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三相半波可控整流电路设计.docx

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三相半波可控整流电路设计

一、 方案选择

当整流负载容量较大, 均可在三相半波的基础上进行分析。

二、 主电路选择及原理分析

三触发电路的设计

为了保证晶闸管电路能正常,可靠的工作,触发电路必须满足以下要求:触发脉冲应有足够的功率,触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值,并留有一定的裕量。

由闸管的门极伏安特性曲线可知,同一型号的晶闸管的门极伏安特性的分散性很大,所以规定晶闸管元件的门极阻值在某高阻和低阻之间,才可能算是合格的产品。晶闸管器件出厂时,所标注的门极触发电流Igt、门极触发电压U是指该型号的所有合格器件都能被触发导通的最小门极电流、电压值,所以在接近坐标原点处以

gt\Ugt为界划除OABCO区域,在此区域内为不可靠触发区。在器件门极极限电流Igfm、门极极限电压和门极极限功率曲线的包围下,面积ABCDEFG为可触发区,所用的合格的晶闸管器件的触发电压与触发电流都应在这个区域内,在使用时,触发电路提供的门极的触发电压与触发电流都应处于这个区域内。

再有,温度对晶闸管的门极影响很大,即使是同一个器件,温度不同时,器件的触发电流与电压也不同。一般可以这样估算,在100°高温时,触发电流、电压值比室温时低2~3倍,所以为了使敬闸管在任何工作条件下都能可靠的触发,触发电路送出的触发电流、电压值都必须大于晶闸管器件的门极规定的触发电流、触发电压值,并且要留有足够的余量。如触发信号为脉冲时,在触发功率不超过规定值的情况下,触发电压、电流的幅值在短时间内可以大大超过额定值。

触发脉冲应一定的宽度且脉冲前沿应尽可能陡。由于晶闸管的触发是有一个过程的,也就是晶闸管的导通需要一定的时间。只有当晶闸管的阳极电流即主回路电流上升到晶闸管的掣住电流以上时,晶闸管才能导通,所以触发信号应有足够的宽度才能保证被触发的晶闸管可靠的导通,对于电感性负载,脉冲的宽度要宽些,一般为0.5~1MS,相当于50HZ、18度电度角。为了可靠地、快速地触发大功率晶闸管,常常在触发脉冲的前沿叠加上一个触发脉冲。

触发脉冲的相位应能在规定范围内移动。例如单相全控桥式整流电路带电阻性负载时,要求触发脉冲的移项范围是0度~180度,带大电感负载时,要求移项范围是0度~90度;三相半波可控整流电路电阻性负载时,要求移项范围是0度~90度。

触发脉冲与主电路电源必须同步。为了使晶闸管在每一个周期都以相同的控制角被触发导通,触发脉冲必须与电源同步,两者的频率应该相同,而且要有固定的相位关系,以使每一周期都能在同样的相位上触发。触发电路同时受控于电压uc与同步电压us控制。

根据三相半波可控整流电路对触发电路的要求,采用同步信号为锯齿波的触发电路,电路原理图如图所示。设计时采用恒流源充电,输出为双窄脉冲(也可为单窄脉冲),脉冲宽度在8°左右。本触发电路分成四个基本环节:同步电压、锯齿波形成和脉冲移相、脉冲形成与放大、强触发和双窄脉冲形成等环节.

六参考文献

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图5-1锯齿波同步触发电路

四电力电子器件的保护

在电力电子器件电路中,除了电力电子器件参数要选择合适,驱动电路设计良好外,采用合适的过电压保护,过电流保护,du/dt保护和di/dt保护也是必不可少的。

1过电压的产生及过电压保护

电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压两类。

1.1外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因,包括:

操作过电压:由分闸,合闸等开关操作引起的过电压,电网侧的操作过电压会由供电变压器电磁感应耦合,或由变压器绕组之间的存在的分布电容静电感应

耦合过来。

雷击过电压:由雷击引起

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