第五章晶閘管相控觸發(fā)電路2.ppt

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1、第五章晶閘管相控觸發(fā)電路本章要點(diǎn)對(duì)相控觸發(fā)電路的基本要求控制角的三種移相控制方法同步方式及輸出分立元件移相觸發(fā)電路集成化移相觸發(fā)器變流電路控制框圖變流電路從換流方式來(lái)分，有電網(wǎng)換流和非電網(wǎng)換流之分：前者用相位控制觸發(fā)電路，后者常用周期性邏輯器件控制觸發(fā)電路。在實(shí)際中，對(duì)輸出的控制常采用相位控制方式?？刂齐娐罚壕C合系統(tǒng)信息進(jìn)行處理，產(chǎn)生負(fù)載所需電壓的控制電壓。同步電路：獲得與交流電源同步的正弦交流信號(hào),確定各元件自然換相點(diǎn)和移相范圍驅(qū)動(dòng)電路：移相脈沖信號(hào)進(jìn)行整形處理,產(chǎn)生所需的觸發(fā)脈沖信號(hào)。移相控制電路：由相位控制信號(hào)和同步信號(hào)結(jié)合，產(chǎn)生移相脈沖信號(hào)。同時(shí)有隔離電路：通常

2、采用脈沖變壓器，光電耦合器和光導(dǎo)纖維。晶閘管的門(mén)極伏安特性0HIJ0區(qū)域?yàn)椴挥|發(fā)區(qū)：當(dāng)晶閘管門(mén)極施加的觸發(fā)電壓，電流在該范圍內(nèi)時(shí)，任何合格的晶閘管元件都不會(huì)被觸發(fā)，從而確定了晶閘管的抗干擾性能。ABCJIHA區(qū)域?yàn)椴豢煽坑|發(fā)區(qū)：當(dāng)晶閘管門(mén)極施加的觸發(fā)電壓，電流在該區(qū)域時(shí)，有的晶閘管可以觸發(fā)開(kāi)通，有的則不能觸發(fā)開(kāi)通。因此，觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)也不應(yīng)該落在該區(qū)域中。ADEFGCBA區(qū)域?yàn)榭煽坑|發(fā)區(qū)：當(dāng)晶閘管門(mén)極施加的觸發(fā)電壓，電流在該范圍時(shí)，所有合格元件均能可靠觸發(fā)開(kāi)通，則可以保證合格元件的通用性。晶閘管的門(mén)極定額門(mén)極觸發(fā)電流IGT：指在規(guī)定的環(huán)境溫度和陽(yáng)極與陰極間加一定

3、正向電壓的條件下，使晶閘管從阻斷狀態(tài)到導(dǎo)通狀態(tài)所需要的最小門(mén)極直流電流，一般為幾十到幾百毫安。門(mén)極觸發(fā)電壓UGT：指與門(mén)極觸發(fā)電流相對(duì)應(yīng)的門(mén)極直流電壓，一般為1V~5V。晶閘管的門(mén)極觸發(fā)電流和觸發(fā)電壓受溫度影響較大，元件標(biāo)明的數(shù)據(jù)是在室溫下測(cè)得的數(shù)據(jù)。額定結(jié)溫下的門(mén)極觸發(fā)電流僅為室溫時(shí)的三分之一左右；零下40度低溫下的門(mén)極觸發(fā)電流則可達(dá)到室溫時(shí)的1.5~2倍。因此，在設(shè)計(jì)觸發(fā)電路時(shí)應(yīng)予以注意。對(duì)相控觸發(fā)電路的基本要求(1)觸發(fā)電路的觸發(fā)信號(hào)必須在晶閘管門(mén)極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)。同時(shí)要求脈沖功率不超過(guò)允許瞬時(shí)最大功率限制線(xiàn)和平均功率限制線(xiàn)。(2)觸發(fā)脈沖應(yīng)具有一定的寬度，

