【正文】 網(wǎng)的影響，可采用12相及12相以上的多相整流電路。4KW以下的小容量直流電動(dòng)機(jī)，可采用接觸器實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)的電樞可逆系統(tǒng)。在可逆系統(tǒng)中多采用容量對(duì)稱兩套晶閘管裝置實(shí)現(xiàn)。對(duì)于磁場可逆方案，其優(yōu)點(diǎn)就是磁場回路可用兩套小容量晶閘管整流裝置供電，可節(jié)省投資。晶閘管的門極電壓又叫觸發(fā)電壓，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)的電路叫觸發(fā)電路。因此觸發(fā)電路必須保證迅速、準(zhǔn)確、可靠地送出脈沖。2．觸發(fā)脈沖應(yīng)能在一定的范圍內(nèi)移相。例如對(duì)于三相半波電路、電阻性負(fù)載，要求的移相范圍為0176。；大電感負(fù)載(電流連續(xù))，只要求整流，則移相范圍為0176。；如既要求整流又要逆變，則為30176。；三相全控橋式電路，電阻負(fù)載時(shí)為0176。既要整流又要逆變時(shí)，其移相范圍為30176。為保證逆變可靠，對(duì)最小逆變角βmin 應(yīng)加以限制；三相半控橋式電路，移相范圍為0176。3．觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率（電壓與電流）。例如 KP50 ，電流不小于l00mA；KP200 則要求觸發(fā)電壓不小于4V，電流不小于200mA 。在觸發(fā)信號(hào)為脈沖形式時(shí)，只要觸發(fā)功率不超過規(guī)定值，觸發(fā)電壓、電流的幅值在短時(shí)間內(nèi)可大大超過額定值。5．觸發(fā)脈沖的上升前沿要陡。設(shè)脈沖的幅值為Um， ，一般要在10μs以內(nèi)為宜。一般晶閘管的開通時(shí)間為6μs左右， 故觸發(fā)脈沖的寬度至少應(yīng)在6μs以上，最好應(yīng)有20～50μs。因此脈沖寬度不應(yīng)小于100μs，最好達(dá)到1ms，相當(dāng)于5OHz 正弦波的18176。一般設(shè)計(jì)成90176。圖21表示常用的三種觸發(fā)脈沖波形。提高門極電流的電平和前沿陡度，能夠有效地提高導(dǎo)通面積的擴(kuò)展速度，提高器件承受di/dt的能力。強(qiáng)觸發(fā)脈沖的幅值Igm 可取最大觸發(fā)電流IG的5倍，前沿寬度t1在幾微秒以內(nèi)，強(qiáng)觸發(fā)脈沖寬度t2應(yīng)大于5Oμs （但也不能太大，以防超過門極允許功率），脈沖持續(xù)時(shí)間t3應(yīng)大于550μs（如圖22）。觸發(fā)電路名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍阻容移相橋觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠、調(diào)節(jié)方便觸發(fā)電壓為正弦波，上升前措不陡，受電網(wǎng)波動(dòng)影響大，觸發(fā)準(zhǔn)確性與可靠性差，由于不是脈沖觸發(fā)，門極電流大，增加了晶閘管損耗，而且調(diào)節(jié)范圍也受到限制僅適用于小功率晶閘管整流裝置，且控制精度要求低的場合單結(jié)晶體管觸發(fā)電路電路簡單、成本低、觸發(fā)脈沖前沿陡，工作可靠、抗干擾能力強(qiáng)，易于調(diào)試脈沖寬度窄，輸出功率小，控制線性度差，移相范圍一般小于180176。在引入正反饋 時(shí)，脈沖前沿陡度可提高由于同步信號(hào)為正弦波，故受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及干擾影響大，實(shí)際移相范圍只有150176?？捎糜诠β瘦^大的晶閘管裝置中鋸齒波同步觸發(fā)電路不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)與波形 畸變的直接影響，抗干擾能力 強(qiáng)，移相范圍寬。為保證觸發(fā)脈沖對(duì)稱度，要求交流電網(wǎng)波形畸變率小于5%廣泛應(yīng)用于各種晶閘管裝置中數(shù)字式觸發(fā)電路觸發(fā)準(zhǔn)確、精度高線路復(fù)雜、成本高用于要求較高的場合表22 常用觸發(fā)電路比較表 晶閘管有許多優(yōu)點(diǎn)，但是它承受過電壓和過電流的能力很差，短時(shí)間過壓過流就會(huì)使器件損壞。當(dāng)電壓上升率太大時(shí)，又會(huì)導(dǎo)致晶閘管誤導(dǎo)通，使運(yùn)行不正常。