大功率二极管整流装置
PWM整流器分类介绍
工作原理：
• 在系统瞬时功率不变的前提下，将三相静止坐标系下 的整流桥相电压变换到两相静止坐标系下（即3/2变 换），用一个模为2Uo/3的空间电压矢量在复平面上表 示出来。 • 由于三相VSR开关是双电平控制，电压矢量只有2*2*2 = 8种，其中Uo (0 ，0，0)、U7 (1, 1,1) 为零矢量， 其余6个非零矢量对称均匀分布在复平面上。在每个开 关周期中对任何给定空间电压矢量U均可用相邻两个有 效开关矢量和零矢量来等效。 • 在一个载波周期内，开关管的导通总是以零矢量开始 并以零矢量结束。
•
因此，为了实现整流器输出直流电流的恒定和输入端 接近单位功率因数，三相电流型PWM整流器的控制实际 上是一个双环控制系统。
• 外环是直流电流控制环，其目的一般是保持 的恒定。 在直流电流环中，采样的直流电流与给定值进行比较， 产生的误差经过PI调节后，输出作为整流器的网侧电 流峰值指令， ，将 与同步信号(单位幅值正弦波) 相乘，作为网侧电流指令信号 ，由 及 组成交流 电流控制环，其目的是要求网侧电流 跟踪给定电 流 ，也即实现了网侧电流对网侧电压的相位跟踪。
3 .PWM整流器的分类
• （1）按输出滤波方式分为：电压型和电流型； 电流型PWM整流器输出端采用串联滤波电感以维持输出电 流低纹波，具有近似电流源的特性。 电流型PWM整流器又称为Buck型整流器，如图2-1所示。交 流侧由L, C组成二阶低通滤波器，以滤除交流侧电流中的 开关谐波;直流侧接大电感，使直流侧电流近似为平滑的直 流。开关器件由可控器件与二极管串联组成扩以提高器件 的反向阻断能力。与电压型PWM整流器相似，电流型PWM整 流器具有四象限运行的能力.
• 以下将详细介绍: • （１）基于虚拟磁链的电压型PWM整流器直 接功率控制：
西安中电变压整流器厂技术资料-饱和电抗器控制二极管电解整流装置安装使用说明书
出厂文件注意保存西安中电变压整流器厂技术资料饱和电抗器控制二极管电解整流装置安装使用说明书西安中电变压整流器厂2010．06ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书目录1 概述————————————————————————------31.1. 用途与特点1.2. 引用技术标准1.3. 装置型号意义1.4. 主要技术规格1.5. 使用条件2. 安装使用要求----------------------------------------------53. 系统组成原理----------------------------------------------63.1. 整流主电路工作原理3.2. 饱和电抗控制电路原理3.3. 自动调节控制系统概况3.4. 稳流系统工作原理3.5. PLC 控制系统工作原理3.6. 整流机组保护工作原理3.7. 仪表显示界面与按钮3.8. 控制电源分配3.9. 电量检测电路4. 电流控制方式---------------------------------------------214.1. 触摸屏电流给定1) 电流给定状态设置2) 本地电流自动给定3) 本地电流手动给定4) 本地有载档位升降4.2. 总控触摸屏电流给定4.3. 总控计算机电流给定5. 本控触摸屏操作-------------------------------------------241) 首页2) 管理3) 机组4) 单元5) 状态6) 显示7) 报警6. 总控触摸屏操作-------------------------------------------291) 首页2) 管理3) 操作4) 状态5) 显示6) 报警7. 上级计算机操作-------------------------------------------347.1. 说明7.2. 总控 S7300 以太网通讯变量地址表7.3. 机组 S7200 采用MODBUS 通讯变量地址表7.4. 运行数据变量地址清单7.5. 运行状态变量地址清单7.6. 参数设置变量地址清单7.7. 状态设置变量地址清单7.8. 运行操作变量地址清单7.9. 电流给定变量地址清单7.10. 机组 S7200 采用MODBUS 通讯变量地址表8. 装置调试------------------------------------------------628.1. 概述8.2. 一般检查1) 外观检查2) 绝缘检查3) 水路检查8.3. 通电检查8.4. 系统调试1) 检查2) 轻载试验3) 重载试验4) 负载试验5) 正常运行9. 维护使用-------------------------------------------------649.1. 操作程序9.2. 一般维护9.3. PLC 的维护和诊断9.4. 故障停机后的检查与处理10.包装运输-------------------------------------------------65 11.技术资料-------------------------------------------------65 12.备品备件-------------------------------------------------65 13.