半导体变流技术与可控硅整流装置
scr可控硅在整流电路上的应用
scr可控硅在整流电路上的应用1.引言1.1 概述在整流电路中，可控硅是一种重要的元件。
它具有可控性强、耐压能力高、效率高等优点，因此在电力领域中得到广泛应用。
本文将介绍可控硅的基本原理及其在整流电路中的应用。
可控硅是一种单向导电元件，通过控制其门极电压或电流，可以实现对其导通或截止状态的控制。
由于其具有双向可导电性，可以将交流电信号转换为直流电信号，因此在整流电路中起着重要的作用。
在整流电路中，可控硅通常被用作整流桥电路的主要元件。
整流桥电路主要用于将交流电转换为直流电，常用于电源供给等领域。
可控硅的特性使得它能够控制电流的流动方向，并能够将交流信号转换为单向的直流信号。
可控硅在整流电路中的应用具有很大的优势。
首先，可控硅具有较高的效率和稳定性，可以实现高效的能量转换。
其次，可控硅能够进行迅速的开关控制，可靠地实现交流信号到直流信号的转换。
此外，可控硅的耐压能力较高，能够满足电力系统中的高电压需求。
总之，可控硅在整流电路中具有重要的应用价值。
本文将深入探讨可控硅的基本原理以及其在整流电路中的应用。
同时，还将展望可控硅在电力领域的未来发展，为读者对该领域有一个全面的了解。
1.2 文章结构本文主要讨论了可控硅在整流电路上的应用。
为了更好地组织文章内容，本文将按照以下结构进行论述。
首先，在引言部分，我们会对文章进行概述，介绍可控硅的基本原理和整流电路的应用背景。
并阐明文章的结构和目的，确保读者能够清晰地理解文章的主题和篇章结构。
接下来，在正文部分，我们会详细介绍可控硅的基本原理。
首先，我们将解释可控硅是一种什么样的器件，以及它的工作原理。
然后，我们将重点探讨可控硅在整流电路中的应用。
我们将介绍可控硅在单相和三相整流电路中的作用，并说明它在电力系统中的重要性。
我们还将分析可控硅在整流电路中的优势和限制，并介绍相关的电路拓扑结构和控制策略。
最后，在结论部分，我们将总结可控硅在整流电路上的应用。
我们将回顾本文的主要内容，强调可控硅的优点和局限性，并对其在电力领域的未来发展进行展望。
可控硅工作原理及参数详解
上面我们只是把 R2（与 R1）作为象征性的限流电阻，其实 R2 完全可以是负载，如电 灯泡，如下图所示：
所谓人多好办事，这个更大的基极电流 IB2 第二次被三极管 Q2 放大，此时的 IC2 就是（IB2 ×β2×β1×β2），然后又重复被两个三极管交互进行正反馈放大，周而复始。
在这个过程中，三极管 Q2 的集电极‐发射极压降越来越小，阳极电流 IAA 的电流也越来越 大，最终 Q2 饱和了（Q1 也不甘示弱，节奏妥妥地跟上），最后就成为下图所示的：
可控硅完全导通后，流过 A、K 两极的电流即为通态电流 IT（On‐State Current），实际应 用时，VAK 通常是交流电压（如 220VAC），因此常将此参数标记为通态平均电流 IT（RMS），指 可控硅元件可以连续通过的工频正弦半波电流（在一个周期内）的平均值，而此时流过 G、 K 两极的电流即为门极电流 IG（Gate Current），这个门极控制电流不应超过门极最大峰值电 流 IGM（Forward Peak Gate Voltage）
当 Q1 与 Q2 充分导通后（可控硅导通），A、K 两极之间的压降很小，其实就是 Q1 发射
结电压 + VBE2 Q2 集电极‐发射极饱和电压 VCE1，这个电压称为正向通态电压 VTM（Forward
On‐State Voltage）
可以看到，VAK 的电压值最终全部加到电阻 R2 上面，整个过程就是由电压 VGK 引发的“血 案”，原来 R2 电阻上没有任何压降，VGK 电压触发可控硅后，VAK 电压就全部加在电阻 R2 上 面了。
晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用
上海交通职业技术学院学生毕业论文毕业论文题目晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用专业港口物流设备与自动控制学号0910032姓名指导老师目录目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)1.1 课题背景及发展方向 (3)1.2 本文主要工作 (3)2 晶闸管元件 (4)2.1晶闸管元件简介 (4)2.1.1.单向晶闸管的工作原理和主要参数 (4)2.1.2 双向晶闸管的工作原理和主要参数 (7)3.晶闸管的应用 (10)3.1 单相半波可控整流电路 (11)3.1.1电阻性负载 (11)3.1.2电感性负载及续流二极管 (13)3.1.3反电动势负载 (17)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)晶闸管的基础知识和在可控整流技术方面的应用李坤清摘要：晶闸管是晶体闸流管的简称，俗称可控硅整流器（SCR ,SiliconControlled Rectifier）,简称可控硅，其规范术语是反向阻断三端晶闸管。
