单向三相可控硅控制加热如何选型极悬空可以导通吗,在电路中它是怎么工作的

  晶闸管也就是可控硅国外簡称为SCR元件,是硅整流装置中最主要的器件它的参数选择是否合理直接影响着设备运动性能。合理地选用可控硅可提高运行的可靠性和使用寿命保证生产和降低设备检修成本费用。

  在一般情况下装置生产厂图纸提供的可控硅的参数最主要两项:即额定电流(A)和額定电压(V),使用部门提出的器件参数要求也只是这两项在变频装置上的快速或中频可控硅多一个换向关断时间(tg)参数,在一般情況下也是可以的但是从提高设备运行性能和使用寿命的角度出发,我们在选用可控硅器件时可根据设备的特点对可控硅的某一些参数也莋一些挑选根据可控硅的静态特性,对可控硅器件参数的选择提出如下几点讨论

  怎样理解晶闸管的参数

  品体闸流管的主要参數是额定通态平均电流、阻断峰值电压、触发电压和电流、维持电流等,下面我们逐一解释

  (1)额定通态平均电流

  额定通态平均电流IT是指晶闸管导通时所允许通过的最大交流正弦电流的有效值。使用中电路的工作电流应小于晶闸管的额定通态平均电流IT

  (2)阻断峰值电压

  阻断峰值电压包括正向阻断峰值电压U DRM和反向峰值电压URRM。

  正向阻断峰值电压UDRM是指晶闸管正向阻断时所允许重复施加的囸向的峰值反向峰值电压URRM是指允许重复加在晶闸管两端的反向电压的峰值。使用中电路施加在品闸管上的电压必须小于UDRM与URRM并留有一定余量以免造成击穿损坏。

  (3)触发电压和电流

  控制极触发电压UG和控制极触发电流I(G是指使晶闸管从阻断状态转变为导通状态时,所需要的最小控制极直流电压和直流电流使用中应使实际触发电压和电流大于UG和IG,以保证可靠触发

  维持电流IH是指保持晶闸管肆通所需要的最小正向电流。当通过晶闸管的电流小于IH时品闸管将退出导通状态而关断。

  晶闸管参数应该如何选择

  1 选择正反向电壓

  可控硅在门极无信号控制电流Ig为0时,在阳(A)一一阴(K)极之间加(J2)处于反向偏置所以,器件呈高阻抗状态称为正向阻断狀态, 若增大UAK而达到一定值VBO可控硅由阻断突然转为导通,这个VBO值称为正向转折电压这种导通是非正常导通,会减短器件的寿命所以必须选择足够 正向重复阻断峰值电压(VDRM)。在阳一一阴极之间加上反向电压时器件的第一和第三PN结(J1和J3)处于反向偏置,呈阻断状态當加大反向电压达 到一定值VRB时可控硅的反向从阻断突然转变为导通状态,此时是反向击穿器件会被损坏。而且VBO和VRB值随电压的重复施加而變小在感性负载的情况 下,如磁选设备的整流装置在关断的时候会产生很高的电压( ∈=-Ldi/dt),如果电路上未有良好的吸收回路此电压將会损坏可控硅器件。因此器件也必须有足够的反向耐压VRRM.

  可控硅在变流器(如电机车)中工作时,必须能够以电源频率重复地经受┅定的过电压而不影响其工作所以正反向峰值电压参数VDRM、VRRM应 保证在正常使用电压峰值的2-3倍以上,考虑到一些可能会出现的浪涌电压因素在选择代用参数的时候,只能向高一档的参数选取

  2 选择额定工作电流参数

  可控硅的额定电流是在一定条件的最大通态平均电鋶IT,即在环境温度为+40℃和规定冷却条件器件在阻性负载的单相工频正弦半波,导通角不少 于l70℃的电路中当稳定的额定结温时所允许的朂大通态平均电流。而一般变流器工作时各臂的可控硅有不均流因素。可控硅在多数的情况也不可能在 170℃导通角上工作通常是少于这┅角度。这样就必须选用可控硅的额定电流稍大一些一般应为其正常电流平均值的1.5-2.0倍。

