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電力調整器廠家為你介紹電力電子晶閘管參數的選擇

來源:www.thai-hebmed.com 發表時間:2017-11-09

電力電子晶閘管亦即過往國內稱為可控硅,國外簡稱為SCR元件,是硅整流裝置中最主要的器件,它的參數選擇是否公道直接影響著設備運動性能。公道地選用可控硅可進步運行的可靠性和使用壽命,保證生產和降低設備檢驗本錢用度。本文就樂山冶金機械軋輥廠使用較多的磁選和電機車設備選用晶閘管有關電參數作出論述。 
  在一般情況下,裝置生產廠圖紙提供的可控硅的參數最主要兩項:即額定電流(A)和額定電壓(V),使用部分提出的器件參數要求也只是這兩項,在變頻裝置上的快速或中頻可控硅多一個換向關斷時間(tg)參數,在一般情況下也是可以的。但是從進步設備運行性能和使用壽命的角度出發,我們在選用可控硅器件時可根據設備的特點對可控硅的某一些參數也作一些挑選。根據可控硅的靜態特性,對可控硅器件參數的選擇提出如下幾點討論。 
   
  1 選擇正反向電壓 
   
  可控硅在門極無信號,控制電流Ig為0時,在陽(A)逐一陰(K)極之間加(J2)處于反向偏置,所以,器件呈高阻抗狀態,稱為正向阻斷狀態,若增大UAK而達到一定值VBO,可控硅由阻斷忽然轉為導通,這個VBO值稱為正向轉折電壓,這種導通是非正常導通,會減短器件的壽命。所以必須選擇足夠正向重復阻斷峰值電壓(VDRM)。在陽逐一陰極之間加上反向電壓時,器件的第一和第三PN結(J1和J3)處于反向偏置,呈阻斷狀態。當加大反向電壓達到一定值VRB時可控硅的反向從阻斷忽然轉變為導通狀態,此時是反向擊穿,器件會被損壞。而且VBO和VRB值隨電壓的重復施加而變小。在感性負載的情況下,如磁選設備的整流裝置。在關斷的時候會產生很高的電壓( ∈=-Ldi/dt),假如電路上未有良好的吸收回路,此電壓將會損壞可控硅器件。因此,器件也必須有足夠的反向耐壓VRRM。 
  可控硅在變流器(如電機車)中工作時,必須能夠以電源頻率重復地經受一定的過電壓而不影響其工作,所以正反向峰值電壓參數VDRM、VRRM應保證在正常使用電壓峰值的2-3倍以上,考慮到一些可能會出現的浪涌電壓因素,在選擇代用參數的時候,只能向高一檔的參數選取。 
   
  2 選擇額定工作電流參數 
   
  可控硅的額定電流是在一定條件的最大通態均勻電流IT,即在環境溫度為+40℃和規定冷卻條件,器件在阻性負載的單相工頻正弦半波,導通角不少于l70℃的電路中,當穩定的額定結溫時所答應的最大通態均勻電流。而一般變流器工作時,各臂的可控硅有不均流因素?煽毓柙诙鄶档那闆r也不可能在170℃導通角上工作,通常是少于這一角度。這樣就必須選用可控硅的額定電流稍大一些,一般應為其正常電流均勻值的1.5-2.0倍。 
   
  3 選擇門極(控制級)參數 
   
  可控硅門極施加控制信號使它由阻斷變成導通需經歷一段時間,這段時問稱開通時間tgt,它是由延遲時間td和上升時間tx組成,tr是從門極電流脈沖前沿的某一規定起(比如門極電流上升到終值的90%時起)到通態陽極電流IA達到終值的10%那瞬為止的時間隔,tr是陽極電流從l0%上升到90%所經歷的時間?梢婇_通時間tgt與可控硅門極的可觸發電壓、電流有關,與可控硅結溫,開通前陽極電壓、開通后陽極電流有關,普通可控硅的tgt10μs以下。在外電路回路電感較大時可達幾十甚至幾百μs以上(陽極電流的上升慢)。在選用可控硅時,特別是在有串并聯使用時,應盡量選擇門極觸發特征接近的可控硅用在同一設備上,特別是用在同一臂的串或并聯位置上。這樣可以進步設備運行的可靠性和使用壽命。假如觸發特性相差太大的可控硅在串聯運行時將引起正向電壓無法均勻分配,使tgt較長的可控硅管受損,并聯運行時tgt較短的可控硅管將分配更大的電流而受損,這對可控硅器件是不利的。所以同一臂上串或并聯的可控硅觸發電壓、觸發電流要盡量一致,也就是配對使用。 
  在不答應可控硅有受干擾而誤導通的設備中,如電機調速等,可選擇門極觸發電壓、電流稍大一些的管子(如可觸發電壓VGT>2V,可觸發電流IGT:>150mA)以保證不出現誤導通,在觸發脈沖功率強的電路中也可選擇觸發電壓、電流稍大一點的管。在磁選礦設備中,特別是舊的窄脈沖觸發電路中,可選擇一些VG、IG低一些的管子,如VGT<1.5V、IGT在≤100mA以下?蓽p少觸發不通而出現缺相運行。以上所述說明在某些情況下應對VGT和IGT參數進行選擇。(以上舉例對500A的可控硅參考參數) 
   
  4 選擇關斷時間(tg) 
   
  可控硅在陽極電流減少為0以后,假如馬上就加上正朝陽極電壓,即使無門極信號,它也會再次導通,假如在再次加上正朝陽極電壓之前使器件承受一定時間的反向偏置電壓,也不會誤導通,這說明可控硅關斷后需要一定的時間恢復其阻斷能力。從電流過O到器件能阻斷重加正向電壓的瞬間為止的最小時聞間隔是可控硅的關斷時間tg,由反向恢復時間t和門極恢復時間t構成,普通可控硅的tg約150-200μs,通常能滿足一般工頻下變流器的使用,但在大感性負載的情況下可作一些選擇。在中頻逆轉應用,如中頻裝置、電機車斬波器,變頻調速等情況中使用,一定要對關斷時間參數作選擇,一般快速可控硅(即kk型晶閘管)的關斷時間在10-50μs,其工作頻率可達到1K-4KHZ;中速可控硅(即KPK型晶閘管)的關斷時間在60-100μs,其工作頻率可達幾百至lKHZ,即電機車的變頻頻率。 

  

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