單相橋式半控整流電路(編輯修改稿)
2025-06-12 02:20 本頁面
【文章內容簡介】 感性負載的半控橋式整流電路還需另接續(xù)流二極管VD。電路組成 單相半控橋式整流電路由一組共陰極接法的單相半波可控整流電路和一組共陽極接法的單相半波可控整流電路串聯(lián)而成。因此，整流輸出電壓的平均值Ud為單相半波整流時的兩倍，在大電感負載時為式中U2l為變壓器次級線電壓有效值。 與單相半波電路相比，若要求輸出電壓相同，則單相橋式整流電路對晶閘管最大正反向電壓的要求降低一半；若輸入電壓相同，則輸出電壓Ud比單相半波可控整流時高一倍。另外， 由于共陰極組在電源電壓正半周時導通，流經變壓器次級繞組的電流為正；共陽極組在電壓負半周時導通，流經變壓器次級繞組的電流為負，因此在一個周期中變壓器繞組不但提高了導電時間，而且也無直流流過，克服了單相半波可控整流電路存在直流磁化和變壓器利用率低的缺點。 為分析方便，把一個周期分為6段，每段相隔60176。在第(1)段期間，a相電位ua最高，共陰極組的V1被觸發(fā)導通，b相電位ub最低，共陽極組的V6被觸發(fā)導通，電流路徑為ua→V1→R(L)→V6→ub。變壓器a、b兩相工作，共陰極組的a相電流ia為正，共陽極組的b相電流ib為負，輸出電壓為線電壓ud=uab。 在第(2)段期間，ua仍最高，V1繼續(xù)導通，而uc變?yōu)樽钬?，電源過自然換流點時觸發(fā)V2導通，c相電壓低于b相電壓，V6因承受反壓而關斷，電流即從b相換到c相。這時電流路徑為ua→V1→R(L)→V2→uc。變壓器a、c兩相工作，共陰極組的a相電流i為正，共陽極組的c相電流ic為負，輸出電壓為線電壓ud=uac在第(3)段期間，ub為最高，共陰極組在經過自然換流點時觸發(fā)V3導通，由于b相電壓高于a相電壓， V1管因承受反壓而關斷， 電流從a相換相到b相。V2因為uc仍為最低而繼續(xù)導通。這時電流路徑為ub→V3→R(L)→V2→uc。變壓器b、 c兩相工作，共陰極組的b相電流ib為正，共陽極組的c相電流ic為負，輸出電壓為線電壓ud=ubc。以下各段依此類推，可得到在第(4)段時輸出電壓ud=uba；在第(5)段時輸出電壓ud=uca； 在第(6)段時輸出電壓ud =ucb。以后則重復上述過程。由以上分析可知，單相半控橋式整流電路晶閘管的導通換流順序是：V6→V1→V2→V3→V4→V5→V6。電路輸出電壓ud的波形如圖213(d)所示。 保護電路的設計保護電路的設計在電力電子電路中，除了電力電子器件參數選擇合適、驅動電路設計采用合適的過電壓、過電流、du/dt保護和di/dt 保護也是必要的。 過電壓保護電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為外因過電壓和內應過電壓兩類。外因過電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原因，包括：（1）操作過電壓：由分閘、合閘等開關操作引起的過電壓，快速直流開關的切斷等經常性操作中的電磁過程引起的過壓。（2）雷擊過電壓：由雷擊引起的過電壓。內因過電壓主要來自電力電子裝置內部器件的開關過程，包括：（1）換相過電壓：由于晶閘管或者全控器件反并聯(lián)的續(xù)流二極管在換相結束后不能立刻恢復阻斷能力，因而有較大的反向電流流過，使殘存的載流子恢復，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之間或與續(xù)流二極管反并聯(lián)的全控型器件兩端產生過電壓。（2）關斷過電壓：全控型器件在較高的頻率下工作，當器件關斷時，因正向電流的迅速降低而由線路電感在器件兩端感應出的過電壓。過壓保護要根據電路中過壓產生的不同部位，加入不同的保護電路，當達到—定電壓值時，自動開通保護電路，使過壓通過保護電路形成通路，消耗過壓儲存的電磁能量，從而使過壓的能量不會加到主開關器件上，保護了電力電子器件。為了達到保護效果，可以使用阻容保護電路來實現。將電容并聯(lián)在回路中，當電路中出現電壓尖峰電壓時，電容兩端電壓不能突變的特性，可以有效地抑制電路中的過壓。與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過壓能量，同時抑制電路中的電感與電容產生振蕩，過電壓保護電路如圖5所示。 晶閘管承受過電流的能力很低，若過電流數值較大且時間較長，則晶閘管會因熱容量小而產生熱擊穿損壞。為了使晶閘管不受損壞，必須設置過流保護，使晶交流側自動開關或直流側接觸器跳閘。其動作時間約為100~200ms，因此只能保護因機械過負載而引起的過電流，或在短路電流不大時，對晶閘管起保護作用。 直流快速開關 對于大容量高功率經常容易短路的場合，可采用動作時間只有2ms的直流快速開關。它的斷弧時間僅有25~30ms，裝在直流側可有效的用于直流側的過載保護與短路保護。它經特殊的設計，可以先于快速熔斷器熔斷而保護晶閘管。但此開關昂貴復雜，使用不多?？焖偃蹟嗥鏖l管在被損壞之前就迅速切斷電流，并斷開橋臂中的故障元件，以保護其他元件。晶閘管過流保護措施有以下幾種。交流短路器 交流短路器的作用是當過電流超過其整定值時動作，切斷變壓器一次側交流電路，使變壓器退出運行。短路器動作時間較長，約為100~200ms。晶閘管不能在這樣長的時間里承受過電流，故它只能作為變流裝置的后備保護。進線電抗器 進線電抗器串接在變流裝置的交流進線側，以限制
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