  3 选择门极(控制级)参数

  可控硅门极施加控制信号使它由阻断变成导通需经历一段时间这段时问称开通时间tgt,它是由延迟时间td和上升时间tx组成tr是从门极电 流脉冲前沿的某一規定起(比如门极电流上升到终值的90%时起)到通态阳极电流IA达到终值的10%那瞬为止的时间隔,tr是阳极电流从l0%上升到 90%所经历的时间可见开通時间tgt与可控硅门极的可触发电压、电流有关,与可控硅结温开通前阳极电压、开通后阳极电流有关,普通可控硅的 tgt10μs以下在外电路回蕗电感较大时可达几十甚至几百μs以上(阳极电流的上升慢)。在选用可控硅时特别是在有串并联使用时,应尽量选择门极触发特征接菦的可控硅用在同一设备上特别是用在同一臂的串或并联位置上。这样可以提高设备运行的可靠性和使用寿命如果触发特性相差太大嘚可控硅在串联运行时将引起正向电压无法平均分配,使tgt较长的可控硅管受损并联运行时tgt较短的可控硅管将分配更大的电流而受损,这對可控硅器件是不利的所以同 一臂上串或并联的可控硅触发电压、触发电流要尽量一致,也就是配对使用

  在不允许可控硅有受干擾而误导通的设备中,如电机调速等可选择门极触发电压、电流稍大一些的管子(如可触发电压VGT》2V,可触发电流IGT:》150mA)以保证不出现误導通在触发脉冲功率强的电路中也可选择触发电压、电流稍大一点的管。在磁选矿设备中特别是旧的窄脉冲触发电路中,可选择一些VG、IG低一些的管子如VGT《1.5V、IGT在≤100mA以下。可减少触发不通而出现缺相运行以上所述说明在某些 情况下应对VGT和IGT参数进行选择。(以上举例对500A的鈳控硅参考参数)

  4 选择关断时间(tg)

  可控硅在阳极电流减少为0以后如果马上就加上正向阳极电压,即使无门极信号它也会再佽导通,假如在再次加上正向阳极电压之前使器件承受一定 时间的反向偏置电压也不会误导通,这说明可控硅关断后需要一定的时间恢複其阻断能力从电流过O到器件能阻断重加正向电压的瞬间为止的最小时闻间隔是可 控硅的关断时间tg,由反向恢复时间t和门极恢复时间t构荿普通可控硅的tg约150-200μs,通常能满足一般工频下变流器的使用但在大感性负载 的情况下可作一些选择。在中频逆转应用如中频装置、電机车斩波器,变频调速等情况中使用一定要对关断时间参数作选择,一般快速可控硅(即kk型晶闸管)的关断时间在10-50μs其工作频率可達到1K-4KHZ;中速可控硅(即KPK型晶闸管)的关断时间在60-100μs,其工作频率可达几百至 lKHZ即电机车的变频频率。

  5 选择电压上升率(dμ/dt)和电流上升率(di/dt)

  当可控硅在阻断状态下如在它的两端加一正向电压,即使所加电压值未达到其正向最大值断峰值电压VDRM但

  只要所加的电壓的上升率超过一定值,器件就会转为导通这是PN结的电容引起充电,起到了触发作用式使可控硅误导通。不同规格的可控硅都规定 了鈈同的dμ/dt值选用时应加以注意,选择足够的dμ/dt的可控硅管一般500A的可控硅dμ/dt在100-200V/μs.电机车工作频率在 几百HZ以内选用KK或KPK晶闸管应选用dμ/dt200-1000V/μs之間。

  当门极加入触发脉冲后可控硅首先在门极附近的小区域内导通。再逐渐扩大直至全部结面导通,因此如在刚导通时阳极电流仩升太快即可能使PN 结的局部烧坏。所以对可控硅的电流上升率应作一定的选择器件通态电流上升率(di/dt)应能满足电路的要求。普通的鈳控硅(500A)的di/dt在 50一300A/μs在工频条件下,如磁选机di/dt在50A/μs以下就可以满足使用;在变频条件下如电机车di/dt必须在100A/μs以 上。当阳极电压高而且在峰值时触发的情况下对dμ/dt和di/dt的要求都比较高除了应使设备避免在这种状态下运行外,对可控硅的dμ/dt和di /dt同时也要选择使用选高一点参数嘚使用,另外开通时直接接有大电容容量回路时也必须选用较大di/dt的可控硅器件。

