【正文】 會(huì)導(dǎo)致電流增大和視在功率增加，導(dǎo)致設(shè)備容量增加。 2) 諧波影響各種電氣設(shè)備的正常工作，使電機(jī)發(fā)生機(jī)械振動(dòng)、噪聲和過熱，使變壓器局部嚴(yán)重過熱，使電容器、電纜等設(shè)備過熱、使絕緣老化、壽命縮短以至損壞。 系統(tǒng)功率因數(shù)分析 忽略換相過程和電流脈動(dòng)， 帶電阻 反電動(dòng)勢(shì) 負(fù)載， 假設(shè) 接了平波電抗器，所以負(fù)載電感足以使電流連續(xù)，則電路的工作情況與感性負(fù)載時(shí)相似，即可以根據(jù)感性負(fù)載來(lái)討論功率因數(shù) 。 基波電流有效值為 I1 = 2√2π Id i2的有效值 I = Id，結(jié)合上式 可得基波因數(shù)為 ν = I1I = 2√2π ≈ 從圖 25 可以明顯看出， 電流基波與電壓的相位差就等于控制角 ? ，故位移因數(shù)為 λ1 = cosφ1 = cosα 所以，功率因數(shù)為 λ = νλ1 = I1I cosφ1 = 2√2π cosα ≈ 12 三、 驅(qū)動(dòng) 電路設(shè)計(jì) 觸發(fā)電路簡(jiǎn)介 電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路是電力電子主電路與控制電路之間的接口，是電力電子的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)裝置的性能有很大的影響。它決定每一個(gè)晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)刻，是晶閘管裝置中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。不管是哪種觸發(fā)電路，對(duì)它產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖都有如下要求： 觸發(fā)信號(hào)為直流、交流或脈沖電壓，由于晶閘管導(dǎo)通后，門極觸發(fā)信號(hào)即失去了控制作用，為了減小門極的損耗，一般不采用直流或交流信號(hào)觸發(fā)晶閘管，而廣泛采用脈沖觸發(fā)信號(hào)。 13 觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈 沖的前沿盡可能陡，以使元件在觸發(fā)信號(hào)導(dǎo)通后，陽(yáng) 極電流能迅速上升超過掣住電流而維持導(dǎo)通。強(qiáng)觸發(fā)電流的幅值 gmi 可達(dá)到最大觸發(fā)電流的 5倍。同時(shí)，不同的電路或者相同的電路在不同的負(fù)載、不同的用途時(shí)，要求的 ? 變化的范圍（移相范圍）亦即觸發(fā)脈沖前沿與陽(yáng)極電壓的相位變化范圍不同，所用觸發(fā)電路的脈沖移相范圍必須滿足實(shí)際的需要。 （ 1） 引腳排列、各引腳的功能及用法 TCA785 是雙列直插式 16引腳大規(guī)模集成電路。 引腳 1(OS)：接地端。 ，兩路脈沖的寬度均受非脈沖寬度控制端引腳 13(L)的控制。該兩端也可輸出寬度變化的脈沖，相位同樣互差 180176。該端允許施加電平的范圍為 —5VS，當(dāng)該端接地時(shí)， Q Q2 為最寬脈沖輸出，而當(dāng)該端接電源電壓 VS 時(shí)， 2為最窄脈沖輸出。應(yīng)用中，通過輸 入電阻接用戶控制電路輸出，當(dāng) TCA785 工作于 50Hz，且自身工作電源電壓 Vs 為 15V 時(shí)，則該電阻的典型值為 15kΩ ，移相控制電壓 V11 的有效范圍為 — Vs2V，當(dāng)其在此范圍內(nèi)連續(xù)變化時(shí)，輸出脈沖 Q Q2 及 Q1， Q2的相位便在整個(gè)移相范圍內(nèi)變化，其觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻為 ： trr=(V11? R9? C10)/(VREF? K) 式中 R C VREF── 分別為連接到 TCA785 引腳 9 的電阻、引腳 10的電容及引腳 8輸出的基準(zhǔn)電壓 ； K── 常數(shù) 。該電容的最小充電電流為 10μA 。 引腳 8(VREF)： TCA785 自身輸出的高穩(wěn)定基準(zhǔn)電壓端。 QZ 為窄脈沖信號(hào)，它的頻率為輸出脈沖 Q2 與 Q1 或 Q1 與 Q2的兩倍，是 Q1與 Q2 或 Q1 與 Q2的或信號(hào)， QV為寬脈沖信號(hào)，它的寬度為移相控制角 φ+180176。而該端通過電阻接正電源，且該端電壓高于 4V 時(shí)，則封鎖功能不起作用。 （ 2） 基本設(shè)計(jì)特點(diǎn) TCA785 的基本設(shè)計(jì)特點(diǎn)有：能可靠地對(duì)同步交流電源的過零點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別，因而可方便地用作過零觸發(fā)而構(gòu)成零點(diǎn)開關(guān)；它具有寬的應(yīng)用范圍，可用來(lái)觸發(fā)普通晶閘管、快速晶閘管、雙向晶閘管及作為功率晶體管的控制脈沖，故可用于由這些電力電子器件組成的單管斬波 、單相半波、半控橋、全控橋或三相半控、全控整流電路及單相或三相逆變系統(tǒng)或其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路的變流系統(tǒng)；它的輸入、輸出與 CMOS及 TTL電平兼容，具有較寬的應(yīng)用電壓范圍和較大的負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力，每路可直接輸出 250mA 的驅(qū)動(dòng)電流；其電路結(jié)構(gòu)決定了自身鋸齒波電壓的范圍較寬，對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)性較強(qiáng)，可應(yīng)用于較寬的環(huán)境溫度范圍 (25— +85176。 