晶闸管是一种既具有开关作用，又具有整流作用的大功率半导体器件，应用于可控整流变频、逆变及无触点开关等多种电路。
对它只要提供一个弱点触发信号，就能控制强电输出。
所以说它是半导体器件从弱电领域进入强电领域的桥梁。
目前为止，晶闸管是电子工业中应用最广泛的半导体器件，尽管有各种不同的新型半导体材料不断出现，但半导体材料中98%仍是硅材料，硅材料仍是集成电路产业的基础，其中晶闸管具有体积小、重量轻、功率高、寿命长等优点而得到广泛应用。
晶闸管的作用主要有以下几种，1.变流整流，2.调压，3. 变频，4.开关（无触点开关）。
普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。
大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。
如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路、逆变、电机调速、电机励磁、无触点开关及自动控制等方面。
在电工技术中，常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。
这样，在U2的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。
(完整版)晶闸管可控整流技术直流电机调速系统设计
目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1。
2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1)1。
3 课题设计要求 (1)1.4 课题主要内容 (2)2 主电路设计 (3)2.1 总体设计思路 (3)2.2 系统结构框图 (3)2。
3 系统工作原理 (4)2。
4 对触发脉冲的要求 (5)3 主电路元件选择 (6)3.1 晶闸管的选型 (6)4 整流变压器额定参数计算 (7)4。
1 二次相电压U2 (7)4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (8)5 触发电路的设计 (10)6 保护电路的设计 (12)6.1 过电压的产生及过电压保护 (13)6。
2 过电流保护 (13)7 缓冲电路的设计 (14)8 总结 (17)1 绪论1.1 课题背景当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用，直流调速系统是自动控制系统的主要形式.由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统（简称KZ—D系统）和旋转变流机组及其它静止变流装置相比，不仅在经济性和可靠性上有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点,但是它承受过电压和过电流的能力较差，很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。
为了使器件能够可靠地长期运行,必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施.为此，在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护;在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护;在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护；并把快速熔断器直接与可控硅串联，对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展，该方面的用途越来越广泛.由于电力电子装置的电能变换效率高，完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%~40％，因此它是一项节能技术，整流技术就是其中很重要的一个环节.1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，采用同步信号为锯齿波的触发电路，本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
硅整流改为可控硅整流技术总结
验。
变 压 器二 次侧 漏油 严 重 ， 几乎 每 月要 停 车加 １次 变
压 器油 ， 变压器 轻 瓦斯动 作频 繁 ， 且 严重 制约 生产 的 正常进 行 。而整 流保 护系 统简 单 ， 蚀严 重 ， 锈 几乎 不 起 作用 ， 在极 大 的安全 隐 患 。 存 整流 元件 已无 生产 厂
