可控硅的保护

中频电源的过电流和过电压的保护

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中频电源装置的主电路采用晶闸管半导体器件，这类器件承受过电压，过电流的能力很差，而中频电源的运行情况比较复杂，负载变化剧烈，出现短路，开路，过电压，过电流的几率较高，必须采取妥善保护措施，以确保装置安全运行。晶闸管中频电源的过流过压保护，一种是在适当的地方安装保护器件如在工频电源进线侧安装RC吸收电路，用以抑制由外电路涌入中频电源的雷击过电压和操作过电压，在晶闸管上串接快速熔短器用以保护过电流对晶闸管的损坏，另一种是检测中频电源的输出电压和输入电流，当电压或电流超过允许值时借助整流触发控制系统使整流桥工作于有源逆变状态，或封锁整流输出脉冲使整流桥输出电压为零。

整流晶闸管阻容吸收元件的选择

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电容的选择:

C=(2.5-5)×10的负8次方×If

If=0.367Id

Id-直流电流值

如果整流侧采用500A的晶闸管

可以计算C=(2.5-5)×10的负8次方×500=1.25-2.5μF

选用2.5μF，1kv 的电容器

电阻的选择：

R=((2-4) ×535)/If=2.14-8.56

选择10欧

PR=(1.5×(pfv×2πfc)的平方×10的负12次方×R)/2

Pfv=2u(1.5-2.0)

u-三相电压的有效值

晶闸管的保护措施

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晶闸管元件的主要弱点是承受过电流和国电压的能力很差，即使短时间的过流和过电压，也可能导致晶闸管的损坏，所以必须对它采用适当的保护措施。

1. 过电流保护

晶闸管出现过电流的主要原因是过载、短路和误触发。过电流保护有以下几种：快速容断器快速容断器中的溶丝是银质的，只要选用适当，在同样的过电流倍数下，它可以在晶闸管损坏前先溶断，从而保护了晶闸管。

过电流继电器当电流超过过电流继电器的整定值时，过电流继电器就会动作，切断保护电路。但由于继电器动作到切断电路需要一定时间，所以只能用作晶闸管的过载保护。

过载截止保护利用过电流的信号将晶闸管的触发信号后移，或使晶闸管得导通角减小，或干脆停止触发保护晶闸管。

2. 过电压保护

过电压可能导致晶闸管的击穿，其主要原因是由于电路中电感元件的通断、熔断器熔断或晶闸管在导通与截止间的转换。对过压保护可采用两种措施

阻容保护阻容保护是电阻和电容串联后，接在晶闸管电路中的一种过电压保护方式，其实质是利用电容器两端电压不能突变和电容器的电场储能以及电阻使耗能元件的特性，把过电压的能量变成电场能量储存在电场中，并利用电阻把这部分能量消耗掉。

第二种是硒堆保护。

过流保护在可控硅整流装置中的应用

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前言

可控硅整流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。如冶金行业中，应用于金属冶炼；化工行业中，应用于电解、电镀；在电力系统中，既可作为系统控制、保护的工作电源，同是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。在整流装置过载或者输出短路时，保护措施能起到安全保护作用，使装置不受损坏。我们把这种保护功能，归结为限流保护和过流保护。这两种保护是否可靠，直接影响产品的质量，代表着产品的水平。

1 可控硅整流装置的控制原理

1.1可控硅整流装置的开环控制

以三相全控桥为例，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：

Ud=1.35Uzlcosα

式中：Ud—可控硅整流装置输出电压；Uzl—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有关系。在如图1中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，则Ud增大。所以调节Uy的大小，可以控制整流装置的输出电压值。这便构成了整流装置的开环控制。

1.2可控硅整流装置的闭环控制

整流装置的输出通过调节单元，来控制Ud这一过程便构成了可控硅整流装置的闭环控制。如图2所示。图中的调节单元为整个控制系统的核心，这个调节单元设计的如何，决定着整流装置能否正常工作。

1.3调节单元

调节单元的构成及原理如图3所示。图中Uvf为装置Uif为装置输出电压或电流反馈信号。当只有电压反馈Uvf时，整流装置工作在恒压状态下；当只有电流反馈UIf时，装置工作在恒流状态下。R1、R3、R5、C、N构成了PI调节器。PI 调节器输出Uy与电压反馈Uvf之间的关系为：

由式中可以看出，Uvf决定Uy，从而决定整流装置的输出电压Ud，这样就构成了一个自动调节系统。这一调节单元的加入，使整流装置自动工作在恒压或恒流状态。

当电网波动或整流装置负载变化而引起整流装置输出电压高于输出整定值时，电压反馈Uvf升高，Uy也升高，则控制角α增大。由整流装置输出电压公式可以看出，Ud相应减小，控制角α减小，使Ud增大，以达到整定值。通过这种自动调节，使整流装置达到稳定电压的目的。整流装置处于恒流工作状态时，其调节过程与恒压状态的调节过程原理相同，这里不再赘述。

RP1为整流装置输出电压或电流值的设置电位器，通过RP1的调整，使装置输出一定的电压或电流值。

2 限流保护

限流保护是在整流装置工作在恒压状态下所加入的一种保护措施。当整流装置输出电流超过额定值时，这种保护能使整流装置的输出电压降低，并使装置继续运行，如图4所示。