附录-----------------------------------------------------661. 主电路控制系统框图2. 网络控制系统框图3. 稳流控制系统框图4. 总控屏 S7300 控制框图5. 总控屏电源供给与二次电路6. 总控屏开关量输入输出7. 总控屏模拟量输入8. 总控屏端子图9. 整流 A 柜主电路图10. 整流 B 柜主电路图11. 主电路过电压保护12. 整流 A 柜水温水压检测13. 整流 B 柜水温水压检测14. 整流 A 柜母线温度检测15. 整流 B 柜母线温度检测16. 整流 A 柜元件损坏检测17. 整流 B 柜元件损坏检测18. 整流 A 柜绝缘监测19. 整流 B 柜绝缘监测20. 整流 A 柜端子图21. 整流 B 柜端子图22. 机组可编程输入输出分配图23. 内部通讯地址表24. 电源分配图25. 仪表显示与变送图26. A 柜稳流控制电路27. B 柜稳流控制电路28. A 柜电流电压检测29. B 柜电流电压检测30. 可编程硬件配置31. 可编程基本单元32. 开关量输入输出一33. 开关量输入输出二34. 模拟量输入一35. 模拟量输入二36. 输入隔离继电器一37. 输入隔离继电器二38. 输入隔离继电器三39. 输出继电器40. 直流母线逆流检测41. 直流母线整流电流检测42. 控制与稳流柜端子图一43. 控制与稳流柜端子图二44. 控制与稳流柜端子图三45. 控制与稳流柜端子图四46. 控制与稳流柜端子图五西安中电变压整流器厂ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第3/66 页1 概述1.1.用途与特点ZHS 系列全数字二极管电解整流装置适用于电化学及其它性质类似负荷作直流电源使用，是国内新一代、新结构电化学用电解整流装置。
功率二极管在电路中的用途
功率二极管在电路中的用途功率二极管（Power Diode）是一种主要用于功率电子电路中的二极管。
与普通二极管相比，功率二极管的特点是能够处理更大的电流和功率。
功率二极管的用途广泛，主要包括以下几个方面：1. 整流器：功率二极管最常见的用途之一是作为整流器。
在交流电源交流到直流电源的转换中，功率二极管常被用作整流电路中的整流二极管。
在这种应用中，功率二极管通过允许电流只在一个方向上通过，将交流信号转换为具有相同极性的直流信号。
功率二极管的高电流和低压降特性使得它非常适合作为整流二极管，可在高功率电源和工业设备中广泛应用。
2. 保护装置：功率二极管也被用作过压保护装置。
当电路中的电压超过一定范围时，功率二极管能够迅速导通，将过压电流导向地。
通过这种方式，功率二极管保护了其他电子元件免受过压的损害。
这种过压保护装置通常被安装在电路中，例如电源输入端或一些对过压很敏感的器件前。
3. 功率逆变器（Inverter）：功率逆变器是将直流电源转换为交流电源的电子器件，常用于太阳能发电系统、变频空调等领域。
在功率逆变器中，功率二极管起到了很大的作用。
逆变器把直流电输入，使用功率二极管将直流电转换为脉冲电压，并通过另外的电路将脉冲电压转换为交流电。
功率二极管的高速开关特性和可逆的电流传导特性使得它在功率逆变器中发挥着重要的作用。
4. 电流限制器：功率二极管还可用于电流限制电路。
为了保护电子电路和设备免受电流过大的损坏，通常会使用功率二极管在电路中作为电流限制器。
当电流超过预设值时，功率二极管会导通，将过大的电流引流到负载侧或地。
这种电流限制器可以防止电流大于指定值时对电路的损坏。
5. 逆变器保护：在逆变器中，功率二极管还常常被用于保护逆变器的开关管。
逆变器通常使用开关管来控制电流的流向和开关状态，但这些开关管在负载短路等异常情况下容易受到电流过大的损坏。
为了保护这些开关管，功率二极管被连接并起到保护作用。
当开关管遭受过大的电流冲击时，功率二极管会导通并利用其低压降特性吸收并分散过大的电流，从而保护开关管不受损坏。
大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响
大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响摘要：由于非线性负载以及电力电子器件的应用，大功率整流系统在实际运行中必然产生大量的谐波电流，从而给功率计量与系统效率提升带来一系列影响。
这不但对电网自身重要电气设备造成重大影响，而且给广大用户带来严重的危害，甚至已经影响到企业的正常生产和产品质量。
基于此，本文主要对大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响进行分析探讨。
关键词：大功率；整流装置；产生谐波；电力系统；影响1、前言在现代诸多工业生产工艺中，如电解金属工艺、串接石墨化工艺等，采用大功率整流装置供电已经相当普遍，即将220kV、110kV、35kV以及10kV等电压等级的高压交流电源进线，通过调压变压器-整流变压器组降压调压，再通过可控硅或二极管整流装置为生产系统输出0～1500V电压可调、电流最高可达350kA的直流电。
这样大功率的整流装置，对当地电力电网的影响是不可忽视的。