所謂過電壓，就是指超過整流電路正常工作時(shí)的最大峰值電壓，分操作和浪涌過電壓兩種。浪涌過電壓是由于雷擊等原因從電網(wǎng)侵入的偶然性過電壓。目前常用的非線性電阻元件有硒堆和壓敏電阻兩種。壓敏電阻具有很陡的正反向?qū)ΨQ的穩(wěn)壓管特性，平時(shí)漏電流很?。ㄎ布?jí)），而放電時(shí)可通過高達(dá)數(shù)千安的沖擊電流，抑制過電壓的能力很強(qiáng)。晶閘管裝置在運(yùn)行時(shí)，有可能產(chǎn)生過電流。如不采取措施就會(huì)燒毀晶閘管，影響電路的正常工作。但在負(fù)載電流較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的電壓降?；蛴美肽孀兊姆椒?，使整流器轉(zhuǎn)為逆變狀態(tài)工作，把整流電路中的能量回送到電網(wǎng)，使故障電流迅速下降?？稍诮涣鱾?cè)經(jīng)過電流互感器接入過電流繼電器(圖23中的B)或者在直流側(cè)接入過電流繼電器（圖23中的F）。由于過電流繼電器和斷路器的動(dòng)作時(shí)間需幾百毫秒，故只保護(hù)過載電流。直流快速斷路器的動(dòng)作時(shí)間僅有2ms，全部斷孤時(shí)間不超過25～30ms，是目前較好的直流側(cè)過電流保護(hù)裝置，多用于大容量系統(tǒng)中。快速熔斷器有較好的快速熔斷特性，其熔斷時(shí)間一般都小于1Oms，一旦發(fā)生過電流可及時(shí)熔斷，保護(hù)晶閘管。 此外，由于電路中電感的存在，器件關(guān)斷時(shí)易產(chǎn)生過電壓和大的du/dt，給器件安全運(yùn)行帶來威脅。為此，設(shè)置緩沖保護(hù)電路是必要的。 主電路計(jì)算主電路計(jì)算所包含的具體內(nèi)容是：① 整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算。③ 晶閘管保護(hù)電路的計(jì)算。（一）整流變壓器額定參數(shù)的計(jì)算一般情況下，整流裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓不一致，因此需要使用整流變壓器。已知條件：①一次電壓；②整流電路接線方式和負(fù)載性質(zhì)；③整流輸出電壓和電流。1. U2的計(jì)算U2是一個(gè)重要參數(shù)，選擇過低，無法保證輸出額定電壓。一般可按下式計(jì)算，即： 式中，Udmax —— 整流電路輸出電壓最大值； nUT —— 主電路電流回路n個(gè)晶閘管正向壓降；C —— 線路接線方式系數(shù)，見附錄一；Ush —— 變壓器的短路比，對(duì)10～100KV在要求不高的場合或近似估算時(shí)，用下式計(jì)算則更加方便，即： 式中 A —— 理想情況下，α=0176。裕量，B=cosα=cos10176。2. 二次相電流I2和一次相電流I1。考慮變壓器的勵(lì)磁電流時(shí)。在已知整流功率 Pd = Ud Id 的情況下，也可應(yīng)用附錄一中的容量比值對(duì)變壓器進(jìn)行計(jì)算。在已知U2的條件下，由根據(jù)晶閘管實(shí)際承受的最大峰值電壓UTm，乘以(2～3)倍的安全裕量，參照標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，即可確定晶閘管的額定電壓UTN。選擇K值時(shí)應(yīng)注意負(fù)載的性質(zhì)，除恒流負(fù)載應(yīng)按αmax 來選擇外，其它均以αmin 來選擇。此外，還需注意以下幾點(diǎn):① 當(dāng)周圍環(huán)境溫度超過+40℃時(shí)，應(yīng)降低元件的額定電流值。③ 鍵、重大設(shè)備，電流裕量可適當(dāng)選大些。如果設(shè)計(jì)者采用串、并聯(lián)方式，一定要注意晶閘管元件串聯(lián)時(shí)的均壓問題和并聯(lián)時(shí)的均流問題，相關(guān)內(nèi)容請(qǐng)參考教材。以過電壓保護(hù)部位來分，有交流側(cè)過電壓保護(hù)、直流側(cè)過電壓保護(hù)和器件兩端的過電壓保護(hù)三種。圖 24 阻容保護(hù)的接法a）單相 b）三相變壓器二次側(cè) Y 聯(lián)結(jié)，阻容保護(hù) Y 聯(lián)結(jié) c）三相變壓器二次側(cè) Y 聯(lián)結(jié)，阻容保護(hù) D 聯(lián)結(jié) 對(duì)于三相電路，如圖24b)、c)中R和C的數(shù)值可按表23進(jìn)行換算。