電力電子技術課程設計---三相橋式半控整流電路的設計(編輯修改稿)
2024-12-09 11:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 VD2 VD4 VD4 VD6 整流輸出電壓 《 電力電子技術 》課程設計說明書 5 觸發(fā)電路的設計 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大 電流條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點電子開關、逆變及變頻等電子電路中。 晶閘管具有下面的特性： 1） 當晶閘管承受反向電壓時，無論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導通。 2） 晶閘管承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導通。 3） 晶閘管在導通情況下，只要有一定的正向陽極電壓，不論門極電壓如何 變化 ，晶閘管 都 保持導通，即晶閘管導通后，門極失去作用。 4） 晶閘管在導通情況下，當主回路電壓（或電流）減小到接近于零時，晶閘管關斷。 根據(jù)設計要求的采用集成元件設計出發(fā)電路，則在此選 擇同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路。 根據(jù)晶閘管的這種特性，通過控制晶閘管的導通和關斷時刻，就能控制整流電路的觸發(fā)角的大小。 在整流電路合閘啟動過程中或電流斷續(xù)時，為確保電路的正常工作，需保證同時導通的 2個晶閘管均有觸發(fā)脈沖。在觸發(fā)某個晶閘管的同時，給序號緊前的一個晶閘管補發(fā)脈沖。即用兩個窄脈沖代替寬脈沖，兩個窄脈沖的前沿相差 60o，脈寬一般為 20o ~30o，稱為雙脈沖觸發(fā)。雙脈沖電路較復雜，但要求的觸發(fā)電路輸出功率小。觸發(fā)電路如圖 4 所示： 《 電力電子技術 》課程設計說明書 6 圖 4 觸發(fā)電路（集成元件）原理圖 觸發(fā)電路 原理說明 如圖 5 所示，觸發(fā)電壓的形成用 KJ004 芯片完成。 KJ004 電路由同步檢測電路、鋸齒波形成電路、偏形電壓、移相電壓及鋸齒波電壓綜合比較放大電路和功率放大電路四部分組成。電原理見下圖：鋸齒波的斜率決定于外接電阻 R RW1,流出的充電電流和積分電容C1的數(shù)值。對不同的移相控制電壓 VY,只有改變權(quán)電阻 R R2 的比例 ,調(diào)節(jié)相應的偏移電壓 VP。同時調(diào)整鋸齒波斜率電位器 RW1,可以使不同的移相控制電壓獲得整個移相范圍。觸發(fā)電路為正極性型 ,即移相電壓增加 ,導通角 增大， R7 和 C2 形成微分電路 ,改變 R7和 C2的值可以獲得不同的脈沖輸出。 KJ004 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 5 所示。 《 電力電子技術 》課程設計說明書 7 圖 5 KJ004 芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 保護 電路的設計 較之電工產(chǎn)品，電力電子器件承受過電壓、過電流的能力要弱得多，極短時間的過電壓和過電流就會導致器件永久性的損壞。因此電力電子電路中過電壓和過電流的保護裝置是必不可少的，有時還要采取多重的保護措施。 過電壓保護 電源側(cè)過電壓電力電子設備一般都經(jīng)變壓器與交流電 網(wǎng)連接，電源變壓器的繞組與繞組、繞組與地中間都存在著分布電容，如圖 7所示。 《 電力電子技術 》課程設計說明書 8 圖 6 交流則過電壓 變壓器一般為降壓型，即電源電壓 u 高于變壓器次級電壓。電源開關斷開時，初、次級繞組均無電壓，繞組間分布電容電壓也為 0，當電源合閘時，由于電容兩端電壓不能突變，電源電壓通過電容加在變壓器次級，使得變壓器次級電壓超出正常值，它所連接的電力電子設備將受到過電壓的沖擊。 在進行電源拉閘斷電是也會造成過電壓，在通電的狀態(tài)將電源開關斷開使激磁電流從一定得數(shù)值迅速下降到 0，由于激磁電感的作用電流的劇烈變化將產(chǎn)生較大的感應電壓 ，因為電壓為 Ldi/dt，在電感一定得情況下，電流的變換越大，產(chǎn)生的過電壓也越大。這個電壓的大小與拉閘瞬間電流的參數(shù)值有關，在正弦電流的最大值時斷開電源，產(chǎn)生的 di/dt最大，過電壓也就越大?？梢姡祥l時出現(xiàn)的過電壓和拉閘時出現(xiàn)的過電壓其產(chǎn)生的機理是完全不同的。 在電力電子設備的負載電路一般都為電感性，如果在電流較大時突然切除負載，電路中會出現(xiàn)過電壓，熔斷器的熔斷也會產(chǎn)生過電壓。另外電力電子器件的換相也會使電流迅速變化，從而產(chǎn)生過電壓。上述過電壓都發(fā)生在電路正常工作地
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