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｓｌｃ ｎｒ ｃｉｙ ｎ ； ｉｉｏ ｏ ｔｏｌ ｄ； ｎ ｏ ａ ｉｎ ｙ ｗ ｒ ： ｉ ｏ ｅ ｔｆ ｉ ｇ ｓｌｃ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ ｅ ｉ ｎ ｖ ｔｏ
１ 前 言
山东 华 阳农 药化 工 集 团 氯碱 厂 于 １ ９ ９ ０年 １ 月 投运的 １ ． ｔａ隔膜 烧 碱 装 置 中 的 整 流 系统 主要 ５万 ／ 设备 的参 数如下 。 （） 压器。 １变 型号 Ｚ Ｚ １０ ０ ３ ； 定 容量 ６ ＨＳ 一 ０ ０ ／ ５ 额 ２６ Ｖ 一次电压 ３ ５ 王； ６． ｋ Ａ； ４ ５ Ｖ； ｚ一次 电流 １３ 二 ｋ ０｝ ０４Ａ； 次 电 压 １ ６５Ｖ； 次 电流 ２ ０ ２ ０ Ａ； 法 Ｙ／ ７ ． 二 ｘ１ ５ 接
ｓｌ ｏ ｒ ｃ ｉｙｉ ｇ ｉｉ ｎ ｅ ｔｆ ｎ ｃ
Ｚ ＨＯＵＱ ｎ— ｎ ， Ｉ ｕ— ｏ ｇ ＧＵ ｈ－ｉ ｉ— ａ ｇ Ｌ ＵＫ ｉｄ ｎ ｇ — ， ＯＳ ｉ ｅ ｊ （ｈｏ－ ｌａｉ ｌｎ ｏ ｈ ｎ ｏ ｇＨ ａ ａ ｇ ｅｔ ｉｅ Ｃ ｅ ｉａ Ｇ ｏ ｐ Ｎ ｎ ｙｎ ７ ４ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ａｋ ｌＰａ ｔ ｆ ａ ｄ ｎ ｕ ｙｎ ｓ ｃｄ ＆ ｈ ｍ ｃ ｌ ｒｕ ， ｉｇａ ｇ２ １ １， ｈｎ ） ｒ Ｓ Ｐ ｉ １
可控硅工作原理及参数详解
当 Q1 与 Q2 充分导通后（可控硅导通），A、K 两极之间的压降很小，其实就是 Q1 发射
结电压 + VBE2 Q2 集电极‐发射极饱和电压 VCE1，这个电压称为正向通态电压 VTM（Forward
On‐State Voltage）
可以看到，VAK 的电压值最终全部加到电阻 R2 上面，整个过程就是由电压 VGK 引发的“血 案”，原来 R2 电阻上没有任何压降，VGK 电压触发可控硅后，VAK 电压就全部加在电阻 R2 上 面了。
当 G、K 两极没有加正向电压时，A、K 之间相当于是断开的，灯泡不亮
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Author: Jackie Long
当 G、K 加上正向电压后，A、K 之间相当于短路，所以 VAK 电压全部加在电灯泡上使其 发光。
此时 VAK 电压全部施加到 A、K 两极之间，这个允许施加的最大电压 VAK 即断态重复峰值 电压 VDRM（Peak Repetitive Off‐State Voltage），相应的有断态重复峰值电流 IDRM（Peak Repetitive Off‐State Current）
如下图所示，电压 VGK 施加到 G、K 两极后，Q2 的发射结因正向偏置而使其导通，从而 产生了基极电流 IB2，此时 Q2 尚处于截止状态，可控硅阳极电流 IA 为 0，Q1 的基极电流 IB1 也为 0，电阻 R2 上也没有压降，因此 Q2 的集电极‐发射电压 VCE2 为 VAK，这个电压值通常远 大于 VBE2，即使是在测试数据手册中的参数时，VAK 也至少有 6V，实际应用时 VAK 会有几百 伏，因此，三极管 Q2 的发射结正偏、集电结反偏，开始处于放大状态。
整流柜详述
4) 可控硅的动态参数 所谓动态参数是指可控硅处在状态变换过程中的参数。
下面主要介绍du/dt 、di/dt、tgt 和tq这四个参数。 (a) 断态电压临界上升率du/dt
du/dt是指在额定结温和门极断路时，可控硅保持断态所 能承受的最大主电压上升率。使用时实际电压上升率必须 小于此值。 (b) 通态电流临界上升率di/dt
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
UAK
iA
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IA
0.9
iT
0
td
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tgt
ug 20us
UG
0.1
0
t
图2 门极控制开通时间tgt
t2 t3 t4 t5
0
t1
t
Δt
tq
图3 可控硅换相关断时间tq
南京南瑞集团公司 国电自动化研究院
普通可控硅的开通时间约为几至几十微妙。为了减小 开通时间和保证可控硅触发导通时刻的正确，可采用实际 触发电流比规定触发电流大3-5倍，且前沿陡峭的强触发方 式。 (d) 电路换向关断时间tq
成为图4（a）所示的三相全波全控整流电路。可控硅元件都要靠 触发换流，并且一般要求触发脉冲的宽度应大于600，但小于1200， 一般取800-1000，即所谓“宽脉冲触发”。这样才能保证整流电路刚 投入之际，例如共阴极组的某一元件被触发时，共阳极组的前一 元件的触发信号依然存在，共阴极组与共阳极组各有一元件同时 处在被触发状态，才能构成电流的通路。