文中就大功率整流装置产生的谐波对电力系统的各种影响和危害做出定性分类，为电力系统和大功率整流装置用户进行谐波治理提供些许帮助。
2、谐波的不良影响供电系统存在高次谐波造成的影响和危害是多方面的，下面从两个方面来分别加以阐述：2.1整流装置的负荷特性及其对电力系统的影响2.1.1供电点的功率因数问题大功率整流装置的投入，若负荷内部没有充足的无功补偿容量，就会从系统吸收大量的无功功率，造成系统供电点处的功率因数下降。
2.1.2电力系统电压稳定性问题当大功率整流装置的工况处于变化较大时，如整流变压器组的调压变压器处于调压状态，整流装置的功率便会发生一定范围的波动。
尽管这个功率波动与大功率冲击性负荷相比对电力系统是一个微扰，但是如果上级电力系统存在无功功率缺陷，而整流装置调压变压器的有载分接头控制又缺乏“柔性智能”的策略，即不能在线识别系统的无功状态而单方面保持供电点处的电压水平，则势必将无功缺额转移到供电的主电压网，从而使主网电压严重下降，甚至发展成为“电压崩溃”。
大功率整流器 原理
大功率整流器原理
《大功率整流器原理》
大功率整流器是一种用于将交流电转换为直流电的装置，通常用于工业和电力系统中。
其原理主要是利用电力电子器件来完成交流电向直流电的转换，以满足大功率直流电负载的需求。
整流器通常采用半导体器件，如整流二极管和晶闸管来实现电流的单向传输。
在交流输入电压的每个正半周，整流器将电压转换为直流输出，并通过滤波电路来提供稳定的直流电压。
整流器的类型包括单相全波整流、三相半波整流和三相全波整流等。
其中，三相全波整流器最常用于大功率应用中，由于其能够提供更稳定的直流电压输出。
在大功率整流器中，还会配备功率电子器件如可控硅、IGBT和功率晶体管等，以实现对电压和电流的精确控制。
这些器件可以通过PWM技术来调整输出电压和频率，从而满足不同负载的需求。
总之，大功率整流器的原理是利用电力电子器件来将交流电转换为直流电，通过滤波和控制技术来提供稳定的直流输出。
它在工业和电力系统中扮演着重要角色，为大功率直流负载提供可靠的电源支持。
二极管整流器
vidd
1 L0s
vs
u
A
xAxBu
X
B
上式可求得解析解，也可通过MATLAB计算求解
(b)
tf
t
tb
1T 2
id
0
dvd dt
1 Cd Rload
vd
(ttf )
vd(t)vd(tf )eCdRload
vs
-vs
O
wt
3.2.2 恒流型负载下理想电路的 工作原理
• 输出电压vd和电流id
vd (t) vs
特点： vd表达式同电阻负载 ，只是id电流波形不同
vs
-vs
O
wt
• 输入电流（电源电流)is
is iidd
if vs 0 if vs 0
特点： is表达式同电阻负载， 只是电流波形不同
• 线电流有效值
Is
2 3 Id
• 基波有效值 • 谐波有效值
• 功率因数 PFP SIIss1coss10.955
Is1 0.78Id
I sh
I s1 h
h 5, 7,11,13
3.3.2 恒压型负载
• 假设id断续 • 任何时候只
有2个二极 管导通
• 等效电路如 （b）所示
A reaA A reaB
包含恒压型负载 特点：负载 中的电势影 响了二极管 的导通时刻
•二极管导通时刻
vs Ed
vdiodevs(vLEd)
• vs E d 后，
二极管仍可导通 一段时间
3.2 单相二极管桥式整流器
电路结构
内阻抗 滤 波 电 容
整流二极管技术及在各领域的应用
整流二极管技术及在各领域的应用随着我国电子信息产业的不断进步，半导体分立器的产量不断增多，从而带动了我国整流二极管市场的发展。
整流二极管技术被广泛应用于计算机及外设、网络通信、汽车电子、led显示屏、消费电子等领域，对我国经济的发展起到了深远的影响，促进了我国社会经济效益。
一、整流二极管的工作原理整流，就是将交流电变为直流电的过程。
电力网在将电力供给用户的时候，供给的都是交流电，然而有些情况下，交流电不能满足用户的需求，尤其是各行业在应用电力的时候，各种无线电装置需要用到的则是直流电，在这种情况下，就需要将交流电进行整流变为直流电来应用。
整流二极管是一种半导体器件，它能将交流电能转变为直流电能。
整流二极管一般包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。
整流二极管具有单向导电特性，即电流只能从正极流向负极，而不能从负极流向正极。
只有加在二极管两端的正向电压达到一定值时二极管才会导通，导通以后二极管两端的电位差趋近于零，相当于一根导线。
如果加在二极管两端的电压为反向电压，由于二极管内部PN结的作用，通过的反向电流将会很小，可以认为趋近于零，内部电阻趋于无穷大，可以看做是截止状态。
（如图1.）二、整流二极管的选择和运用二极管属于整流元器件，在二极管的选配上，要根据不同的整流方式和负载功率的大小来进行合理的选配。
如果二极管选配不当，极有可能损坏用电设备或整流电路。
另外，如果二极管功率选配参数不匹配，将有可能造成能耗的损失，造成浪费，从而增加不必要的成本。
在整流二极管的运用上，如果电压高或者电流较大，可以将二极管进行串联或并联来使用。
整流二极管通常能够承受较大的正向电流，内部多为平面型结构，散热性好。
