电力电子技术第8章 晶闸管主电路的参数计算及保护.pptVIP

压敏电阻的参数计算与选用方法：额定电压 U1mA的选取可按下式计算。 在交流情况下： 在直流情况下： * 2.直流侧的过电压保护 整流器直流侧开断时，如直流侧快速开关断开或桥臂快熔熔断等情况，也会在A、B 之间产生过电压，如图 8.11 所示。 * 图 8.11 直流侧快速开关跳角或快熔熔断引起的过电压 * 图 8.12 用非线性元件抑制直流侧过电压 * （1）在 A、B 之间接入压敏电阻或硒堆，如图 8.12（a），其参数选择的原则与交流侧保护相同。 * 图 8.13 　换相过电压保护电路 * （2）用晶闸管泄能。如图 8.12（b）、（c）所示。图 8.12（b）中应用转折二极管 BOD，当 A、B 间直流过电压超过 BOD 的转折电压时，BOD 立即导通并对电容器 C 充电，当 C 充电电压达到 VT触发电平时，VT导通，过电压能量通过 R1，VT泄放，以达到抑制过电压的目的。 * 3.晶闸管换相过电压的保护 晶闸管换相过电压的保护，通常是在晶闸管元件两端并联 RC 电路，如图 8.13所示。 电容 C 的选择可按式（8.14）计算 * 电容 C 的耐压应大于正常工作时晶闸管两端电压的峰值的 1.5倍。电阻 R 一般取 R =10～ 30 Ω，对于整流管取下限值，对于晶闸管取上限值。其功率应满足 * 实际应用中，RC 的值可按经验数据选取，如表 8.4所示。 * 第三节　晶闸管过电流保护及电流上升率、电压上升率的限制 变流装置发生过电流的原因归纳起来有如下几方面：（1）外部短路 如直流输出端发生短路。（2）内部短路 如整流桥主臂中某一元件被击穿而发生的短路。（3）可逆系统中产生换流失败和环流过大。（4）生产机械发生过载或堵转等。 一、过电流保护 * 晶闸管变流装置可能采用的过流保护措施及其动作时间如图 8.14所示。可按实际需要选择其中一种或数种。 图 8.14 晶闸管装置过电流保护措施及其动作时间 * 下面，就图 8.14中的过电流保护措施的适用范围，相互协调及元件选择作简要说明。 1.交流断路器 2.进线电抗器 3.灵敏过电流继电器 4.短路器 5.电流反馈控制电路 6.直流快速开关 7.快速熔断器 * * 表 8.6　 快速熔断器时间/电流特性 * 表 8.7 熔断器的接入方式与特点 * 表 8.8 　整流电路形式与系数 Kc的关系表 * 快熔的选用原则如下：　　①额定电压的选择 快熔的额定电压 URN不小于线路正常工作电压的方均根值。　　②额定电流的选择 快熔的额定电流 IRN应按它所保护的元件实际流过的电流 IR（方均根值）来选择，而不是根据元件的标称额定电流 ITAV值来确定。一般可按下式计算 * 在确定快熔额定电流时要注意两点情况： ①在同一整流臂中若有多个元件并联时，要考虑电流不均衡系数，快熔应按在支路中流过最大可能电流的条件来选择。 ②要考虑整流柜内的环境温度，一般要比柜外为高，有时可相差 10°C。 * ③I2t值的核算：快熔有一定的允许通过的能量 I2t值，元件也具有承受一定 I2t值的能力。为了使快熔能可靠地保护元件，要求快熔的（I2t）R 值在任何情况下都应小于元件的 I2TSMt值。其关系为 * 二、电流上升率di／dt的限制 晶闸管在导通的初瞬，电流主要集中在靠近门极的阴极表面较小的区域，局部电流密度很大，然后随着时间的增长才逐渐扩大到整个阴极面。此过程约需几微秒到几十微秒。若导通时电流上升率di／dt太大，会引起门极附近过热，导致 PN 结击穿使元件损坏。因此必须把di／dt限制在最大允许的范围内。 * 如图 8.16所示。通常，限制di／dt的措施主要有： 1.在晶闸管阳极回路串入电感 Ls。 图 8.16 产生di／dt的情况及抑制措施 * Ls的数值可用图 8.17所示的换相过程等效电路来计算。图中，设已触发 VT2 而 VT1 尚未关断。u为交流电源线电压。由图 8.17可得 图 8.17 　换相等效电路 * 三、电压上升率du／dt的限制 处在阻断状态下晶闸管的 J2 结面相当于一个结电容，当加到晶闸管上的正向电压上升率过大时，会使流过 J2 结面的充电电流过大，起了触发电流的作用，造成晶闸管误导通。 * 出版社 理工分社 电力电子技术 本章主要以晶闸管整流电路为对象，从工程实际出发，讨论主电路各元件参数的计算及选择元件的方法；分析晶闸管电路在实际运行中可能产生的主要故障及相应的保护措施。同时，对晶闸管串并联结中，为保证其可靠工作，应采用的均压和均流措施作必要的分析。 第8章　晶闸管主电路的参数计算及保护 * 第一节