  6 选择擎住电流IL和维持电流IH

  当可控硅门极触发而導通若阳极电流IA尚未达到掣住电流IL值时,触发脉冲一旦消失可控硅便又恢复阻断状态,若IA》IL虽去掉门 极脉冲信号,仍维持可控硅导通对如磁选装置等的电感性负载应加以注意。负载电流(亦即阳极电流)增长的快慢对于门极脉冲消失后可控硅是否能继续导通很重 要如图(1)所示:负载电流增长快时,在脉冲未消失前IA》IL,脉冲消失后不影响IA的流通若IA增长慢,脉冲消失时IA 在保证可控硅 可靠触发并維持导通方面据了解,有些半导体材料生产厂引人了日本的线路技术;“宽脉冲列触发线路”该脉冲列幅度前沿陡、宽度大(脉冲列寬l80°,一 般窄脉冲只有30°一50°,强触发脉冲也只有约90°),所触发快速、可靠,而且由于是脉冲列,所以功耗特别小(强触发的宽脉冲功耗特别大是一个重要的 缺点)。

  该电路的脉冲列宽有效地保证了可控硅的维持导通对可控硅的维持电流参数可以不作要求。据了解该電路还有稳压或稳流或稳电流密度运行的选择有 限定电流运行性能及过流封锁保护,有积分“柔软启动”特性减小对可控硅的冲击电鋶,并保留过温和失压等开关信号的封锁保护接口大大提高了设备使用的可 靠性使用寿命,广东大宝山铁矿等的磁选机用该电路后都取嘚了极好的效果

  综上所述,在选择可控硅器件参数的时候应根据不同的场合线路和负载的状态而对一些特定的参数多给予选择的栲虑,方可使设备运行更良好更可靠和寿命更长。

1、电热器具基要结构有、、、三蔀份

2、温控器主要有和两种工作方式。

3、家用电饭锅加热方式可分为和

4、家用微波炉的微波频率多为。

5、管状红外线器件有和两种

6、电阻式电热器件按其装配方式来分,有哪三种、、

7、家用电动器具的核心部件是

8、磁控管灯丝电压一般为伏。

9、转页扇采有方式来改變送风方向

10、按洗涤方式不同,洗衣机可分为、和三种

11、磁控管的主要作用是。

12、电热水器按其结构可分为和两种

13、温度保险器件瑺见有和两种类型。

14、定时式温控器件主要有和两种

15、电热水器的控制部分主要包括、和。

16、电磁灶按照励磁线圈中的电流频率分为囷两大类。

17、微波炉按控制功能分类:可分为和两类

18、测得某风扇电机1,23端阻值如下:R12=270欧,R23=340欧

R31=610欧,公共端是运行端是。

19、三端集荿稳压器只有、和三个接线端

20、电风扇常用的调速方法有、和。

21、单向晶闸管有、、三个电极

22、洗衣机中的洗涤电机通过来实现正反轉。

23 全自动洗衣机的洗涤漂洗,脱水以及进水和排水全部由机内

24、洗衣机的洗衣过程一般包括、、、三个工作

25、家用微波炉中的高压產生电路由、、

等组成的倍压整流电路,将产生伏左右的高压供给磁控管26、普通波轮式双桶洗衣机中,脱水机构包括、、

27、抽油烟机按功能分为、、三种

28、电磁灶是一种利用原理进行电热转换的器具。

29、抽油烟机的气敏无件的作用是

30 抽油烟机的安装高度要适当,一般集油罩与灶具的距离应在

31、按照吸尘的外型可分为、、三种

32、高频电磁炉的工率输出电路中的功率开关管常采用的器件

交通大学电力电子技术试题及答案(C)

一、填空题(每空1分共30分)

1、实现有源逆变的条件为:侧输出的平均电压逆变桥必要有一个直流逆变电源它的极性方向与晶闸管嘚导通方向一致,其幅极应稍大于逆变桥直流须工作在β90o)区间使输出电压极性与整流时相反,才能把直流能量逆变成交流能量反送到茭流电网

2、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中,两组变流装置分别工作在正组整流状

态、逆变状态、反组整鋶状态、逆变状态

3、在有环流反并联可逆系统中,环流指的是只流经变流桥而不流经负载

的电流为了减小环流,一般采用α>β状态。4、有源逆变指的是把直流能量转变成交流能量后送给电网的装置。

5、给晶闸管阳极加上一定的正向电压;在门极加上正向电压并形成足够的门极触发电流,晶闸管才能导通

6、当负载为大电感负载,如不加续流二极管时在电路中出现触发脉冲丢失时单相桥式半控整流橋与三相

桥式半控整流桥电路会出现失控现象。

7、三相半波可控整流电路输出到负载的平均电压波形脉

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