因此，无论是在工业行业还是家用方面都应用广泛。
三、整流二极管技术在各个领域的应用整流二极管技术被广泛应用于各个领域当中，下面我将从以下几个方面来进行整流二极管技术的探讨。
3.1. 整流二极管技术在太阳能充电器领域的应用现阶段我国提倡绿色出行，无论是电动车，还是电动汽车，已经越来越多见。
整流器及其原理
整流器及其原理整流器(英文：rectifier)是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等。
整流器可以真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成。
相反，一套把直流电转换成交流电的装置，则称为逆变器(inverter)。
整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。
它有两个主要功能：第一，将交流电(AC)变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器;第二，给蓄电池提供充电电压。
因此，它同时又起到一个充电器的作用。
整流器汽车发电机产生的经过整流器整流过后的直流电，波形仍然具有不规则的波动，直接影响了车辆点火的准确性;输出电压无法保持相对恒定，造成每次火花塞点火的能量差别大容易使您的爱车引擎抖动，出现换档顿挫、提速缓慢无力、怠速不稳以及车用空调效率低下等情形。
从而大大降低了车载电器设备的性能和使用寿命;再加上高龄汽车的电路系统老化，电路阻l变高的影响，对您的爱车的影响也就变得日益明显。
电子整流器的作用是帮助车消除杂波干扰、稳定输出电压、提高电源系统的瞬间放电能力、增加扭力输出、加快油门反应、延长电池使用寿命、缩短汽车引擎启动时间、提高点火效率等，尤其是对小排量的车，效果比较明显。
半导体PN结在正向偏置时电流很大，反向偏置时电流很小。
整流二极管就是利用PN结的这种单向导电特性将交流电流变为直流的一种PN结二极管。
通常把电流容量在1安以下的器件称为整流二极管，1安以上的称为整流器。
常用的半导体整流器有硅整流器和硒整流器，产品规格很多，电压从几十伏到几千伏，电流从几安到几千安。
整流器广泛用于各种形式的整流电源中。
电解铝领域中大功率晶闸管整流装置的应用研究
M etallurgical smelting冶金冶炼电解铝领域中大功率晶闸管整流装置的应用研究黄 欢摘要：在电解铝领域中，应用大功率晶闸管整流装置设计整流系统，相比于应用传统二极管整流装置，可以促进节能降耗并降低经济成本，也能够增强安全性能。
本文分析了晶闸管整流装置的原理和特点，并介绍了该类装置在电解铝领域中的实际应用。
关键词：电解铝；稳流效果；整流装置1 研究背景早期的电解铝生产过程中，常使用二极管整流装置和调压式整流变压器。
这些装置没有自动化稳流的功能，只能通过手动操作进行调压和实现恒流。
虽然操作简单，但实际电解效率偏低，限制了电解铝的生产。
后来引进饱和电抗器和有载调压式变压器，但自动稳流主要依赖模拟情况，调节效果不理想。
现今国内电解铝行业开始采用晶闸管整流装置，其能够弥补以往整流装置的缺陷。
本文将介绍晶闸管整流装置的实际设计和应用。
2 晶闸管整流装置的工作原理与操作2.1 晶闸管整流装置的工作原理晶闸管整流装置基于可控硅材料，结合数字化、智能化控制电路的应用，实现交流变直流可控作用的装置。
晶闸管整流器可以为电动机磁场及电枢稳定供电，并通过调节触发延迟角均匀性来实现直流电压的调节。
根据装置的工作原理，其通常包括电枢反向接线和磁场反向接线两种方式。
电枢反向一般使用两组容量较大的晶闸管整流装置，为电动机的电枢供电；而磁场供电则利用一组容量较小的晶闸管整流装置。
磁场反向则利用一组容量较大的晶闸管整流装置对电枢实现供电，而磁场则使用两组容量较小的晶闸管整流装置通过反并联作用供电。
前一种接线方式具有动作速度快的特点，但需要运用多组整流器；后一种接线方式受到磁惯性影响而使得动作速度稍显缓慢，但可以尽量节省大容量的整流器。
晶闸管整流装置在供电拖动过程中具有动作速度快的特点，同时产生的故障较少，使得维护工作量变小。
此外，晶闸管整流装置还具有体积较小、无机械噪音、运行效率高以及重量较轻等特点。
晶闸管整流器的控制还有助于减少无功需求量，进而将危害较大的谐波消除。
整流二极管(PN结二极管)主要参数及工作原理介绍
整流二极管（PN结二极管）主要参数及工作原理介绍整流二极管是一种用于将交流电转换成直流电的半导体器件，具有明显的单向导电性，可用半导体锗或硅制成。
整流二极管一般为平面硅二极管，用于各种功率整流电路。
整流二极管一层半导体材料掺杂有P型材料，另一层掺杂有N型材料，这些P型和N型层的组合形成称为PN结，因此也被叫做PN结二极管。
整流二极管的选用原则选择整流二极管时，要考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率和反向恢复时间等参数。
串联稳压电源电路中使用的整流二极管对截止频率的反向恢复时间要求不高。
只要最大整流电流和最大反向工作电流满足电路的要求，就选用整流二极管。
例如1N系列、2CZ系列、RLR 系列等。
在开关稳压电源的整流电路和脉冲整流电路中，整流二极管应具有较高的工作频率和较短的反向恢复时间（如RU系列、EU 系列、V系列、1SR系列等）。
