中，一旦電路出現(xiàn)失控，導(dǎo)通的晶閘管將因過熱而損壞，若負(fù)載是電動機，將使電動機無法立即停車。為了防止半控橋式整流電路失控現(xiàn)象的發(fā)生，必須采取預(yù)防措施，其方法是在負(fù)載兩端并聯(lián)一只續(xù)流二極管V5，如圖5所示。

　　
當(dāng)u2過零變負(fù)時，續(xù)流二極管V5承受正向電壓而導(dǎo)通，晶閘管承受反向電壓而關(guān)斷。此時iL不再經(jīng)變壓器，而是改經(jīng)續(xù)流二極管流通。如果忽略二極管的正向壓降，則此時uL≈0。uL波形與電阻性負(fù)載時的波形相同，但是iL的波形卻是連續(xù)的，且負(fù)載電流基本維持不變。電感L越大，電流波形就越接近一條直線。

　　
通過上面電路的分析可以看出，當(dāng)整流元件導(dǎo)通時，負(fù)載電流經(jīng)過變壓器二次繞組構(gòu)成回路;當(dāng)所有整流元件都不導(dǎo)通時，負(fù)載中的電流通過續(xù)流二極管構(gòu)成回路。

　　
如果晶閘管的導(dǎo)通角為θ，續(xù)流二極管的導(dǎo)通角為2π一2θ，流過晶閘管和整流二極管的電流平均值為

　　

　　
流過續(xù)流二極管的電流平均值為

　　

　　
例如：有一單相半控橋式整流電路，負(fù)載為直流電阻為5Ω的感性負(fù)載，輸入電壓U2=220V，試求控制角α=30°時的輸出電壓，晶閘管中的電流平均值，續(xù)流二極管中的電流平均值。

　　解：

　　
當(dāng)α=30°時

　　

　　
負(fù)載電流的平均值為

　　
IL=UL/RL=175/5=35A

　　
流過晶閘管的平均電流為

　　

　　
流過續(xù)流二極管的平均電流為

　　

　　
二、反電動勢負(fù)載的影響

　　
圖6a所示是反電動勢負(fù)載單相半控橋式整流電路。

　　
圖6反電動勢負(fù)載對晶閘管整流的影響

　　
a)電路圖 b)波形圖

　　
只有當(dāng)交流側(cè)電壓u2大于反電動勢E時，晶閘管承受正向電壓，才能被觸發(fā)導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通時，uL=u2。當(dāng)u2=E時，晶閘管關(guān)斷，uL=E。輸出電壓、電流波形如圖6b所示。

　　
從圖中可看出，反電動勢負(fù)載使晶閘管的導(dǎo)通角θ變小，且反電動勢越大，導(dǎo)通角θ越小，電流波形的底部就越窄，脈動就越大，如要輸出一定的平均電流，其波形幅值必然很大。這種電流對直流電動機負(fù)載來說，在換相時容易產(chǎn)生火花。

　　
在實際應(yīng)用中，常在負(fù)載回路中串聯(lián)一個平波電抗器，以減小電流的脈動和延長晶閘管的導(dǎo)通時間。為了防止在電路中產(chǎn)生失控現(xiàn)象，還要并聯(lián)續(xù)流二極管，使它的工作情況類似于大電感負(fù)載。

　　
三、結(jié)語

　　
通過分析，負(fù)載類型對晶閘管整流有較大影響，必須采取相應(yīng)措施，以防止晶閘管的損壞，保證負(fù)載的可靠運行。

　　[參考文獻]

　　【1】電子技術(shù)基礎(chǔ)，中國勞動社會保障出版社，2007年4月第4版;

　　【2】姜橋，電子技術(shù)基礎(chǔ)，人民郵電出版社，2009年09月。