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变频器原理与应用

f = 1 = T 1 1 Re C ln 1 −η
《电力电子技术》
三、具有同步环节的单结晶体管触发电路
图3-5 单结晶体管同步触发电路
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三、具有同步环节的单结晶体管触发电路(续) 具有同步环节的单结晶体管触发电路( 是加了同步环节的单结晶体管触发电路, 图 3 - 5 是加了同步环节的单结晶体管触发电路 , 主电 路为单相半波整流电路。 要求图中VT VT在每个周期内以同 路为单相半波整流电路 。 要求图中 VT 在每个周期内以同 被触发导通, 样的触发延迟角α被触发导通,即触发脉冲必须在电源电 角出现。 压每次过零后滞后α角出现。为了使触发脉冲与电源电压 的相位配合需要同步, 我们采用一个同步变压器, 的相位配合需要同步 , 我们采用一个同步变压器 , 它的 一次侧接主电路电源, 二次侧经二极管半波整流、 一次侧接主电路电源 , 二次侧经二极管半波整流 、 稳压 削波后得梯形波, 作为触发电路电源, 也作为同步信号。 削波后得梯形波 , 作为触发电路电源 , 也作为同步信号 。 当主电路电压过零时, 触发电路的同步电压也过零, 当主电路电压过零时 , 触发电路的同步电压也过零 , 单 放电到零, 电压也降为零, 结晶体管的Ubb电压也降为零,使电容C放电到零,保证了 从零开始充电,起到了同步作用。 下一个周期电容C从零开始充电,起到了同步作用。从图 可以看出, 的充放电不止一次, 3-5b可以看出,每周期中电容C的充放电不止一次,晶闸 管由第一个脉冲触发导通,后面的脉冲不起作用。 管由第一个脉冲触发导通,后面的脉冲不起作用。改变Re 的大小,可改变电容充电速度, 的大小 , 可改变电容充电速度 , 也就改变了第一个脉冲 出现的角度, 角的目的。 出现的角度,达到调节α角的目的。
图3-4 单结晶体管自激振荡电路及波形
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单结晶体管触发电路( 第一节 单结晶体管触发电路(续)
二、单结晶体管自激振荡电路 (续) 满足电路振荡的R 满足电路振荡的 e的取值范围为
E −UV E −UP ≥ Re ≥ IP IV
为了防止R 取值过小电路不能振荡,一般取一固定电阻r 为了防止 e 取值过小电路不能振荡 , 一般取一固定电阻 与另一可调电阻Re串联,以调整到满足振荡条件的合适频率。 与另一可调电阻 串联,以调整到满足振荡条件的合适频率。 若忽略电容C放电时间 放电时间, 若忽略电容 放电时间,电路的自激振荡频率近似为
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第三节 集成触发电路
图3-10 三相全控桥双窄 脉冲集成触发电路
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1.KC04移相触发器 KC04移相触发器
KC04与分立元器件的锯 KC04与分立元器件的锯 04 齿波触发电路相似, 齿波触发电路相似,也是由同 锯齿波形成、移相控制、 步、锯齿波形成、移相控制、 脉冲形成及放大输出等环节组 该器件适用于单相、 成。该器件适用于单相、三相 全控桥式装置中作晶闸管双路 脉冲相控触发。 脉冲相控触发。
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第四节 数字触发电路
图3-15 微机控制数字触发系统框图
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一、系统工作原理
MCS-51系列 8031单片机内部有两个 16位可编 MCS-51 系列8031 单片机内部有两个16 位可编 系列 8031 单片机内部有两个 16 程定时器计数器T 程定时器计数器T0、T1,若将其设置为定时器方式 16位对机器周期进行计数 位对机器周期进行计数。 1,即16 位对机器周期进行计数 。首先将初值装入 TL(低 TH(高 TL( 低 8 位 ) 及 TH( 高 8 位 ) , 启动定时器即开始从初 值加1 计数, 当计数值溢出时, CPU发出中断申 值加 1 计数 , 当计数值溢出时 , 向 CPU 发出中断申 请 , CPU响应后执行相应的中断程序。 在中断程序 CPU响应后执行相应的中断程序。 响应后执行相应的中断程序 中让单片机发出触发信号, 中让单片机发出触发信号 , 因此改变计数器的初 就可改变定时长短。 值,就可改变定时长短。
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常见的触发脉冲电压波形
a)正弦波
3-1 常见的触发脉冲电压波形 b)尖脉冲 c)方脉冲 d)强触发脉冲
e)脉冲列
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第一节 单结晶体管触发电路
一、单结晶体管
图3-2单结晶体管 a)结构示意 b)等效电路 c)图形符号 d)外形及管脚 用万用表来判别单结晶体管的好坏: 电阻挡进行测量, 用万用表来判别单结晶体管的好坏 : 选择 R×1k 电阻挡进行测量 , 若某个电 极与另外两个电极的正向电阻小于反向电阻,则该电极为发射极e, 接着测量另 极与另外两个电极的正向电阻小于反向电阻, 则该电极为发射极e 外两个电极的正反向电阻值应该相等。 外两个电极的正反向电阻值应该相等。
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单结晶体管触发电路( 第一节 单结晶体管触发电路(续)