IH是指可控硅导通后，由较大的通态电流降至刚能保持元 件通态所必须的最小通态电流。当电流小于IH时，可控硅 即从通态转化为关断状态。 (c) 掣住电流IL
IL是指可控硅刚从断态转入通态并移去触发信号后，能 维持通态所需的最小主电流 。掣住电流IL的数值与工作条 件有关，通常IL约为IH的2-4倍。
可控硅的工作原理(带图)
可控硅的工作原理（带图）可控硅是可控硅整流器的简称。
它是由三个PN结四层结构硅芯片和三个电极组成的半导体器件。
图3-29是它的结构、外形和图形符号可控硅的三个电极分别叫阳极（A）、阴极（K）和控制极（G）。
当器件的阳极接负电位（相对阴极而言）时，从符号图上可以看岀PN结处于反向，具有类似二极管的反向特性。
当器件的阳极上加正电位时（若控制极不接任何电压），在一定的电压范围内，器件仍处于阻抗很高的关闭状态。
但当正电压大于某个电压（称为转折电压）时，器件迅速转变到低阻通导状态。
加在可控硅阳极和阴极间的电压低于转折电压时，器件处于关闭状态。
此时如果在控制极上加有适当大小的正电压（对阴极），则可控硅可迅速被激发而变为导通状态。
可控硅一旦导通，控制极便失去其控制作用。
就是说，导通后撤去栅极电压可控硅仍导通，只有使器件中的电流减到低于某个数值或阴极与阳极之间电压减小到零或负值时，器件才可恢复到关闭状态。
图3-30是可控硅的伏安特性曲线。
图中曲线I为正向阻断特性。
无控制极信号时，可控硅正向导通电压为正向转折电压（U BO）；当有控制极信号时，正向转折电压会下降（即可以在较低正向电压下导通），转折电压随控制极电流的增大而减小。
当控制极电流大到一定程度时，就不再出现正向阻断状态了。
曲线H为导通工作特性。
可控硅导通后内阻很小，管子本身压降很低，外加电压几乎全部降在外电路负载上，并流过比较大的负载电流，特性曲线与二极管正向导通特性相似。
若阳极电压减小（或负载电阻增加），致使阳极电流小于维持电流I H时，可控硅从导通状态立即转为正向阻断状态，回到曲线I状态。
曲线山为反向阻断特性。
当器件的阳极加以反向电压时，尽管电压较高，但可控硅不会导通（只有很小的漏电流）。
只有反向电压达到击穿电压时，电流才突然增大，若不加限制器件就会烧毁。
正常工作时，外加电压要小于反向击穿电压才能保证器件安全可靠地工作。
可控硅的重要特点是：只要控制极中通以几毫安至几十毫安的电流就可以触发器件导通，器件中就可以通过较大的电流。
可控硅整流装置工作原理及保护措施论文
可控硅整流装置的工作原理及保护措施摘要：在整流装置过载或输出短路时，保护措施能起到安全保护功能，归结为限流保护和过电流保护。
这两种保护是否可靠，直接影响控硅整流装置的质量，代表着控硅整流装置的水平。
本文主要介绍了相控可控硅整流装置的控制原理，及限流、过电流保护在相控可控硅整流充电装置的应用。
关键词：可控硅整流装置开环控制闭环控制限流与过电流保护中图分类号： u264.3+71 文献标识码： a 文章编号：1 概述相控整流充电装置不论在电力系统还是在现代工业的各行各业中已得到广泛应用。
例如在电力系统中，即可作为系统控制、保护的工作电源，又可作为蓄电池的充电装置。
可控硅整流装置要安全运行，必须有可靠的保护措施。
在整流装置过载或输出短路时，保护措施能起到安全保护功能，归结为限流保护和过电流保护。
这两种保护是否可靠，直接影响控硅整流装置的质量，代表着控硅整流装置的水平。
2 可控硅整流装置的控制原理可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个pn 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。
可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。
它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。
可控硅整流就是利用可控硅整流元件把交流电变换成大小可调的直流电。
以单相全桥为例，可控硅整流装置的输出电压ud与可控硅控制角α之间的关系如下式：ud=0.9uz1cosαud：可控硅整流装置输出电压；uz1：整流变压器二次侧线电压；α：可控硅控制角由上式可以看出，可控硅整流装置的输出电压与可控硅控制角α有关。
α实际上由控制电压uy决定.即当uy增加时，α增大，则ud减小；当uy减小时，α减小，ud增大。
电力半导体技术及变流技术
电力半导体技术
第三章 晶闸管整流电路
一、整流装置的常用参数： 1、α-控制角：在一个电周期内，整流桥各可控硅在过了其自然换向点后 才承受正向电压，规定此时α=0。改变α，可以控制整流装置的输出电压。 2、Ud-输出直流电压平均值 3、U2-输入交流电压有效值 4、IT-可控硅额定通态平均电流 5、Id-整流装置额定输出电流平均值
快速熔断器简称快熔，用于短路保护。当电流超过其额定电流4倍时， 动作时间在0.1s以内(具体数据以样本手册为准)。注意：快熔额定电流指 的是电流有效值，而可控硅的参数IT是指电流平均值。两者并不一致(见 可控硅容量选择一节)。但通常取快熔额定电流=IT，此时快熔容量约为 可控硅容量的2/3。 3、过压吸收：
