可控硅整流装置工作原理及保护措施论文

发布时间：2014-01-05 11:54:03 来源：文档文库

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可控硅整流装置的工作原理及保护措施

摘要：在整流装置过载或输出短路时，保护措施能起到安全保护功能，归结为限流保护和过电流保护。这两种保护是否可靠，直接影响控硅整流装置的质量，代表着控硅整流装置的水平。本文主要介绍了相控可控硅整流装置的控制原理，及限流、过电流保护在相控可控硅整流充电装置的应用。关键词：可控硅整流装置开环控制闭环控制限流与过电流保护中图分类号： u264.3+71 文献标识码： a 文章编号：1 概述相控整流充电装置不论在电力系统还是在现代工业的各行各业中已得到广泛应用。例如在电力系统中，即可作为系统控制、保护的工作电源，又可作为蓄电池的充电装置。可控硅整流装置要安全运行，必须有可靠的保护措施。在整流装置过载或输出短路时，保护措施能起到安全保护功能，归结为限流保护和过电流保护。这两种保护是否可靠，直接影响控硅整流装置的质量，代表着控硅整流装置的水平。

2 可控硅整流装置的控制原理可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个pn 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。可控硅整流就是利用可控硅整流元件把交流电变换成大小可调的直流电。以单相全桥为例，可控硅整流装置的输出电压ud与可控硅控制角α之间的关系如下式：

ud=0.9uz1cosα

ud：可控硅整流装置输出电压；

uz1：整流变压器二次侧线电压；

α：可控硅控制角由上式可以看出，可控硅整流装置的输出电压与可控硅控制角α有关。α实际上由控制电压uy决定.即当uy增加时，α增大，则ud减小；当uy减小时，α减小，ud增大。所以调节uy的大小，可以控制整流装置的输出电压值。这就是整流装置的开环控制（手动控制）。整流装置的输出通过自动调节单元来控制uy这一过程便构成了可控硅整流装置的闭环控制（自动控制），调节单元为整个控制系统的核心，这个调节单元设计的如何，决定着整流装置能否正常工作。调节单元的构成及原理如图2所示。图中uvf、uif为装置输出电压或电流反馈信号。当只有电压反馈uvf时，整流装置工作在恒压状态下；当只有电流反馈uif时，装置工作中恒流状态下。r1、r3、r5、c、n构成了pi调节器。