1.可控硅
可控硅全稱為可控硅整流元件,是一種大功率半導(dǎo)體器件。由于它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、反應(yīng)速度快、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),因此應(yīng)用范圍很廣??煽毓枵鞣绞皆谥绷麟妱?dòng)機(jī)調(diào)速、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁等許多方面得到了廣泛應(yīng)用。可控硅不僅可用于整流,而且還可把直流電變?yōu)榻涣麟?。可控硅的這種功能稱為逆變。將整流和逆變相結(jié)合,可將工頻交流電變成頻率較高的交流電??蓪?shí)現(xiàn)該功能的裝置稱作可控硅變頻器,它己在異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速和感應(yīng)加熱等方面獲得應(yīng)用??煽毓柽€可以作為無觸點(diǎn)開關(guān)代替交流和直流接觸器。
可控硅與二極管都是半導(dǎo)體器件,且都具有單向?qū)щ娦?,但可控硅能調(diào)節(jié)整流輸出電流的大小,而二極管則不能。這主要是由可控硅的特殊結(jié)構(gòu)所決定的。
可控硅元件是一個(gè)由3個(gè)PN結(jié)組成的四層三端半導(dǎo)體器件,它有3個(gè)電極,目前發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁部分較多采用的是螺旋式器件,螺栓的一端是陽極,另一端粗的引線是陰極,最細(xì)的一根引線是控制極。
發(fā)電機(jī)組操作手或維修技術(shù)人員在對(duì)可控硅進(jìn)行檢查前,必須掌握可控硅的導(dǎo)通條件和主要參數(shù)。要使可控硅導(dǎo)通,必須同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件:一是加上正向陽極電壓;二是加上適當(dāng)?shù)恼蚩刂齐妷海ㄟ@個(gè)電壓又叫觸發(fā)電壓)??煽毓鑼?dǎo)通后,若要使它關(guān)斷,則必須先除去控制極電壓,然后把正向電流減小到一定值或加上反向電壓。
可控硅的主要參數(shù)如下:
①正向阻斷峰值電壓:指在控制極開路和正向阻斷的前提下,可重復(fù)加于器件的正向峰值電壓。此電壓值規(guī)定為正向轉(zhuǎn)折電壓減去100v。
②反向峰值電壓:指在控制極開路的前提下,可重復(fù)加于器件的反向峰值電壓。此電壓值規(guī)定為反向擊穿電壓減去100v。
③額定正向平均電流:指在規(guī)定環(huán)境溫度(不高于40℃)下,陽極與陰極間可連續(xù)通過的工頻正弦半波電流的平均值。
④維持電流:指在規(guī)定的環(huán)境下,當(dāng)控制極開路和器件導(dǎo)通時(shí),要保持器件處于導(dǎo)通狀態(tài)所必需的最小正向電流。
⑤控制極觸發(fā)電壓和控制極觸發(fā)電流:指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,在陽極與陰極間加以一定的電壓時(shí),使器件從阻斷狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)所必需的最小控制極直流電壓和電流。應(yīng)該指出,控制極觸發(fā)電壓和電流的數(shù)值與溫度有明顯的關(guān)系,當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),觸發(fā)電流可減小,而當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)則要增大。一般估計(jì)在﹣40℃時(shí)的觸發(fā)電流要比室溫下的大2~3倍。還要注意,說明書上所寫的控制極觸發(fā)電壓和電流雖然是所需的最小控制極直流電壓和電流,但在實(shí)際使用時(shí)也不要超過太多,一般能夠觸發(fā)并有些余量就行了。
2.單結(jié)晶體管
單結(jié)晶體管有3種工作狀態(tài):一是截止?fàn)顟B(tài);二是負(fù)阻狀態(tài);三是飽和狀態(tài)。單結(jié)晶體管的主要特性有:①發(fā)射極電壓必須大于峰值電壓,這是單結(jié)晶體管導(dǎo)通的必要條件;②谷點(diǎn)電壓是維持單結(jié)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)的最小電壓;③單結(jié)晶體管是一個(gè)負(fù)阻器件,對(duì)應(yīng)于每一個(gè)電流值,都有一個(gè)確定的電壓值,但對(duì)應(yīng)于每一個(gè)電壓值,則可能有幾個(gè)不同的電流值。根據(jù)這一特點(diǎn),就可在電壓維持不變的情況下,使電流產(chǎn)生躍變。
3.穩(wěn)壓管
穩(wěn)壓管,它實(shí)質(zhì)上與普通二極管沒有本質(zhì)區(qū)別,只是工作方式有所不同。也就是說,穩(wěn)壓管主要工作在擊穿狀態(tài),利用它擊穿之后電流大幅度變化而其電壓變化甚微的特點(diǎn),使其在電路中起到穩(wěn)壓作用。在發(fā)電機(jī)組中的自動(dòng)控制板上,穩(wěn)壓管應(yīng)用得比較普遍,它的表示符號(hào)為CW。在發(fā)電機(jī)組發(fā)電過程中,穩(wěn)壓管經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)損壞,所以,發(fā)電機(jī)組的管理人員應(yīng)引起注意。
4.二極管
二極管,它由一個(gè)結(jié)及相應(yīng)的引線和管殼構(gòu)成:根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同,:極管可以分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩種。點(diǎn)接觸型二極管由于接觸電阻小,不能通過較大的電流,常用于微小電流的整流。與點(diǎn)接觸型二極管相比,面接觸型二極管的PN結(jié)可以做得較大,因而能通過較大的電流,但由于PN結(jié)的電容較大,所以常用于低頻電源整流。
二極管在發(fā)電機(jī)組上有很廣泛的應(yīng)用,因?yàn)槎O管有單向?qū)щ娦裕园阉鳛橐环N整流器件,利用它可以構(gòu)成各種整流電路。整流電路可以把交流電流和電壓轉(zhuǎn)變成單方向的電流和電壓。在柴油發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁裝置中可用二極管組成橋式整流電路。
5.三極管
晶體三極管,它是一種具有兩個(gè)PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。按結(jié)構(gòu)與制造工藝分類,三極管有合金管、合金擴(kuò)散管以及臺(tái)面管等多種,但它們的基本結(jié)構(gòu)均相同,都是在一塊半導(dǎo)體基片上,用一定的工藝方法形成兩個(gè)PN結(jié)。三極管可分為NPN型和PNP型兩種,它們都有3個(gè)區(qū),即發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。發(fā)射區(qū)和基區(qū)交界處的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)(簡稱e結(jié));基區(qū)和集電區(qū)交界處的PN結(jié)稱為集電結(jié)(簡稱c結(jié))。從發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)引出的電極分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。