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电力半导体技术
第四章 双向晶闸管调压电路
三、典型调压电路 3、其它调压电路
其它调压电路还有：YN接三相调压电路、串联负载角接三相调压 电路、晶闸管角接三相调压电路等。
28
13
电力半导体技术
第二章 IGBT
四、逆变主电路
IGBT由于可关断特性，与晶闸管 比较，更加适合用于逆变电路。 以往采用晶闸管作为逆变器功率 器件时，须附加换流电路才可实 现逆变，电路较为复杂，现在变 频器已大量采用IGBT作为逆变器 功率器件。
1、IGBT导通顺序：
123234 345 456 561 612
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电力半导体技术
第一章 晶闸管
三、晶闸管触发 晶闸管的触发电流波形对晶闸管的运行特别是对其开关过渡过程有很
大的影响。理想的触发电流波形应满且如下要求。 1、触发脉冲前沿
对于大功率晶闸管，为了减少开通时间，满足电流变化率的要求，或 者在串并联电路中，为缩小开通时间的分散性，都应采用强触发脉冲。 当触发脉冲的IGT=5-6倍时，元件的开通性能有明显的改善。 2、触发脉冲宽度
电子技术应用六篇
电子技术应用六篇电子技术应用范文1（1）产生阶段二战结束后，单纯为了战斗而制造的电力电子技术开头在社会工业领域应用，首先开头使用电力电子技术的行业是晶闸管，通过该技术晶闸管行业得到了全新的进展和使用。
在此基础上可发出了可控硅整流装置，可控硅整流装置的问世，代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越。
从今，电能的变换和掌握正式步入了电力电子器件构成的变流器时代。
（2）该技术的进展从上世纪五十年开头，电力电子技术在将来的进展中渐渐突破了传统，开头注意全新的技术研发和制造，在起初阶段第一代电力电子器件晶闸管为主要代表，该时期的产品具有体积小，耗能低的优势，完全颠覆了过去传统的整流器；在电路系统中，电力电子技术渐渐开头应用，而其转变了原有的电路性能，有效的降低了能耗，提高了电源的使用效率。
随着技术的进步，其次代的新器件在七十年月末期被研发出来，该器件具有了全新的自控力量，在开启速度上也有了很大的提高。
在二十世纪九十年月，电力电子技术进入了现代化进展阶段，技术器件的体积和结构方面，其结构更加合理，体积朝着更小的方向进展。
后来，又在集成模块的基础上，把应用于掌握电力技术中的多种电力器件相组合，构成了集成电路。
功率集成电路的消失，标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。
当前世界电力电子技术的进展方向更趋于现代化，开头在保障质量和用途的前提下追求节能和环保的作用与功效。
2电力电子技术在电力系统中的应用电力系统是一个整体，在这个系统中有多个环节，每个环节都需要电力电子技术作为保障（1）在发电环节的应用发电环节随着技术的进步也渐渐提高了其工作质量，最为主要的体现就是发电机组的励磁掌握和变频调速上。
在世界各国，很多大型的发电厂机组中都使用该技术进行发电掌握和调整。
电力电子技术的进展，使电子技术取代了励磁掌握中的励磁机环节，使静止励磁实现了简洁的掌握构造和高性能低成本的运作。
（2）在输电线路中的应用输电线路也都是利用电力电子技术进行设置和安装的，最为主要的体现就是应用主要体现在柔流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器等。
过流保护在可控硅整流装置中的应用
过流保护在可控硅整流装置中的应用过流保护是一种常见的电子保护技术，用于保护电气设备或器件免受过高电流的损坏。
在可控硅整流装置中，过流保护是一项重要的应用，它能够保证该装置的安全稳定运行，并保护被供电设备或应用不受损坏。
可控硅整流装置是一种电能转换设备，可将交流电转换为直流电。
在这种装置中，使用可控硅来控制电流的流动，从而实现电压调节和调速等功能。
由于可控硅整流装置涉及高电压和高电流，其操作过程中可能会出现意外事故，例如短路、过电流等问题。
过流保护技术的应用能够有效预防这些问题的发生。
过流保护技术的原理比较简单。
当可控硅整流装置中的电流超过一定传导能力时，由于电阻变小，电流会大量流动，过度电流会通过感应器或其他电子元件通过比较电路进行检测。
此时，检测到过流保护的电路就会打开并停止电流的流动，以保护电气设备不受损坏。
要在可控硅整流器中应用过流保护技术，需要使用一些特殊的过流保护器。
这些保护器多用于各种大型电气设备中，可根据设备的电气特性进行选择。
例如，可控硅整流器中常用的过流保护器有熔断器、开关式保护器和继电器等。
熔断器是一种常见的过流保护器，工作原理是电流过载时，导电体丝将发热并熔断，结束电流流动，从而避免设备被过度电流损坏。
