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       晶闸管整流技术使用原理
            
    晶闸管整流技术使用原理
    [ 作者:马伟    文章来源:网络    点击数:1203 ]
    晶闸管(又称可控硅,SCR表示及其应用是1964年在我国发展起来的一门新技术,它是一种新型的大功率半导体器件。它的主要特点是功率放大倍数很高,控制作用很强。只要用几十到一、二百毫安和二、三伏电压的小信号,使能控制大电流,高电片(几百安、几百伏甚至上千伏)的电路导通或阻断,SCR的体积小,重量轻、效率高、寿命长、维护操作筒便,可取代一些大功率的发电机电动机组,水银整流器等,所以在许多领域都有广泛应用。在建材行业,迄今已有许多水泥在企业生产过程中把SCR技术作为一种高效、节能、自动化措施来使用,取得了可喜的成绩。
    单相半波整流电路
    当加上触发电压时,由于SCR具有单向导电性,所以只有在所加交流电压的正半周时,才有可能导通,如果改变触发的时间(早些或晚些),SCR导通的时间就不同,主电路负载上得到的电压,电流的大小也就不同,从而达到可控整流的目的。导通角最大可近似为180°,该电路具有线路简单,只需要一只SCR等优点,但输出直流电压较小,电压波形较差,故只适用于要求不高的小功率设备上。
    单相全波整流电路
    需要有中心插头的变压器,使两只SCR轮流导通,从而使负载上得到比半波整流时大一倍的平均电压,输出电压的脉动程度要比单相半波小得多。
    单相桥式全波整流电路
    在桥路的四臂都用SCR元件,称单相短全控整流电路,它不仅能用于整流,还能用于逆变,若只用二只SCR元件称为单相桥半控整流电路;如果这二只SCR元件不共阴极,一定要用脉冲变压器,如果是共阴极,则可以不用脉冲变压器;触发脉冲每膈 180°输出一次,单相桥半控的这二种电路只能用作整流,不能用于逆变。
    只用一只SCR元件的单相桥整流电路
    在桥出的正厅端串连一只SCR起控制作用,应注意的是:若为电感性负载,必须在电感性负载两端并联一只续流二极管,否则电感惯性电流会使SCR持续导电,形成电路失控;应选维持电流较大的管子,也是为了避免失控现象发生。另外,在二极管整流桥的输出端可以并联电阻,不得并联电容,不然也会形成输出电压不过零,而使SCR元件失去控制。
    可控二相零式整流电路
    在三相四线制的任二相中,各正向连接一个整流二极管至只有一个SCR元件的阳极端,而其阴极则接电感性负载(并联续流二极管)至线,这种电路只用了一个SCR元件,因而主电路和控制电路都比较简单;其SCR的最大导通角为300°,适合用在电感性负载情况下,因为电压波形不连续,在电感负载下,可以通过续流二极管保持电流连续,若用于给电动机电枢供电,则可串以足够的意波电感。
    二相式整流电路
    其工作情况和上面二相零式整流电路基本相同,只是SCR 阴极接电感性负载(并联续流二极管)至剩余的一相去,这种电路也只用一只SCR元件,其最大导通角为240°,所以也只适用于电感性负载电路。
    以上六种整流电路由于只用了三相电网中的一相或两相,一般不宜用作大功率整流电路,否则会造成电网的三相电压不平衡。另外,上述六种整流电路输出电压的脉动较大,对于要求直流电压波形很平衡的电路也不适用。
    三相半波整流电路
    在这种电路中,每一个可控整流元件最大只导电120°。如果忽略变压器漏抗,则在一周期中的每一瞬间,只能有一只元件导电,不可能有二只整流元件同时导电。而这只导电的整流元件正是此时正向电压较大的一相,所以,整流电压的波形是三相电压波形波顶的包络线。由于三相的三只SCR元件的触发脉冲相隔120°,所以在三相半波整流电路中,导通角的原点不在交流电压过零点的时刻,而是在三相交流电压波顶上的交点。这是因为这个交点是三相不可控整流电路的自然换流点、也就是在三相不可控整流时,在此交点电流从一相换到下一相。
    上面的分析是忽略了阳极电抗的影响的。而实际上,变压器的漏电感是不可避免的。大电流输出时,变压嚣的漏电感更不能不考虑,它会造成相邻两相整流元件重叠导电的瞬间,这段时间称为重叠角。重叠角的存在减少了直流输出电压的平均值。尤其在大电流负载的情况下,重叠角的影响更不能被忽略掉,在小电流负载时,由于变压器漏抗惯性的影响不大,一般可不予考虑。此电路一般不可用作逆变。
    三相桥式整流电路
    (1)三相桥半控电路  一般不可用作逆变而只可用作整流。和单相桥半控一样,用于电感负载时,应在电感负载两端并联续流二极管,三个SCR元件接成共阴极至负载,负载上输出电压波形为上、下两半部电压之和。只要给三相的SCR元件相隔120°的触发脉冲即可,不必采用大于60°的宽脉冲。
    (2)三相桥全控电路  使用三只共阴极、三只共阳极即六只SCR元件,其触发脉冲应按元件排列顺序间隔60°给出脉冲,也就是给元件触发脉冲后,过60°再给元件供触发脉冲……。但如果只按这样的顺序给每一个元件一个宽度小于60°的窄脉冲。则负载电流还是不能建立,这是固为三相桥全控电路在任一瞬间输出的电流,都要流经二只SCR元件,为此,可用两种方法加入触发脉冲:一种是给每一个SCR元件宽脉冲触发;另一种是给每一个SCR元件以双脉冲触发。
    在整流电路中,除单相全波整电路外,可以不要整流变压器。将整流交流输入端直接接入电网,只要输出直流电压能符合要求即可。但对于大中功率整流电路,最好在交流输入端串接电抗器。对单相电路可串一只,对三相电路可在任意两相中,各串一只。这对于限制短路电流,避免短路事故扩大,是有好处的。
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  • 游客于2013-05-02 16:08:01发表评论说:  vRJWRrut
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