或者也可以选择快速恢复二极管或肖特基整流二极管。
整流二极管主要参数1、最大平均整流电流IF ：长期工作允许通过的最大正向平均电流。
电流由PN结的结面积和散热条件决定。
通过二极管的平均电流不能大于此值，应满足散热条件。
例如1N4000整流串联二极管的IF为1A。
2、最大工作反向电压VR ：施加在二极管上的最大允许反向电压。
如果超过这个值，反向电流（IR）会急剧增加，破坏二极管的单向导电性，造成反向击穿。
通常取反向击穿电压（VB）的一半作为（VR），例如下表格所示：3 、最大反向电流IR：在最高反向工作电压下允许流过二极管的反向电流。
该参数反映了二极管的单向导电性。
因此，电流值越小，二极管质量越好。
4、击穿电压VB：二极管反向伏安特性曲线锐弯点处的电压整流值。
当反向为软特性时，是指在给定反向漏电流下的电压值。
5 、最高工作频率fm：二极管在正常情况下的最高工作频率。
主要由PN结的结电容和扩散电容决定。
如果工作频率超过fm，二极管的单向导电性就不能很好的体现出来。
整流二极管的作用及其整流电路
一、半波整流电路图5-1、是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。
下面从图5-2的波形图上看着二极管是怎样整流的。
变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图5-2（a）所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π 时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π 时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图5-2（b）所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是全波整流电路，可以看作是由两个半波整流电路组合成的。
变压器次级线圈中间需要引出一个抽头，把次组线圈分成两个对称的绕组，从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2ae2aRfz与e2b 、D2、Rfz ，两个通电回路。
、D1、、e2b ，构成全波整流电路的工作原理，可用图5-4 所示的波形图说明。
★在0～π间内，e2aD1 导通，在Rfz 上得到上正下负的电压；e2b对D2为反向电压，D2 不导通（见图5-4（b）。
★在π-2π时间内，e2b 对D2为正向电压，D2导通，在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压；e2aD1为反向电压，D1 不导通（见图5-4（C）。
对Dl为正向电压，如此反复，由于两个整流元件D1、D2轮流导电，结果负载电阻Rfz 上在正、负两个半周作用期间，都有同一方向的电流通过，如图5-4（b）所示的那样，因此称为全波整流，全波整流不仅利用了正半周，而且还巧妙地利用了负半周，从而大大地提高了整流效率（Usc＝0.9e2，比半波整流时大一倍）。
大功率整流器多个支路并联的均流分析
压和电流畸变率。在大电流工业应用中，晶闸管相控整 流 器 是 最 常 用 的 技 术 。 晶 闸 管 整 流 器 效 率 较 高 ，约 为 97%［1-3］。晶闸管整流器的主要优势是高效率、高可靠性、 负载电流控制得好、成本低和技术成熟。由于电解工艺 不断进步，大规模电解槽需要的直流电流从几十千安到 几 百 千 安 不 等 ，整 流 系 统 采 用 大 功 率 多 机 组 并 联 的 方 式为电解槽提供电源，单台 6 脉波晶闸管整流柜的电流 最 高 达 到 几 十 千 安 ，二 极 管 整 流 柜 的 电 流 甚 至 更 高 。 当 整 流 柜 的 电 流 要 求 达 到 一 定 值 时 ，由 于 器 件 容 量 等 原因，需要多个整流元件并联供电才能满足要求。整流 元件并联使用过程中，每个支路的均流问题严重影响整 流器的安全运行。本文从器件、布局、脉冲触方多个影响 均流的方面进行分析，针对晶闸管整流器多支路并联均 流方式进行探讨，提高均流水平，为整流器的安全运行提 供帮助。
1 研究背景
整流系统主要由整流变压器、滤波器、整流柜等装置 组成。其中，整流变压器的损耗在整流系统部件中占有 很大一部分；整流柜中的电力电子器件是整个整流系统 的核心部件。目前，国内外大功率整流系统大多采用二 极管、晶闸管作为整流元件。半导体二极管的出现开辟 了能量变换的新方式，由其构成的整流系统具有谐波小 的优点，但二极管的开通与断开不能控制。随着晶闸管 的出现，以晶闸管为代表的整流技术具有调压范围广、精 度高、可靠、高效率以及控制灵活、操作简单的优点，并且 在 相 关 领 域 得 到 了 广 泛 应 用 和 发 展 。 近 年 来 ，GTR、 GTO、MOSFET 和 IGBT 等这些大功率可关断器件，在整流 系统中得到了应用，具有控制灵活、谐波减小等优点。但 是，目前可关断器件的价格、电路复杂、产生高次谐波、耐 压等级、容量等因素限制了晶闸管在实际工程中的广泛 应用。