由于熔断器的吹断特性是非恢复性的，一旦吹断就必须更换新的熔断器，限制了其使用寿命和经济效益。
开关式保护器是另一种过流保护器，通过控制开关量器件的导通和断路来实现过流保护，可以使其操作更受控制更有弹性，但其成本与复杂度相对较高。
还有一种继电器，它是一种电磁开关，可根据控制电压大小来控制开关量的导通和断路，实现可控硅整流者过流保护功能。
除了以上的过流保护器，还有一些电子器件，如快速断路器和智能电子开关等，也可以应用到可控硅整流器的过流保护中。
这些器件通常使用在小型电气设备中，可以提供高灵敏度、高性能的过流保护功能。
总之，过流保护技术在可控硅整流器中的应用具有重要意义。
它可以保护设备和应用免受过度电流损坏，并且可以提高设备的稳定性和安全性。
现代电力电子技术发展现状综述
现代电力电子技术发展现状综述摘要：主要介绍现代电力电子技术兴起和发展过程，针对目前电力电子技术水平，介绍电力电子器件最新的发展情况，最后介绍电力电子技术未来的发展趋势及应用前景。
关键词：电力电子技术；电力电子器件；电力电子集成；电力系统0引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。
随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，新型电力电子技术已渗透到科研交通、能源、环保及军工等领域，成为提升各种大功率现代装备综合能力的关键技术，受到各国政府、研究机构、行业和企业的高度重视[1]。
毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。
1电力电子技术的发展自本世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术的舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，这标志着电力电子技术的诞生。
现代电力电子技术经历了整流器时代，逆变器时代和变频器时代。
进入21世纪，随着新的理论、新的器件、新的技术的不断涌现，特别是与微电子(计算机与信息)技术的日益融合，电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代[2]。
2电力电子技术的应用2.1一般工业领域现代工业中大量应用各种交直流电动机。
直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。
大至数千千瓦的各种轧钢机，小到几百瓦的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都已广泛采用电力电子交直流调速技术。
一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。
可控硅整流器工作原理
可控硅整流器工作原理
可控硅整流器是一种电力电子设备，主要用于将交流电转换为直流电。
它的工作原理如下：
1. 可控硅：可控硅是一种半导体元件，具有两个PN结，类似于二极管。
但是不同的是，可控硅还有一个控制端，可以通过控制端的信号来控制可控硅的导通和关断。
2. 实现整流：可控硅整流器的输入是交流电，将其通过一个变压器降压或升压到适当的电压。
然后将其输入到可控硅整流器的整流器电路中。
3. 控制可控硅导通：通过控制端的信号，可以控制可控硅的导通和关断。
当可控硅导通时，正向电流会通过可控硅，使得整流器输出直流电；当可控硅关断时，电流无法通过可控硅，整流器输出电压为零。
4. 控制导通角：通过控制端的信号，可以控制可控硅的导通角度。
导通角度是指可控硅导通的时间与每个交流周期的时间的比例。
控制导通角可以改变输出电压的大小。
5. 脉宽调制：为了实现可控硅整流器的精确控制，可以使用脉宽调制技术。
脉宽调制通过控制每个周期内可控硅的导通时间来调节输出电压的大小和波形。
总的来说，可控硅整流器通过控制可控硅的导通和关断，以及
控制导通角度和脉宽来将交流电转换为直流电。
这样可以实现对直流电的控制和调节。
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半导体变流技术与可控硅整流装置葛洲坝二江电厂龚元生一. 概述半导体变流技术是近代工业发展到半导体时代最典型的技术之一，他不仅在发电机励磁系统方面得到广泛的应用，在冶金、化工、机械制造、交通运输等各方面都得到广泛的应用。
可以说，现代生活、生产无处不存在变流技术。
半导体变流技术是现代励磁系统最基本的技术之一。
在发电机励磁系统上他不仅取代了传统的直流励磁机，而且在励磁调节方面取代了传统的磁放大器、相复励变压器和整流器，甚至在灭磁方面也部分取代了磁场断路器和灭磁电阻的作用。
现代发电机励磁系统中，从电源的变换到发电机励磁能量的提供，无处不存在变流技术的应用。
本课程主要就半导体变流技术的几种典型应用和具体电路进行分析，同时介绍能达公司生产的STR系列整流装置的基本性能和技术指标。
