晶閘管保護(hù)電路

晶閘管保護(hù) 電路

晶閘管的保護(hù)電路，大致可以分為兩種情況：一種是在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b保護(hù)器件，例如，R-C阻容吸收回路、限流電感、快速熔斷器、壓敏電阻或硒堆等。再一種則是采用電子保護(hù)電路，檢測(cè)設(shè)備的輸出電壓或輸入電流，當(dāng)輸出電壓或輸入電流超過允許值時(shí)，借助整流觸發(fā)控制系統(tǒng)使整流橋短時(shí)內(nèi)工作于有源逆變工作狀態(tài)，從而抑制過電壓或過電流的數(shù)值。

一.

晶閘管的過流保護(hù)

晶閘管設(shè)備產(chǎn)生過電流的原因可以分為兩類:一類是由于整流電路內(nèi)部原因, 如整流晶閘管損壞,觸發(fā)電路或控制系統(tǒng)有故障等; 其中整流橋晶閘管損壞類較為嚴(yán)重,一般是由于晶閘管因過電壓而擊穿,造成無正、反向阻斷能力，它相當(dāng)于整流橋臂發(fā)生長久性短路，使在另外兩橋臂晶閘管導(dǎo)通時(shí)，無法正常換流，因而產(chǎn)生線間短路引起過電流.另一類則是整流橋負(fù)載外電路發(fā)生短路而引起的過電流，這類情況時(shí)有發(fā)生，因?yàn)檎鳂虻呢?fù)載實(shí)質(zhì)是逆變橋,逆變電路換流失敗，就相當(dāng)于整流橋負(fù)載短路。另外，如整流變壓器中心點(diǎn)接地，當(dāng)逆變負(fù)載回路接觸大地時(shí)，也會(huì)發(fā)生整流橋相對(duì)地短路。

對(duì)于**類過流，即整流橋內(nèi)部原因引起的過流，以及逆變器負(fù)載回路接地時(shí)，可以采用**種保護(hù)措施，*常見的就是接入快速熔短器的方式。見圖1。快速熔短器的接入方式共有三種，其特點(diǎn)和快速熔短器的額定電流見表1。

表1：快速熔短器的接入方式、特點(diǎn)和額定電流

方式	特點(diǎn)	額定電流I_RN	備注
A型	熔短器與每一個(gè)元件串聯(lián)，能可靠地保護(hù)每一個(gè)元件	I_RN<1.57I_T	I_T：晶閘管通態(tài) 平均電流
B型	能在交流、直流和元件短路時(shí)起保護(hù)作用，其可靠性稍有降低	I_RN<K_CI_D 系數(shù)K_C見表2	K_C：交流側(cè)線電流與I_D之比 I_D：整流輸出電流
C型	直流負(fù)載側(cè)有故障時(shí)動(dòng)作，元件內(nèi)部短路時(shí)不能起保護(hù)作用	I_RN<I_D	I_D：整流輸出電流

表2：整流電路型式與系數(shù)KC的關(guān)系表

型式		單相全波	單相橋式	三相零式	三相橋式	六相零式六相曲折	雙Y 帶平衡電抗器
系數(shù)K_C	電感負(fù)載	0.707	1	0.577	0.816	0.108	0.289
系數(shù)K_C	電阻負(fù)載	0.785	1.11	0.578	0.818	0.409	0.290

對(duì)于**類過流，即整流橋負(fù)載外電路發(fā)生短路而引起的過電流，則應(yīng)當(dāng)采用電子電路進(jìn)行保護(hù)。常見的電子保護(hù)原理圖如下

圖2：過流保護(hù)原理圖

二.

晶閘管的過壓保護(hù)

晶閘管設(shè)備在運(yùn)行過程中，會(huì)受到由交流供電電網(wǎng)進(jìn)入的操作過電壓和雷擊過電壓的侵襲。同時(shí)，設(shè)備自身運(yùn)行中以及非正常運(yùn)行中也有過電壓出現(xiàn)。

過電壓保護(hù)的**種方法是并接R-C阻容吸收回路，以及用壓敏電阻或硒堆等非線性元件加以抑制。見圖3和圖4。

過電壓保護(hù)的**種方法是采用電子電路進(jìn)行保護(hù)。常見的電子保護(hù)原理圖如下：

三.

電流上升率、電壓上升率的抑制保護(hù)

電流上升率di/dt的抑制

晶閘管初開通時(shí)電流集中在靠近門極的陰極表面較小的區(qū)域，局部電流密度很大，然后以0.1mm/μs的擴(kuò)展速度將電流擴(kuò)展到整個(gè)陰極面，若晶閘管開通時(shí)電流上升率di/dt過大，會(huì)導(dǎo)致PN結(jié)擊穿，必須限制晶閘管的電流上升率使其在合適的范圍內(nèi)。其有效辦法是在晶閘管的陽極回路串聯(lián)入電感。如下圖:

電壓上升率dv/dt的抑制

加在晶閘管上的正向電壓上升率dv/dt也應(yīng)有所限制,如果dv/dt過大，由于晶閘管結(jié)電容的存在而產(chǎn)生較大的位移電流，該電流可以實(shí)際上起到觸發(fā)電流的作用，使晶閘管正向阻斷能力下降，嚴(yán)重時(shí)引起晶閘管誤導(dǎo)通。

為抑制dv/dt的作用，可以在晶閘管兩端并聯(lián)R-C阻容吸收回路。如下圖：

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