电工安装第7章 晶闸管及其应用

1、第第7章晶闸管及其应用章晶闸管及其应用 v知识目标知识目标 知道晶闸管的分类，会说出常用晶闸管的型号，写出其符号，了解晶闸管的主要技术参数； 认识单相可控整流电路和三相可控整流电路，会说出工作原理和电路特点； 认识晶闸管直流电动机调速控制线路，会分析晶闸管直流电动机调速控制线路。v技能目标技能目标 会正确选用和检测晶闸管； 学会晶闸管直流电动机调速控制线路的分析方法。 第第7章晶闸管及其应用章晶闸管及其应用 v7.1 晶闸管基础知识晶闸管基础知识v7.2 晶闸管整流电路晶闸管整流电路v7.3 晶闸管电动机直流调速控制晶闸管电动机直流调速控制v7.4 实训实训7.1 晶闸管基础知识 学习目标学习

2、目标v知道晶闸管的分类，会说出常用晶闸管的型号，写出其符号；v了解晶闸管的主要技术参数，会正确选用晶闸管；v会正确检测晶闸管。7.1.1 晶闸管的分类晶闸管的分类 v晶闸管自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，种类繁多。常用的晶闸管有单向晶闸管和双向晶闸管。v单向晶闸管v双向晶闸管1. 单向晶闸管 v单向晶闸管又称普通晶闸管，单向可控硅，是应用最普遍的晶闸管,常用的有螺栓式、平板式和塑料封装式，常用型号为KP系列。 a) 螺栓式 b) 平板式 c）塑料封装式图7-3 常用单向晶闸管的外形（1）单向晶闸管的结构 晶闸管是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。它有三个PN

3、结（J1、J2、J3），从J1结的P1层引出阳极A，从N2层引出阴极K，从P2层引出控制极（也称门极）G，所以它是一种四层三端的半导体器件。 a)基本结构 b)符号图7-4 单向晶闸管的结构示意图和符号图（2）单向晶闸管的伏安特性 v反向特性v正向特性v单向晶闸管只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化。 图7-5 单向晶闸管的伏安特性曲线 2. 双向晶闸管 双向晶闸管也称双向可控硅。与单向晶闸管相似，双向晶闸管常用的也有螺栓式、平板式和塑料封装式，常用型号为KS系列。 a) 螺栓式 b) 平板式 c）塑料封装式图7-6 常用双向晶闸管的外形 （2）双向晶

4、闸管的伏安特性 v在双向晶闸管的主电极T1、主电极T2之间加上电压后，若在控制极G加正脉冲或负脉冲触发电压，则可实现对主电极间的导通或关断控制。 图7-8 双向晶闸管的伏安特性曲线 7.1.2 晶闸管的技术参数晶闸管的技术参数 单向晶闸管单向晶闸管v通态平均电流IT（AV）v断态重复峰值电压UDRMv正向重复峰值电压UFRMv反向重复峰值电压URRMv正向平均电流IF和平均电压UFv维持电流IH。v门极触发电压UGT和触发电流IGT 双向晶闸管双向晶闸管v通态电流IT（RMS） v断 态 重 复 峰 值 电 压UDRM v通态峰值电压UTM v门极触发电压UGT和触发电流IGT7.1.3 晶闸

5、管的选用和检测晶闸管的选用和检测 1.晶闸管的选用v晶闸管类型的选择。晶闸管有多种类型，应根据应用电路的具体要求合理选用。v晶闸管参数的选择。晶闸管的主要参数应根据应用电路的具体要求而定。2晶闸管的检测 v单向晶闸管的检测。单向晶闸管的检测包括电极判别、PN结特性测量等。 图7-9 从外形上直接识别单向晶闸管电极 图7-10 用万用表判别单向晶闸管的电极 2晶闸管的检测v（2）双向晶闸管的检测。双向晶闸管的检测包括电极判别、PN结特性测量等。 图7-11 从外形上直接识别双向晶闸管电极 图7-12 用万用表判别双向晶闸管的电极 小小 结结 v晶闸管是硅晶体闸流管的简称，又叫可控硅，是一种半导体

6、功率器件，具有体积小、重量轻、控制灵活、反应迅速等优点，是目前应用是广泛的电力电子器件。v晶闸管种类繁多，常用的晶闸管有单向晶闸管和双向晶闸管；v晶闸管的主要技术参数有通态平均电流、断态重复峰值电压等；v晶闸管的选用主要是晶闸管类型和参数的选择；v晶闸管要以用万用表检测。7.2 晶闸管的整流电路 学习目标学习目标v认识单相可控整流电路和三相可控整流电路，会说出工作原理和电路特点。7.2.1 单相可控整流电路单相可控整流电路v单相半波可控整流电路 v单相桥式可控整流电路 7.2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路v三相半波可控整流电路 v单相桥式可控整流电路 单相半波可控整流电路 图7-13

7、单相半波可控整流电路 图7-14 单相半波可控整流电路电压波形图 v单相半波可控整流电路线路简单，但输出直流电压的脉动较大，整流变压器利用率太低。只适用于技术要求不高的场合，如充电设备等。 单相桥式可控整流电路 图7-5 单相桥式半控整流电路 图7-16 单相桥式可控整流电路电压波形图 三相半波可控整流电路 v在一个周期内，每相晶闸管只导通一次，导通时间决定于控制角的大小。因此，改变控制角的大小可以调节输出电压。v三相触发电压应彼此相隔1200。这样，通过每个晶闸管的平均电流相等，并且是负载平均电流的三分之一。v晶闸管导通时承受的正向电压是相电压，截止时承受的反向电压是线电压。图7-18 三相

8、半波可控整流电路 三相桥式可控整流电路 v三相桥式全控整流电路实质上是一组共阴极组和一组共阳极组的三相半波可控整流电路的串联。 图7-20 三相桥式全控整流电路 小小 结结 v晶闸管整流电路有单相可控整流电路和三相可控整流电路。v单相可控整流电路有单相半波可控整流电路和单相全波可控整流电路。v三相可控整流电路有三相半波可控整流电路和三相全波可控整流电路。7.3 晶闸管直流电动机调速控制 学习目标学习目标v知道晶闸管直流电动机调速控制的基本组成；v认识晶闸管直流电动机调速控制线路，会分析晶闸管直流电动机调速控制线路。 7.3.1 晶闸管直流电动机晶闸管直流电动机调速控制系统的基本组成调速控制系统的基本组成 图7-22 转速负反馈闭环调速控制系统的基本组成框图 7.3.2晶闸管直流电动机调速控制线路晶闸管直流电动机调速控制线路 图7-23 直流电动机调速控制线路 小小 结结 v直流电动机具有良好的启动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速。晶闸管直流电动机调速控制线路由触发电路、主电路和转速负反馈环节等部分组成。 7.4 实训：认识晶闸管认识晶闸管 学习目标学习目标v会说出各种晶闸管的生产厂家、型号、主要性能指标及价格；v学会用万用表测量单向晶闸管和双向晶闸管的电极和质量好坏；v认识晶闸管直流调速控制系统的工作情况。 本章总结 晶闸管即硅晶体闸流