另外还利用一定的篇幅根据整流装置在现场的应用介绍一些装置的故障判断和处理方法。
希望通过本课程能够对本公司生产人员在变流技术方面提供一定的帮助。
二. 变流技术的种类根据变流技术的应用和具体电路，我们将变流技术分成如下几类：单相半波整流单相全波整流不可控整流单相桥式整流单相整流单相半波可控整流单相桥式半控整流可控整流单相桥式全控整流半导体变流三相零式整流不可控整流三相桥式整流三相整流三相半控桥可控整流三相全控桥上面的分类只是按照应用最多的情况进行的分类，实际应用中远较上面的要多。
比如六相整流、十二相整流等等。
由于这些电路在励磁系统中应用的较少，我们在分类时就没有将他们列入。
实际上，在早期的模拟式自动励磁调节器的电压测量回路中，为了保证测量电压的纹波系数，六相和十二相整流电路应用的还是很普遍的，只是现代微机励磁调节器采用交流电压采样方式以后，对测量电压的纹波要求相对降低了而不怎么采用了。
三. 单相整流电路 3.1单相半波整流电路单相半波整流电路接线图及波形图见图一单相半波整流是半导体变流技术中最基本的电路。
他是利用半导体二极管的单向导电性，将交流电转换为直流电最基本的方法。
由于二极管的单向导电性，变压器二次电压只有正方向电流才能够通过二极管而施加到负载上，而负方向由于二极管的阻断作用而不能施加到负载上，因此，负载上获得的平均电压仅为变压器二次电压的一半。
由于存在二极管导通压降和变压器二次绕组的压降，故电路中：245.0U U d =由于在电路的输出侧装有滤波电容器，负载上的最高电压将可以达到变压器二次电压的峰值电压，即22u u d =；同时，由于电容器的放电作用，在变压器二次电压下降时，负载上的电压并不随二次电压下降而下降，而是由电容器的放电曲线所决定。
单相半波整流电路的波形图见图一（b ）。
图中：兰色曲线为变压器二次电压，红色曲线为无滤波电容器时的整流输出电压，棕色曲线为有滤波电容器时负载上的电压。
当整流二极管换为可控硅，电路变化为可控单相整流电路时，负载上的平均整流电压由：2cos 145.0)(sin 22122αωωππα+==⎰U t td U U d 决定。
式中：U2——变压器二次绕组电压的有效值；α——移相角。
由式可以看出，当α改变时，负载上获得的平均整流电压会有不同的值。
3.2 单相全波整流单相全波整流电路接线图及波形图见图2。
在变压器副边电压的正半周，二极管D1处于正向偏置而D2处于反向偏置状态，D1在正向电压的作用下导通，D2在反向电压的作用下截止，负载上获得e21电压；在变压器副边电压的负半周，二极管D1处于反向偏置状态，而D2处于正向偏置状态，D2在正向电压的作用下导通，D1在反向电压的作用下截止，负载上获得e22电压。
负载上的电压波形如图2b中棕色曲线。
与单相半波整流电路相比，全波整流的输出要多一个波，因此，输出电压也较半波要高一倍，故： U d=0.9U2与单相半波一样，在有滤波电容器时，负载上的最高电压为变压器二次电压的峰值，使用中应当特别注意。
3.3单相桥式整流单相桥式整流是实际应用最多的单相整流电路。
电路接线见图3。
在电路中，四只整流管组成桥式整流。
在变压器二次电压的正半周，电流通过D1→Rfz→D2→W2形成通路，而在负半周，电流通过D3→Rfz→D4→W2形成通路，负载上电压波形见图3（b）棕色曲线。
与全波整流一样，桥式整流电路的平均输出电压：U d=0.9U2当有滤波电容器时，负载上的最高电压为变压器二次电压的峰值。
当整流管换为可控硅时，桥式整流可以很方便地变换为可控整流。
单相桥式可控整流电路的输出电压由：2cos 19.02α+=U U d 决定。
当可控整流桥接入感性负载时，由于电感电流不能突变，在可控硅关断期内，必须在负载两端接入续流二极管以保持电感电流的通路，以防止可控硅关断时在电感负载两端产生危险的过电压和可控硅能够换相导通。
四. 三相整流电路三相整流电路是励磁系统最基本的变流技术之一。
现代发电机自励励磁系统几乎全部采用三相整流电路来解决励磁系统的功率部分。
根据应用场合的不同，三相整流电路分为三相零式、三相半控桥、三相全控桥、多相整流等多种电路形式。
三相整流不仅输出波形的纹波小，而且输出电压等级高、电流大，特别适合于大功率整流的场合。
4.1三相零式（半波）整流三相零式整流是多相整流电路的基础电路，可以说，其他多相整流电路是三相零式整流电路的叠加，掌握这一部分是解决其他多相整流电路的基础，应当引起足够的重视。
三相零式整流电路的接线图和波形图见图4。
由图4可以看出，在ωt1~ωt2时段，u2a 为正，u2b 、u2c 均低于u2a ，D1受正向电压而导通，D2、D3元件关断；在ωt2~ωt3时段，u2b 电压上升u2a 下降，而u2c 则处于最低电压，故D2导通，D1、D3关断；在ωt2~ωt3时段，u2c 上升为最高值，其他两相电压则下降到较低的值，故此时轮换到D3导通而D1、D2关断。
负载上获得的电压如图4b 中兰线所示波形。