4、觸發(fā)脈沖消失前，陽(yáng)極電流應(yīng)能上升至掣住電流，保證晶閘管可靠開(kāi)通。通常晶閘管開(kāi)通需要6μs以上，應(yīng)有足夠的裕量。在實(shí)際應(yīng)用中，電阻性負(fù)載脈沖寬度應(yīng)有20μs~50μs；電感性負(fù)載最好不小于100μs，一般取1ms。脈沖的前沿要盡可能陡。(3)觸發(fā)脈沖應(yīng)滿(mǎn)足晶閘管電路的工作要求。對(duì)于三相橋式全控變流電路，應(yīng)采用脈沖寬度大于60O的寬脈沖或雙窄脈沖，也可以用脈沖列組成寬脈沖或雙窄脈沖，脈沖列的頻率為7kHz左右。對(duì)于并聯(lián)晶閘管的大電流變流裝置及串聯(lián)晶閘管的高電壓變流裝置，應(yīng)采用強(qiáng)觸發(fā)脈沖。采用強(qiáng)觸發(fā)脈沖的目的是：縮小晶閘管管間開(kāi)通時(shí)間的差異，有利于動(dòng)態(tài)均流和均壓。對(duì)相控觸發(fā)電

5、路的基本要求(4)觸發(fā)脈沖與主電路電源電壓必須同步，并保持與工作狀態(tài)相適應(yīng)的相位關(guān)系。(5)觸發(fā)電路應(yīng)保證變流電路各元件觸發(fā)脈沖的對(duì)稱(chēng)性。(6)相控觸發(fā)電路應(yīng)采取電磁兼容技術(shù)措施，防止因各方面的電磁干擾而出現(xiàn)失控。采用強(qiáng)觸發(fā)脈沖的目的是：縮小晶閘管管間開(kāi)通時(shí)間的差異，有利于動(dòng)態(tài)均流和均壓。延時(shí)移相控制方法晶閘管相控觸發(fā)電路中，實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖隨控制信號(hào)變化作相位移動(dòng)的控制為移相控制。延時(shí)移相控制方法由同步環(huán)節(jié)提供自然換相點(diǎn)，再由自然換相點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以控制角對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間確定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻。垂直移相控制方法應(yīng)用條件是具有一個(gè)與主電路同步、在移相范圍內(nèi)單調(diào)變化的周期性移相信

6、號(hào)電壓usy。線(xiàn)性垂直移相控制方法移相信號(hào)電壓usy在移相范圍內(nèi)線(xiàn)性變化。余弦交點(diǎn)移相控制方法移相信號(hào)電壓usy在移相范圍內(nèi)余弦變化。同步信號(hào)及其獲得在各種相控變流電路中，晶閘管觸發(fā)脈沖前沿對(duì)應(yīng)的控制角α是以晶閘管的自然換相點(diǎn)為計(jì)量起點(diǎn)的角度。自然換相點(diǎn)則決定于加在晶閘管兩端的交流電源電壓。因此為保證正確的相位關(guān)系，實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)控制，在觸發(fā)電路中必須引入與電網(wǎng)電壓嚴(yán)格同步的基準(zhǔn)信號(hào)，稱(chēng)為同步信號(hào)。主電路電源電壓經(jīng)同步變壓器降壓，再經(jīng)阻容移相便可獲得符合相位要求的同步信號(hào)。同步方式獨(dú)立同步每個(gè)SCR都有相對(duì)獨(dú)立的相控觸發(fā)電路。為使各晶閘管具有相同的控制角，各相觸發(fā)電路采用

7、同一控制電壓進(jìn)行移相控制。按相同步利用全控橋式變流電路中同一相的兩個(gè)SCR的自然換相點(diǎn)相差180O的特點(diǎn)，每相設(shè)置一個(gè)觸發(fā)電路。為實(shí)現(xiàn)三相主電路工作的對(duì)稱(chēng)性，要求三相移相控制的一致性，故三相觸發(fā)電路由同一個(gè)控制電壓控制。單相同步利用各SCR自然換相點(diǎn)間有固定的相位關(guān)系特點(diǎn)，用一個(gè)元件的同步電路準(zhǔn)確提供各元件的自然換相點(diǎn)。觸發(fā)脈沖的功率放大和輸出觸發(fā)電路一般是由相對(duì)獨(dú)立的低壓直流電源供電的單元，為保證觸發(fā)電路工作安全，應(yīng)使其與主電路隔離，這樣可減少主電路對(duì)觸發(fā)電路及控制電路的干擾，提高可靠性。隔離電路：通常采用脈沖變壓器，光電耦合器和光導(dǎo)纖