輸出脈沖最大寬度： 180176。西門子TCA785 外圍電路如圖 33 所示。 四、保護(hù)電路設(shè)計(jì) 在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過電壓、過電流、 du/dt保護(hù)和 di/dt 保護(hù)也是必要的。 當(dāng)變壓器的容量在（ 10— 1000） KVA 里面取值時(shí) 0i %=(4— 10)在里面取值，Uk %=(5— 10） 里面取值。 根據(jù)公式算得電容值為 F,交流耐壓為 150V，電阻值為 ， 在設(shè)計(jì)中我們?nèi)‰娙轂?3μ F，電阻值為 28Ω。因此，一般不采用阻容保護(hù)，而只用壓敏電阻作過電壓保護(hù)。 過電流保護(hù) 圖 42 過電流保護(hù)措施及配置位置 電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時(shí)動(dòng)作。 （ 2） 快速熔斷器的額定電流 IKR是指電流有效值，晶閘管額定電流是指電流平均值（通態(tài)電流平均值）。 選取 RLS10 快速熔斷器，熔體額定電流 10A。 圖 43 串聯(lián)電感抑制回路 電壓上升率 ????/????的抑制 加在晶閘管上的正向電壓上升率 du/dt也應(yīng)有所限制 ,如果 du/dt過大 ， 由于晶閘管結(jié)電容的存在而產(chǎn)生較大的位移電流，該電流可以實(shí)際上起到觸發(fā)電流的作用，使晶閘管正向阻斷能力下降，嚴(yán)重時(shí)引起晶閘管誤導(dǎo)通。另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用 Power System 工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。 圖 51 單相全控橋式整流電路仿真模型 23 相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置： （ 1）、 交流電壓源參數(shù) U=100V（幅值為 100√2V）， f=50Hz； 圖 52 交流電壓源參數(shù)設(shè)置 (2)、晶閘管參數(shù) Rn=， Lon=0H， Vf=， Rs=500Ω， Cs=250e9F；負(fù)載參數(shù) R=， E=70V； 24 （ 3）、 脈沖發(fā)生器觸發(fā)信號(hào) 2的振幅為 3V，周期為 （即頻率為 50Hz），脈沖寬度為 2。 ） ； 圖 53 觸發(fā)角為 30176。 ） ； 當(dāng)觸發(fā)角為 90176。 時(shí)， 設(shè)置觸發(fā)信號(hào) 1的初相位為（ ） *120s（即120176。 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開始進(jìn)行仿真。、 120176。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 250100150Ud01020Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 2 0020I2圖 54a 觸發(fā)角為 30176。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 250100150Ud 2 0020Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 2 0020I229 圖 54e 觸發(fā)角為 150176。 120176。結(jié)果和正半周期一致。時(shí)就相當(dāng)于停止導(dǎo)電，所以 ? =150176。 通過這幾天的設(shè)計(jì)，我深深的感悟到理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，光具有理論知識(shí) 還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有在親自動(dòng)手操作，在不斷發(fā)現(xiàn)問題并解決 問題的過程中，我們才能收獲知識(shí)，得到 更大的 進(jìn)步。 參考文獻(xiàn)： [1] 王 云亮 .電力電子技術(shù) [M].北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. 190196 [2] 趙慧敏，張憲 .電力電子技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè) 出版社， 2020. 5271 [3] 王兆安 ,劉進(jìn)軍 .電力電子技術(shù) [M](第 5版 ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [4] 顏世鋼，張承慧 .電力電子技術(shù)問答 [M].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [5] 黃忠霖，黃京 . 電力電子技術(shù)的 MATLAB 實(shí)踐 [M].北京： 國(guó)防工業(yè) 出版社，2020. 133229 31 附錄 主電路圖與觸發(fā)電路圖 圖 1 主電路圖 圖 2 觸發(fā)電路圖