整流电压Ud 与变压器二次电压的关系有：U d=1.17U 2当整流元件换为可控硅时，整流电压Ud 与变压器二次电压的关系有：U d =1.17U 2cos α 负载上的电流与变压器二次绕组间电流关系有：I 2=0.59I d 负载功率与变压器容量的关系有：d dd P I U U I S 5.117.1359.03222=== 这里需要说明，当可控整流电路的负载为电感元件时，要注意在电感两端并联续流二极管，以保持电流的连续通路和可控硅的可靠换相。
上面的半波整流电路称为共阴极三相零式电路，他的输出为正电压。
在实际应用中，为了获得负电压，可以将整流元件的阳极作为公共极而输出，称为共阳极三相零式电路。
电路的分析方法与共阴极三相零式电路一样，只是要注意电压的极性应相反。
从前面的分析可知，三相零式整流只是利用了变压器二次电压的相电压，相对利用变压器二次线电压的三相全波整流来说输出电压也较低。
此种方式在冶金系统用的更多一些，而在电力系统应用较少。
共阴极电路和共阳极电路组合以后，可以形成具有正、负极性输出的整流电源，也可以提高整流输出电压。
4.2 三相桥式整流三相桥式整流是电力系统特别是发电机励磁系统应用最多的方式。
在三相桥式整流方式下，他充分利用了变压器的二次线电压，不仅提高了整流装置的输出电压水平，还大大降低了整流变压器的二次电流和损耗。
三相桥式整流的电路图和波形图见图5。
与三相零式整流电路不同的是，三相桥式整流是以线电压为基础进行分析的。
如图所示，在ωt1~ωt2区间，D1、D6承受的电压最高，电流通过a→D1→Rfz→D6→b→变压器a、b相副绕组形成闭环通路；在ωt2~ωt3区间，D1、D2承受的电压最高，电流通过a→D1→Rfz→D2→c→变压器a、c相绕组形成闭环通路，整流元件D6、D2在ωt2点换相；在ωt3点，a相电压下降而b相电压上升且高于a相电压，电流由D1换到D3，在ωt3~ωt4区段形成D3→Rfz →D2→变压器b、c相绕组的闭环通路；在ωt4点，再次由D2换流到D4，在ωt4~ωt5区段形成D3→Rfz→D4→变压器b、a相绕组的闭环通路；以下类推。
负载上的电压波形见图5b兰色曲线。
三相整流元件的导通换流顺序如下：三相桥式整流电路的整流电压与变压器二次电压的关系为：L d U U 235.1= 式中：U 2L ——整流变压器二次线电压三相桥式整流电路的整流输出电流与变压器二次绕组电流的关系为：d I I 817.02= 变压器与整流功率的关系为：d d dP I U I U S 05.1817.024.333222=⨯== 4.3 三相半控桥式整流三相半控桥式整流是在三相桥式整流电路的基础上，改变其中一组整流元件为可控硅的整流电路。
电路的工作原理与三相桥式整流电路完全一样，所不同的是使用可控硅以后，整流元件的换流不是在自然换流点，而是在触发点换流。
电路接线图及换流情况见图6。
三相半控桥式整流电路在控制角为00时的输出波形与三相半波整流时完全一致；控制角在00≤α≤600范围内，每个周波有6个波头，而在600≤α≤1800范围内，每个周期只有三个波头，且波形之间有间距；α=600时波形刚好连续。
α＜600时每个周期的六个波头中三个相互间隔的波头为可控波，三个间隔的波头为二极管整流波。
结合前面对三相整流桥的分析可以看出：1）α=00时，三相半控桥的输出和波形与三相整流桥的波形完全一致。
2）α≤600时，三相半控桥波形为六个连续波；α＞600时只有三个波且不连续，其整流电压与变压器副绕组之间的关系为：)cos 1(2232απ+=L d U U 由于三相半控桥在α为不同角度时输出波形有较大的区别，因此，整流电压与变压器二次电压不能维持一个固定的比例关系。
α=00时，35.12=ld U U ；α=900时，675.02=L d U U 。
3）通过整流元件和变压器二次绕组的电流由于α角的不同而有较大的差别，他需要按α角的区段进行分析。
⑴在00≤α≤600区段内波形连续的情况下，通过整流元件的电流为：))2cos 1(433(21αππ++=Mscr I I 因 )cos 1(23)cos 1(2232απαπ+=+==M l fz d d I R U R U I 故 )]2cos 1(433[21)cos 1(32αππαπ+++=Id Iscr ⑵在00≤α≤600区段内波形连续的情况下，通过变压器副绕组的电流：)2cos 1(433[12αππ++=MI I 将)cos 1(32απ+=M I 代入式中，得：)2cos 1(433[1)cos 1(322αππαπ+++=d I I ⑶在600≤α≤1800区段内波形不连续的情况下，通过整流元件的电流为：)42sin 2(21ααππ+-=MI Iscr 则：)42sin 2(21)cos 1(32ααππαπ+-+=d scr I I⑷在600≤α≤1800区段内波形不连续的情况下，通过变压器副绕组的电流为：)42sin 2(12ααππ+-=MI I将I M 代入式中得：)42sin 2(1)cos 1(322ααππαπ+-+=d I I4.4三相全控桥整流电路三相全控桥整流电路是发电机自并励励磁系统应用最多的电路。