整流装置安装使用说明书0HL142000
目录1概述2正常使用条件3产品型号与主要技术参数4安装使用要求5工作原理6HMI画面7检查与调试8运行与维护9运输及保存10附图1 概述1.1 用途本产品为电化学（电解）用电力半导体二极管整流装置，适用于电解铝及其它性质类似的负荷作直流电源使用。
1.2 本产品符合国家标准GB/T3859《半导体变流器》、行业标准JB/T8740《电化学用整流器》和GB10236-88《半导体电力变流器与电网互相干扰及其防护方法导则》的有关规定。
2正常使用条件4.1 环境与冷却条件1)海拔不超过1000m；2)环境温度：户内，不低于0℃，不高于+40℃。
3)环境空气要求①室内应设有把室内热空气从室内传到室外的设施，以形成大环境下空气的循环；②空气的污染程度不超过国家环境质量标准所规定的Ⅲ级，不含过量的粉尘，没有导电和导磁性尘埃，不含酸、碱、腐蚀性、爆炸性及易电离的微粒和气氛。
整流室内必须保持清洁，各处的积尘不能达到引起放电和破坏绝缘的程度。
4)空气最大相对湿度不超过85%（在20℃以下），在不同温度和湿度条件下运行时，应按GB/T3859.2-93的规定注意防止柜内结露。
5)整流器的安装场地必须有牢固的基础，通过底框与基础固定。
与整流器连接的母线应通过一段软联结相连，并另设支撑架承重，防止剧烈振动和冲击。
6)户内（指可锁闭的电气操作场所，非专业人员不得入内）使用。
7)冷却水要求①冷却整流主电路的冷却水（即热转移媒质）采用循环的去离子纯水；②加入纯水中的防冻剂不得超过25％；③进口温度不低于+5℃，不高于+35℃；④进口压力为0.12~0.20MPa；⑤流量不小于40×2m3/h（1个机组）；⑥冷却水酸碱度（PH值）为7~8；⑦电导率不大于1μS cm；⑧冷却水硬度（以碳酸钙计）不超过0.03mg/L。
4.2 电气条件1)整流装置的抗干扰等级为B级，电网的供电条件应符合GB/T3859-93和GB10236-88所规定的B级整流器所要求的正常使用电气条件。
串联型12脉波二极管整流器
摘要：串联型12脉波二极管整流器是由两个相同的6脉波二极管整流器在直流输出侧串联得到的。该类型整流器一般用作中压传动系统的变频器的前端。但一般情况下，12脉波的二极管整流器的总谐波畸变率不能满足IEEE标准。
关键词：串联型、二极管、整流器
变频调速是当今理想的调速方法之一，也是重要的节能措施。交—直—交变频方式因其优势受到越来越广泛的应用。大多数的交—直—交变流装置的前置输入部分都采用二极管整流。随着多脉波整流技术的兴起，各种大功率设备都越来越多的采用多脉波二极管整流器。
1.串联型12脉波二极管整流器
1.1整流器的结构
图1 12脉波串联型二极管整流器简化结构框图
12脉波串联型二极管整流器的典型结构简化框图如图1所示，它由两个完全相同的6脉波二极管整流器构成，移相变压器二次侧两个三相对称绕组分别给其供电。两个整流器的直流输出串联连接。为了消除网侧电流 中的低次谐波，可令变压器二次侧星形连接的绕组的线电压 与变压器一次侧绕组线电压 同相，而变压器 三角形连接的绕组的线电压 超前 一个相角，即
图2.9 =0.6pu时仿真结果
图2.10 =0.7pu时仿真结果
图2.11 =0.8pu时仿真结果
图2.12 =0.9pu时仿真结果
图2.13 =1pu时仿真结果
图2.14为网侧电流 与THD关系曲线，其中横轴为 （单位为pu），纵轴为THD（单位为%）。MATLAB中绘制曲线的程序为：
>> x=[0.1:0.1:1];
二次侧绕组线电压的有效值为
则变压器的绕组匝数比为
图1中的 表示供电电源和变压器之间总的线路电感，变压器总的漏电感可在变压器内部设置。
1.2 理论分析
假定直流滤波电容 足够大，从而可以忽略直流电源 中的纹波含量。
普通二极管（整流二极管）、TVS（瞬态抑制二极管）、Schottky（肖特基二极管）、Ze。。。
普通⼆极管（整流⼆极管）、TVS（瞬态抑制⼆极管）、Schottky（肖特基⼆极管）、Ze。
1. 简单介绍整流⼆极管（普通⼆极管）主要关⼼其正向电流、反向定额电压可以很⼤快速恢复⼆极管恢复过程特别是反向恢复时间很短TVSTVS(Transient Voltage Suppressor)⼆极管，⼜称为瞬态抑制⼆极管，是普遍使⽤的⼀种新型⾼效电路保护器件，它具有极快的响应时间（亚纳秒级）和相当⾼的浪涌吸收能⼒。
当它的两端经受瞬间的⾼能量冲击时，TVS能以极⾼的速度把两端间的阻抗值由⾼阻抗变为低阻抗，以吸收⼀个瞬间⼤电流，把它的两端电压箝制在⼀个预定的数值上，从⽽保护后⾯的电路元件不受瞬态⾼压尖峰脉冲的冲击。
Schottky肖特基⼆极管是以其发明⼈肖特基博⼠（Schottky）命名的，SBD是肖特基势垒⼆极管（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称。
SBD 不是利⽤P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，⽽是利⽤⾦属与半导体接触形成的⾦属－半导体结原理制作的。
因此，SBD也称为⾦属－半导体（接触）⼆极管或表⾯势垒⼆极管，它是⼀种热载流⼦⼆极管。
Zener稳压⼆极管，英⽂名称Zener diode，⼜叫齐纳⼆极管。