单结晶体管的伏安特性
图3-3 单结晶体管伏安特性 a)单结晶体管实验电路 b)单结晶体管伏安特性 c)特性曲线族
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单结晶体管触发电路( 第一节 单结晶体管触发电路(续)
二、单结晶体管自激振荡电路 利用单结晶体管的负阻特性和R荡电路,如图3-4所示。
图3-11
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KC04与KC41C电路各点电压波形
2.KC41C六路双脉冲形成器 KC41C六路双脉冲形成器
图3-12 KC41C内部电路及封装外形
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二、集成电路MC787和MC788 集成电路MC787和 MC787
集成电路MC787和 MC788 KC系列相比较 具有功能强、 788与 系列相比较, 集成电路 MC787 和 MC788 与 KC 系列相比较 , 具有功能强 、 外 MC787 接元器件少、不需要双电源供电、功耗少等多项优点, 接元器件少 、 不需要双电源供电、 功耗少等多项优点, 对于 电力电子产品的小型化和方便设计具有重要意义。 13为 电力电子产品的小型化和方便设计具有重要意义。 图 3- 13为 该电路的结构框图。 该电路的结构框图。
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用MC787和MC788组成的三相触发电路原理图 MC787和MC788组成的三相触发电路原理图
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使用时应注意的几个问题
同步电压的零点取在1 电源电压处,所以, 1 ) 同步电压的零点取在 1 / 2 电源电压处 , 所以 , 同步 信号的“ 若与电路共地, 信号的 “ 地 ” 若与电路共地 , 电路的同步信号输入端需用 电阻进行1 分压,然后将同步信号用电容耦合到输入端; 电阻进行1 / 2 分压 ,然后将同步信号用电容耦合到输入端; 分压精度将影响同步信号的零点, 1 / 2分压精度将影响同步信号的零点, 应选用相对误差小 的电阻。此外同步信号的峰值不应超过电源电压数值。 于2%的电阻。此外同步信号的峰值不应超过电源电压数值。 电容的相对误差应小于5 当频率为50Hz时 50Hz 2)电容的相对误差应小于5%,当频率为50Hz时,电容可 15μF左右,当频率较高时,为保证电容积分幅值, μF左右 取0.15μF左右,当频率较高时,为保证电容积分幅值,电 容应减小。 容应减小。 电路的半控/全控控制端,使用时不要悬空。 3)电路的半控/全控控制端,使用时不要悬空。 MC787 MC788 可方便地用于普通晶闸管、 双向晶闸管、 787/ 788可方便地用于普通晶闸管 4 ) MC787/MC788 可方便地用于普通晶闸管 、 双向晶闸管 、 门极关断晶闸管、 门极关断晶闸管、 非对称晶闸管的电力电子设备中作移相 触发脉冲形成电路。 它还可用于GTR 电力MOSFET GTR、 MOSFET、 触发脉冲形成电路。改变CX,它还可用于GTR、电力MOSFET、 IGBT或MCT的电力电子设备中 的电力电子设备中。 IGBT或MCT的电力电子设备中。
图3-9 实现双脉冲连接的示意图
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第三节 集成触发电路
一、KC04、KC41C组成的三相集成触发电路 KC04、KC41C 04 41 如图3 10所示 由三块KC04与一块 KC41 所示, KC04 与一块KC41C 如图 3 - 10 所示 , 由三块 KC04 与一块 KC41C 外加 少量分立元器件, 少量分立元器件,可以组成三相全控桥的集成触发 电路,它比分立元器件电路要简单得多。 电路,它比分立元器件电路要简单得多。
图3-6 带输出脉冲变压器的单结晶体管触发电路
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第二节 同步电压为锯齿波的触发电路
一、锯齿波同步触发电路组成 为锯齿波同步触发电路, 图 3 - 7 为锯齿波同步触发电路 , 该电路由以下 五个基本环节组成:①同步环节。②锯齿 波形 五个基本环节组成: 同步环节。 成及脉冲移相环节。 脉冲形成、 成及脉冲移相环节。③脉冲形成、放大和输出环 双脉冲形成环节。 强触发环节。 节。④双脉冲形成环节。⑤强触发环节。
第三章 晶闸管的触发电路
学习目标
1. 能根据晶闸管主电路的特点选择合适的触发 电路,并能进行正确地连接与调试。 电路,并能进行正确地连接与调试。 2. 熟悉几种常用触发电路的组成和工作原理。 熟悉几种常用触发电路的组成和工作原理。 3. 能用示波器测试触发电路关键点的波形,根 能用示波器测试触发电路关键点的波形, 据现象能够排除触发电路的故障。 据现象能够排除触发电路的故障。
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三、具有同步环节的单结晶体管触发电路(续) 具有同步环节的单结晶体管触发电路(
实际应用中,常用晶体管V 实际应用中 , 常用晶体管 V 代替可调电阻器 Re, 以便实 现自动移相, 同时脉冲的输出一般通过脉冲变压器TP TP, 现自动移相 , 同时脉冲的输出一般通过脉冲变压器 TP, 以 实现触发电路与主电路的电气隔离,如图3 所示。 实现触发电路与主电路的电气隔离,如图3-6所示。
图3-13 MC787和MC788内部电路的结构框图
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