雖然多了一個(gè)三相整流橋，但只用了一個(gè)電解電容，從而可以減小了保護(hù)裝置的體積。 Rc、R的數(shù)值可按下式計(jì)算，單位為Ω。2）非線性元件保護(hù)阻容吸收保護(hù)簡單可靠，應(yīng)用較廣泛，但會(huì)發(fā)生雷擊或從電網(wǎng)侵入很大的浪涌電壓，對(duì)于這種能量較大的過電壓就不能完全抑制。常用的非線性元件有硒堆和壓敏電阻等。單相時(shí)用兩組對(duì)接后再與電源、并聯(lián)，三相時(shí)用三組對(duì)接成Y形或用六組接成△形，如圖26所示。在正常工作情況下，受反壓的硒堆工作在伏安特性（如圖27）的A點(diǎn)，漏電流很小。在阻容保護(hù)裝置抑制過電壓的同時(shí)，硒堆也能吸收掉一部分變壓器磁場釋放出來的能量。硒片由于面積較大，擊穿時(shí)只是燒焦幾點(diǎn)，待浪涌電壓消失后，整個(gè)硒片仍能恢復(fù)正常，繼續(xù)起過電壓保護(hù)作用。考慮到電網(wǎng)電壓的可能升高和硒片特性的分散性，通常用（～）倍的正常工作線電壓U2l除以每片額定電壓，即得每組所需硒片數(shù)。通常1OKW以下用1612222 mm2的曬片，20～3OKW可用4040 mm2的，30～100KW采用6060 mm2的硒片。使用前必須先經(jīng)過“化成”，才能復(fù)原。由此可見，硒堆并不是一種理想的保護(hù)元件。它是由氧化鋅、氧化鉍等燒結(jié)制成的非線性電阻元件，在每一顆氧化鋅晶粒外面裹著一層薄的氧化鉍，構(gòu)成類似硅穩(wěn)壓管的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，具有正反向都很陡的穩(wěn)壓特性，其伏安特性如圖 28所示。此外還具有反應(yīng)快、體積小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的保護(hù)元件，目前已逐步取代硒堆保護(hù)。圖29 用硒堆或壓敏電阻抑制過電壓沒有任何保護(hù)時(shí)浪涌電壓為U0 ；如用曬堆保護(hù)，電壓只能抑制到Ux，如用壓敏電阻保護(hù)，電壓被抑制到殘壓UY，由于通過較大的放電電流IY， 所以能把浪涌量消耗。壓敏電阻承受的電壓應(yīng)低于額定電壓U1mA。壓敏電阻的主要缺點(diǎn)是平均功率太小，僅有數(shù)瓦，一旦工作電壓超過它的額定電壓，很短時(shí)間內(nèi)就被燒毀。壓敏電阻的選擇為：a）標(biāo)稱電壓UlmA U1mA= 式中U —— 壓敏電阻兩端正常工作電壓有效值(V)。 c) 殘壓：由被保護(hù)元件的耐壓決定，對(duì)于晶閘管，應(yīng)使得在通過浪涌電流時(shí)，殘壓抑制在晶閘管額定電壓以下，并留有一定裕量。但采用阻容保護(hù)易影響系統(tǒng)的快速性，并且會(huì)造成 di/dt 加大。圖211 直流側(cè)壓敏電阻保護(hù)電路 圖212 晶閘管兩端阻容保護(hù)電路 壓敏電阻的標(biāo)稱電壓UlmA，一般用下面公式計(jì)算，即： UlmA ≥（～2）UDC 式中,UDC為正常工作時(shí)加在壓敏電阻兩端的直流電壓(V)。 4）晶閘管兩端的過電壓保護(hù)措施抑制晶閘管的關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護(hù)電路的方法，如圖 212 所示。 表 24 與晶閘管并聯(lián)的阻容經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)晶閘管額定電流/A1020501002005001000電容/μF12電阻/Ω100840201052電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值Um ～。目前阻容保護(hù)參數(shù)計(jì)算還沒有一個(gè)比較理想的公式，因此在選用阻容保護(hù)元件時(shí)，在根據(jù)上述介紹公式計(jì)算出數(shù)據(jù)后，還要參照以往用得較好且相近的裝置中的阻容保護(hù)元件參數(shù)進(jìn)行確定。這里主要介紹快速熔斷器的選擇方法?？焖偃蹟嗥骺梢园惭b在直流側(cè)、交流側(cè)和直接與晶閘管串聯(lián)，如圖 213 所示。目前常用的快速熔斷器有RLS系列和RS3系列，它們的特性見附錄二。①快速熔斷器的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。同時(shí)又應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)晶閘管（或線路）通過的電流有效值IT，即： IT（AV）≥IFU≥IT（或II）1)電壓上升率 du/