利⽤pn结反向击穿状态，其电流可在很⼤范围内变化⽽电压基本不变的现象，制成的起稳压作⽤的⼆极管。
此⼆极管是⼀种直到临界反向击穿电压前都具有很⾼电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到⼀个很⼩的数值，在这个低阻区中电流增加⽽电压则保持恒定，稳压⼆极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使⽤。
稳压⼆极管可以串联起来以便在较⾼的电压上使⽤，通过串联就可获得更⾼的稳定电压。
2.主要特点TVS在规定的反向应⽤条件下，当承受⼀个⾼能量的瞬时过压脉冲时，其⼯作阻抗能⽴即降⾄很低的导通值，允许⼤电流通过，并将电压箝制到预定⽔平，从⽽有效地保护电⼦线路中的精密元器件免受损坏。
可控硅整流对比二极管+接触器
可控硅整流对比二极管+接触器可控硅整流器和二极管整流器都是常见的电力控制装置，在工业和家庭中得到广泛应用。
两者都用于将交流电转换为直流电，但它们在工作原理、控制方法和特性上有很大的区别。
本文将对可控硅整流器和二极管整流器进行详细比较，以便更好地理解它们的差异和适用场景。
一、可控硅整流器可控硅，又称晶闸管，是一种半导体器件，具有单向导电性，并且可以通过控制电压或电流来实现开关功能。
可控硅整流器是利用可控硅的导通和截止特性来控制电流的方向和大小，从而实现将交流电转换为直流电的装置。
1.工作原理可控硅整流器包括一个可控硅器件和一个触发电路。
当触发电路对可控硅施加一定的触发脉冲时，可控硅将导通，电流从正半周的无源侧（交流输入端）流向负半周的有源侧（直流输出端），从而实现整流功能。
当触发脉冲消失时，可控硅将截止，电流也随之停止流动。
2.控制方法可控硅整流器可以通过改变触发脉冲的宽度、相位和频率来控制输出电流的大小和形状。
此外，还可以通过控制输入电压的大小和频率来实现对输出电流的精细调节。
3.特性可控硅整流器具有响应速度快、控制精度高、输出电流平稳等特点。
同时，由于可控硅是可控的，因此可以实现对输出电流的精确控制，适用于对电流严格要求的场合。
二、二极管整流器+接触器二极管整流器是利用二极管的单向导电特性来实现将交流电转换为直流电的装置。
接触器是一种电器，用于控制电路的通断，通常用于控制较大功率的电气设备。
1.工作原理二极管整流器通过二极管的导通和截止特性来实现对电流方向的控制。
当交流电输入时，二极管只允许正半周的电流通过，而负半周的电流被截断，从而实现了对交流电的半波整流。
接触器通过控制开关来控制电路的通断，从而实现对整流器的输出功率的控制。
2.控制方法二极管整流器+接触器通过控制接触器的通断来实现对输出功率的调节。
可以通过改变接触器的触点材料、触点形状和触点压力等参数来控制接触器的导通电阻，从而实现对整流器输出功率的精确调节。
Vienna整流器工作原理
Vienna整流器工作原理Vienna整流器是一种常见的电力电子装置，用于将交流电转换为直流电。
它由两个电容器、两个二极管和一个电感器组成。
其工作原理基于电容器和电感器的交替充放电过程，以及二极管的单向导电特性。
Vienna整流器的工作原理如下：1. 输入电压：Vienna整流器的输入是交流电源，通常为电网提供的交流电。
输入电压的频率和幅值根据特定的应用需求而有所不同。
2. 电容器充电：当输入电压为正半周时，D1二极管导通，D2二极管截止。
此时，C1电容器开始充电，电流通过D1二极管进入C1电容器，使其电压逐渐上升。
3. 电感器放电：当输入电压为负半周时，D1二极管截止，D2二极管导通。
此时，C1电容器的正极连接到负半周的输入电压，C2电容器的负极连接到地，电感器开始放电。
电感器中的电流通过D2二极管流入C2电容器，使其电压逐渐下降。
4. 电容器放电：当输入电压再次为正半周时，D1二极管导通，D2二极管截止。
此时，C2电容器开始放电，电流通过D1二极管进入C2电容器，使其电压逐渐下降。
5. 电感器充电：当输入电压再次为负半周时，D1二极管截止，D2二极管导通。
此时，C2电容器的正极连接到负半周的输入电压，C1电容器的负极连接到地，电感器开始充电。
电感器中的电流通过D2二极管流入C1电容器，使其电压逐渐上升。
通过不断交替的充放电过程，Vienna整流器将交流电转换为直流电。
输出的直流电电压可以通过调整电容器和电感器的数值来控制。
此外，Vienna整流器还可以通过添加滤波电路来减小输出直流电中的纹波。
总结：Vienna整流器是一种将交流电转换为直流电的电力电子装置。
它通过电容器和电感器的交替充放电过程，以及二极管的单向导电特性，实现了交流电到直流电的转换。
Vienna整流器的工作原理简单且可靠，广泛应用于各种电力电子系统中，如电源供应、电动机驱动和电力变换等领域。
整流器
桥式整流器：
桥式整流是交流电转换成直流电的第一步。 桥式整流器bridge rectifiers，也叫做整流桥堆。 桥式整流器是由于多只整流二极管作桥式连接，利用绝缘 塑料封装而成，大功率桥式整流器在绝缘层外添加金属壳 包封，增强散热。桥式整流器品种多，性能优良，整流器 效率稳定性好，最大整流电流从0.5A到50A，最高反向电 压峰值电压从50V到1000V.
