1、三相半波可控整流電路設計一、方案選擇當整流負載容量較大，均可在三相半波的基礎上進行分析。二、主電路選擇及原理分析三 觸發電路的設計為了保證晶閘管電路能正常，可靠的工作，觸發電路必須滿足以下要求： 觸發脈沖應有足夠的功率，觸發脈沖的電壓和電流應大丁晶閘管要求的數值， 并留有一定的裕量。由閘管的門極伏安特性曲線可知，同一型號的晶閘管的門極伏安特性的分散性 很大，所以規定晶閘管元件的門極阻值在某高阻和低阻之間，才可能算是合格的產 品。晶閘管器件出廠時，所標注的門極觸發電流 Igt、門極觸發電壓U是指該型號 的所有合格器件都能被觸發導通的最小門極電流、電壓值，所以在接近坐標原點處 以Igt'U

2、gt為界劃除OABCO區域，在此區域內為不可靠觸發區。在器件門極極 限電流Igfm、門極極限電壓和門極極限功率曲線的包圍下， 面積ABCDEFG為可 觸發區，所用的合格的晶閘管器件的觸發電壓與觸發電流都應在這個區域內，在使 用時，觸發電路提供的門極的觸發電壓與觸發電流都應處丁這個區域內。再有，溫度對晶閘管的門極影響很大，即使是同一個器件，溫度不同時，器件的觸發電流與電壓也不同。一般可以這樣估算，在100°高溫時，觸發電流、電壓值比室溫時低23倍，所以為了使敬閘管在任何工作條件下都能可靠的觸發， 觸發電路送出的觸發電流、電壓值都必須大丁晶閘管器件的門極規定的觸發電流、 觸發電壓值，并且

3、要留有足夠的余量。如觸發信號為脈沖時，在觸發功率不超過規 定值的情況下，觸發電壓、電流的幅值在短時間內可以大大超過額定值。觸發脈沖應一定的寬度且脈沖前沿應盡可能陡。由丁晶閘管的觸發是有一個過 程的，也就是晶閘管的導通需要一定的時間。只有當晶閘管的陽極電流即主回路電 流上升到晶閘管的掣住電流以上時，晶閘管才能導通，所以觸發信號應有足夠的寬 度才能保證被觸發的晶閘管可靠的導通，對丁電感性負載，脈沖的寬度要寬些，一 股為0.51MS ，相當丁 50HZ、18度電度角。為了可靠地、快速地觸發大功率晶 閘管，常常在 觸發脈沖的前沿疊加上一個觸發脈沖。觸發脈沖的相位應能在規定范圍內移動。例如單相全控橋式整

4、流電路帶電阻性 負載時，要求觸發脈沖的移項范圍是 0度180度，帶大電感負載時，要求移項范 圍是0度90度；三相半波可控整流電路電阻性負載時，要求移項范圍是0度90 度。觸發脈沖與主電路電源必須同步。為了使晶閘管在每一個周期都以相同的控制 角"被觸發導通，觸發脈沖必須與電源同步，兩者的頻率應該相同，而且要有固定 的相位關系，以使每一周期都能在同樣的相位上觸發。觸發電路同時受控丁電壓uc 與同步電壓us控制。根據三相半波可控整流電路對觸發電路的要求，采用同步信號為鋸齒波的觸發 電路，電路原理圖如圖所示。設計時采用包流源充電，輸出為雙窄脈沖（也可為單窄脈沖），脈沖寬度在8左右。本觸發電路

5、分成四個基本環節：同步電壓、鋸齒波 形成和脈沖移相、脈沖形成與放大、強觸發和雙窄脈沖形成等環節.六 參考文獻5 邵群濤主編.電機及拖動基礎.北京：機械工業出版社，1999.6 王芳主編.電子線路Protel 99 SE實用教程.長沙：中南大學出版社，2005.7 鄭忠杰，吳作海編.電力電子變流技術.北京：機械工業出版社，1999.8 龍志文主編.電力電子技術.機械工業出版社，2005.10王兆安，黃俊主編.電力電子技術.北京：機械工業出版社，2000.11 張立主編.現代電力電子技術.北京：高等教育出版社.1999.12 李宏編著.電力電子設備用器件與集成電路應用指南.北京：機械工業出版 社，

