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分析可控硅整流器的特点优势及应用

时间:2020-07-16 11:45:47来源: 作者: 点击:
可控硅整流器是一种以晶闸管(电力电子功率器件)为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。“NX70系列晶闸管整流器”通过对电压、电流和功率的精确控制,从而实现精密控温。并且凭借其先进的数字控制算法,优化了电能使用效率。对节约电能起了重要作用。

波形系数Kf=Ite/IT(AV)=1.57

额定电压应取实际工作时的可能最大电压2~3倍,即电压裕量。

同时还要加上必要的保护措施。

门极触发电流:几十个mA~几百mA,离开这个范围可能误触发或难触发

门极触发电压:3V左右

台面有凹台和凸台之分,散热器与此有关

2.主电路型式及多相整流

一、单相

1. 单相半波可控整流电路

2. 单相全波可控整流电路(双半波)

3. 单相半控桥式可控整流电路

4. 单相桥式可控整流电路

二、三相

1. 三相半波可控整流电路

2. 三相桥式全控整流电路

3. 三相桥式半控整流电路

4. 三相全控桥式同相逆并联整流电路

5. 双反星形带平衡电抗器可控整流电路

6. 双反星形带平衡电抗器全电路同相逆并联可控整流Δ/Y┻Y+ Y┻Y

三、多相整流

多相整流可以大幅降低高次谐波电流,减少对电网的污染。

不论是三相桥式还是双反星形电路都可以组成多相整流。如12、24、36、48脉波,即在一个交流周波中直流脉动次数。一般来说,24脉波以上变压器结构相对较复杂,整变阀侧出线铜排较多,这样带来了一些其它困难。大容量机组可以用多台整流机组,通过移相相位差及并联运行来实现多相整流。

3.保护

可控硅本身在选择时就已准备了很大的电流电压裕量。为了使整流器可靠的工作,还必须加上各种保护。过流,限流,过压,快熔断,元件损坏,水压异常,水温高,缺相,欠支路,桥臂过热,防雷击,控制电路过流过压失控等;整变轻重瓦斯,油温异常。

(1)晶闸管关断过电压(换流过电压、空穴积蓄效应过电压)及保护

晶闸管从导通到阻断,线路电感(主要是变压器漏感LB)释放能量产生过电压。由于晶闸管在导通期间,载流子充满元件内部,在关断过程中,管子在反向作用下,正向电流下降到零时,元件内部残存着载流子。这些载流子在反向电压作用下瞬时出现较大的反向电流,使残存的载流子迅速消失,这时反向电流减小即diG/dt极大,产生的感应电势很大,这个电势与电源串联,反向加在已恢复阻断的元件上,可导致晶闸管反向击穿。这就是关断过电压(换相过电压)。数值可达工作电压的5~6倍。保护措施:在晶闸管两端并接阻容吸收电路。

(2)交流侧过电压及其保护

由于交流侧电路在接通或断开时出现暂态过程,会产生操作过电压。高压合闸的瞬间,由于初次级之间存在分布电容,初级高压经电容耦合到次级,出现瞬时过电压。措施:在三相变压器次级星形中点与地之间并联适当电容,就可以显著减小这种过电压。与整流器并联的其它负载切断时,因电源回路电感产生感应电势的过电压。变压器空载且电源电压过零时,初级拉闸,因变压器激磁电流的突变,在次级感生出很高的瞬时电压,这种电压尖峰值可达工作电压的6倍以上。交流电网遭雷击或电网侵入干扰过电压,即偶发性浪涌电压,都必须加阻容吸收路进行保护。

(3)直流侧过电压及保护

当负载断开时或快熔断时,储存在变压器中的磁场能量会产生过电压,显然在交流侧阻容吸收保护电路可以抑制这种过电压,但由于变压器过载时储存的能量比空载时要大,还不能完全消除。措施:能常采用压敏吸收进行保护。

(4)过电流保护

一般加快速熔断器进行保护,实际上它不能保护可控硅,而是保护变压器线圈。

(5)电压、电流上升率的限制

4.均流与晶闸管选择

均流不好,很容易烧坏元件。为了解决均流问题,过去加均流电抗器,噪声很大,效果也不好,一只一只进行对比,拧螺丝松紧,很盲目,效果差,噪音大,耗能。我们采用的办法是:用计算机程序软件进行动态参数筛选匹配、编号,装配时按其号码顺序装配,很间单。每一只元件上都刻有字,以便下更换时参考。这样能使均流系数可达到0.85以上。为了减少并联,选用大元件。这样可以进一步提高均流度,并减小损耗,因为每一只元件都存在一个 压降, 这也是整流器的主要损耗。

5.触发控制电路

目前,可控硅触发电路有很多:模拟IC集成触发电路,其中有国产IC KJ004(KJ009); 进口IC有TCA785 ,787电路;数字触发(一种逻辑芯片)模拟控制,可同步锁相;单片机触发控制电路也越来越广泛应用,都可PI调节。都能满足可控硅的触发要求。

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