整流器
整流器概述、详情参数
整流器概述：
整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流（AC）转 化为直流（DC）的装置。它的功能是将交流电（AC）变 成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器。 官方网站：
整流器概述：
在以大功率二极管或晶闸管为基础的两种基本类型的整流 器中，电网的高压交流功率通过变压器变换为直流功率。 其他类型的整流器：以丌可控二极管前 沿产品为基础的斩波器、斩波直流/直流变压器或电流源 逆变形有源整流器。显然，这种最新型的整流器在技术上 包含较多要开发的内容，但他能显示出优点，例如它以非 常小的谐波干扰和1的功率因数加 载利用二极管的单向导通性迚行整流的最常用 的电路，常用来将交流电转变为直流电。 原因：桥式整流器是对二极管半波整流器的一种改迚。 半波整流器利用二极管单向导通性，在输入为标准正弦波 的情况下，输出获得正弦波的正半部分，副半部分则损失 掉。 桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正 半部分是两只管导通，获得正的输出；输入正弦波的负半 部分时，令两只管导通，由于这两只管式反接的，所以输 出还是得到正弦波的正半部分。桥式整流器对输入正弦波 的利用效率比半波整流高一倍。
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大功率二极管整流装置
大功率二极管整流装置将高压的交流电源直接降为低压交流同时配合二极管整流装置将之变换为石墨化炉用的直流电，系统组成比较复杂，维护保养工作较多。
我厂大功率二极管整流装置主要有以下几个部分组成
变压器包括变压器本体、整流装置、油水冷却装置、控制操作台以及高压保护系统。
1、变压器本体，变压器本体主要组成部分有大油枕、小油枕、呼吸器、瓦斯继电器、压力
释放阀、油温传感器、高压套管、有载调压开关、无载调压开关、低压出线铜排、以及变压器外壳和内部的绕组、电抗器等。
变压器的接线方式等数据可以在铭牌上查到。
下图是我厂3#、4#炉变的铭牌
1、变压器本体
此特种变压器高压侧移相7.5度，低压侧为双反星型带平衡电抗器同相逆并联接线方式。
交流侧输出电压为6相交流。
移相：在绕组高压侧采用曲折绕组的方式，使电压的相位发生变化，本变压器为正移相
7.5度，多台变压器移相配合可以降低整流装置注入电网的谐波提高功率因数
双反星型带平衡电抗器接线方式可以在使用同样的元器件的情况下将电流提高一倍电压降低一倍，适用于大电流低电压的场合，比如石墨化炉。
无载分接开关可以在无电压的情况通过串入或切除绕组的方法来改变变压器的匝数比，调节电压。
有载分接开关可以在带电压、带负载的情况下调整变压器的电压，
两个调压开关的配合使用可以输出工艺要求的电压和电流，顺利完成生产任务。
高压套管主要起绝缘的作用，将35KV的高电压和变压器外壳绝缘起来。
瓦斯继电器通过变压器油的气化来推动输出报警和故障信号，使变压器安全可靠运行。
当变压器油热胀冷缩时油枕内的空气通过呼吸器进出，既保证了变压器内部的压力平衡，又隔绝了外部可能窜入的水分对变压器绝缘的破坏。
压力释放阀在变压器内部严重故障时可以打开快速释放出高压的油和气，降低变压器内部的压力，保护变压器外壳和密封性能不受破坏
大小油枕利用同一个枕体内部隔开，大油枕连接变压器本体，小油枕连接调压开关。
两侧各有个油位计可以实时显示大小油枕的油位。
油温传感器可以显示实时的油温，并远传至操作台供油温控制器显示并判断故障。
2、整流装置
分左整流、右整流以软铜排和变压器二次出线相连。
内部主要有12个整流桥，其中6组共阳极6组共阴极，分别汇接在直流母排的负极和正极上。
每个二极管前都串联了一个快速熔断器，器件过流时快熔动作，输出报警同时切断电路保护整流器件不受损坏。
整流器上面也有一套保护装置
瓦斯继电器在整流内部故障时输出报警和故障信号
压力释放阀保护整流器外壳和密封性能。
热电阻温度计检测整流器温度
母线热电偶检测正负母线的温度，上传至控制器作为保护和故障判断的依据
整流器的保护方式还有阻容的过电压抑制回路，和二极管的均流检测回路。
有兴趣的可以深入研究。
3、油水冷却器
主要由油泵、油泵控制箱、油流继电器、油压检测、螺旋板换热器和晾水塔构成
油泵为变压器和整流装置油循环提供动力提高散热效果，即强迫油循环方式。
油泵控制箱控制两台油泵的启动同时中继油流信号和油压信号。
螺旋板换热器交换高温的变压器油和晾水塔来的冷水之间的热量
晾水塔将和变压器油换热回来的热水通过自然蒸发降低其温度，然后循环回换热器
4、操作台
操作台是对整流装置操作，以及保护的低压设施。
主要有各种变压器和整流器的远方操作按钮、各种控制器以及信号显示和报警等构成。
主要包含大量的继电器控制回路、显示仪表、控制仪表等。
操作台是整个整流装置的灵魂，各种显示数据必须准确、报警和保护的动作必须准确。
必须严格按照操作规程操作，避免误操作引起的停车事故。
5、高压保护
整流装置投资巨大，若有严重故障很难维修，而且会严重影响正常生产。
所以对变压器
的保护极其重要，对于我厂的生产工艺而言，短时的失电不会对生产造成严重影响，所以对变压器保护的要求采取宁可误动作，不能故障时不动作的原则。
变压器高压保护主要由过流保护、过电压保护、差动保护、油温、各种重瓦斯、以及整流器输出的各种高压跳闸信号。