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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。

分析可控硅整流器的特点优势及应用


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。

1.整流元件(晶闸管)

简单地说:整流器是把单相或三相正弦交流电流通过整流元件变成平稳的可调的单方向的直流电流。其实现条件主要是依靠整流管,晶闸管等元件通过整流来实现。除此之外整流器件还有很多,如:可关断晶闸管GTO,逆导晶闸管,双向晶闸管,整流模块,功率模块IGBT,SIT,MOSFET等等,这里只探讨晶闸管。

晶闸管又名可控硅,通常人们都叫可控硅。是一种功率半导体器件,由于它效率高,控制特性好,寿命长,体积小等优点,自上个世纪六十长代以来,获得了迅猛发展,并已形成了一门独立的学科。“晶闸管交流技术”。 晶闸管发展到今天,在工艺上已经非常成熟,品质更好,成品率大幅提高,并向高压大电流发展。目前国内晶闸管最大额定电流可达5000A,国外更大。我国的韶山电力机车上装载的都是我国自行研制的大功率晶闸管。

晶闸管的应用:

一、可控整流

如同二极管整流一样,可以把交流整流为直流,并且在交流电压不变的情况下,方便地控制直流输出电压的大小即可控整流,实现交流——可变直流

二、交流调压与调功

利用晶闸管的开关特性代替老式的接触调压器、感应调压器和饱和电抗器调压。为了消除晶闸管交流调压产生的高次谐波,出现了一种过零触发,实现负载交流功率的无级调节即晶闸管调功器。交流——可变交流。

三、逆变与变频

直流输电:将三相高压交流整流为高压直流,由高压直流远距离输送以减少损耗,增加电力网的稳定,然后由逆变器将直流高压逆变为50HZ三相交流。直流——交流

中频加热和交流电动机的变频调速、串激调速等变频,交流——频率可变交流

四、斩波调压(脉冲调压)

斩波调压是直流——可变直流之间的变换,用在城市电车、电气机车、电瓶搬运车、铲车(叉车)、电气汽车等,高频电源用于电火花加工。

五、无触点功率静态开关(固态开关)

作为功率开关元件,代替接触器、继电器用于开关频率很高的场合

晶闸管导通条件:

晶闸管加上正向阳极电压后,门极加上适当正向门极电压,使晶闸管导通过程称为触发。晶闸管一旦触发导通后,门极就对它失去控制作用,通常在门极上只要加上一个正向脉冲电压即可,称为触发电压。门极在一定条件下可以触发晶闸管导通,但无法使其关断。要使导通的晶闸管恢复阻断,可降低阳极电压,或增大负载电阻,使流过晶闸管的阳极电流减小至维持电流(IH)(当门极断开时,晶闸管从较大的通态电流降至刚好能保持晶闸管导通所需的最小阳极电流叫维持电流),电流会突然降到零,之后再提高电压或减小负载电阻,电流不会再增大,说明晶闸管已恢复阻断。

根据晶闸管阳极伏安特性,可以总结出:

1.门极断开时,晶闸管的正向漏电流比一般硅二极管反向漏电流大,且随着管子正向阳极电压升高而增大。当阳极电压升到足够大时,会使晶闸管导通,称为正向转折或“硬开通”。多次硬开通会损坏管子。

2.晶闸管加上正向阳极电压后,还必须加上触发电压,并产生足够的触发电流,才能使晶闸管从阻断转为导通。触发电流不够时,管子不会导通,但此时正向漏电流随着增大而显著增大。晶闸管只能稳定工作在关断和导通两个状态,没有中间状态,具有双稳开关特性。是一种理想的无触点功率开关元件。

3.晶闸管一旦触发导通,门极完全失去控制作用。要关断晶闸管,必须使阳极电流《维持电流,对于电阻负载,只要使管子阳极电压降为零即可。为了保证晶闸管可靠迅速关断,通常在管子阳极电压互降为零后,加上一定时间的反向电压。

晶闸管主要特性参数

1.正反向重复峰值电压——额定电压(VDRM 、 VRRM取其小者)

2.额定通态平均电流IT(AV)——额定电流(正弦半波平均值)

3.门极触发电流IGT,门极触发电压UGT, (受温度变化)

4.通态平均电压UT(AV)即管压降

5.维持电流IH与掣住电流IL

6.开通与关断时间

晶闸管的选择:

晶闸管的过载能力差,根据实际最大电流还要乘以1.5~3倍,即电流裕量。通常按平均电流IT(AV)选取,额定电流的有效值ITe(即均方根值)为平均电流的1.57倍。w w w . d z i u u . c o m

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