6、2001.R15圖5-1鋸齒波同步觸發電路四電力電子器件的保護在電力電子器件電路中，除了電力電子器件參數要選擇合適， 驅動電路設計 良好外，采用合適的過電壓保護，過電流保護， du/dt保護和di/dt保護也是必不 可少的。1過電壓的產生及過電壓保護電力電子裝置中可能發生的過電壓分為外因過電壓和內因過電壓兩類。1.1外因過電壓 主要來自雷擊和系統中的操作過程等外部原因，包括：操作過電壓：由分閘，合閘等開關操作引起的過電壓， 電網側的操作過電壓 會由供電變壓器電磁感應耦合，或由變壓器繞組之間的存在的分布電容靜電感應耦合過來。雷擊過電壓：由雷擊引起的過電壓。1.2內因過電壓 主要來自電力電子裝置內

7、部器件的開關過程，包括以下幾個 部分。換相過電壓：由丁晶閘管或者與全控型器件反并聯的續流二極管在換相結束 后不能恢復阻斷能力時，因而有較大的反向電流通過，使殘存的載流子恢復，而 當其恢復了阻斷能力時，反向電流急劇減小，這樣的電流突變會因線路電感而在 晶閘管陰陽極這間或與續流二極管反并聯的全控型器件兩端產生過電壓。關斷過電壓：全控型器件在較高頻率下工作，當器件關斷時，因正向電流的 迅速降低而線路電感在器件兩端感應出的過電壓。各電壓保護措施及配置位置，各電力電子裝置可視具體情況只來用采用其中 的幾種。其中RCWRC叫抑制內因過電壓的裝置，其功能屆丁緩沖電路的范疇。 在抑制外因過電壓的措施中，采用R

8、如電壓抑制電路是最為常見的。RCS電壓抑 制電路可接丁供電變壓器的兩側（通常供電電網一側稱網側，電力電子電路一側 稱閥側）或電力電子電路的直側流。對丁大容量的電力電子裝置，可米用圖1一39所示的反向阻斷式RC4路。有關保護電路的參數計算可參考相關的工程手冊。 采用雪崩二極管，金屆氧化物壓敏電阻，硒堆和轉折二極管（ BOD）等非線性元 器件來限制或吸收過電壓也是較為常用的手段。2過電流保護電力電子電路運行不正常或者發生故障時， 可能會發生過電流現象。過電流 分載和短路兩種情況。一般電力電子均同時采用幾種過電壓保護措施， 怪提高保 護的可靠性和合理性。在選擇各種保護措施時應注意相互協調。 通常，電

9、子電路 作為第一保護措施，快速熔斷器只作為短路時的部分區斷的保護， 直流快速斷路 器在電子電力動作之后實現保護，過電流繼電器在過載時動作。采用快速熔斷器（簡稱快熔）是電力電子裝置中最有效，應用最方泛的一種 過電流保護措施。在選擇快熔時應考慮：1、電壓等級應根據快熔熔斷后實際承受的電壓來確定。2、電流容量應按照其在主電路中的接入方式和主電路連接形式確定。快熔一般與電力半導體體器件申聯連接，在小容量裝置中也可申接丁閥側交流母線或 直流母線中。3、快熔的It值應小丁被保護器件的允許It值。4、為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應考慮其時間電流特性。快熔對器件的保護方式分為全保護和短保護兩種。全保護是

10、指無論過載還是 短路均由快熔進行保護，此方式只適用丁小功率裝置或器件使用裕量較大的場合。 短路保護方式是指快熔只要短路電流較大的區域內起保護作用,此方式需與其他過電流保護措施相配合。快熔電流容量的具體選擇方式可參考有關的工程手冊。對一些重要的且易發生短路的晶閘管設備， 或者工作頻率較高，彳艮難用快熔 保護的全控型器件，需要采用電子電路進行過電流保護。 除了對電動機起動時的 沖擊電流等變化較慢的過電流可以用控制系統本身調節器進行對電流的限制之 外，需設置專門的過電流保護電子電路， 檢測到過流之后直接調節觸發， 驅動電 路，或者關斷被保護器件。此外，常在全控型器件的驅動電路中設置過電流保護環節，這種措施對器件過電流的響應最快。五 體會通過電力電子技術課程設計，我加深了對課本專業知識的理解，平常都是理 論知識的學習，在此次課程設計中，真正做到了自己查閱資料、完成一個基本匯 編程序的設計。在此次的設計過程中，我更進一步地熟悉了單相交流調壓電路的 原理以及觸發電路的設計。當然，在這個過程中