晶闸管变流装置共98页文档

串联谐振逆变电路 电容分压电路 移相调压
一个400Hz谐振逆变器实例
主电路 控制电路
17
6.4.1 谐振逆变器主电路 基本串联谐振逆变电路
g1
g2
i1
0
i2
0
T/2
i uC
0
g1
g2
t
t
T
t
t
谐振频率与工作频率之比为1.35左右，等效负载电阻与谐振阻抗比为 3~5时，在谐振电容C1上能得到失真系数小于5%的正弦波。
主电路设计思想（应包含的功能部分） 遥控盒/面板：电压、频率、故障指示；起停按
钮；电压调节、频率调节。 浪涌抑制电路 输入滤波电路 移相全桥电路 主变压器、反馈变压器 桥臂直通保护电路
21
6.4.2 一个400Hz谐振逆变器实例
主电路图（续）
电源开关
+
JC
41
5
控制盒
41
R97
A2
定周期过零触发
t
t
Tc1
Tc2
t
t
t
变周期过零触发 3
6.1 晶闸管交流变换器（续）
过零触发半周波控制型调功器
将交流电源每N个电压 半周定为一个调节周期 T，在该调节周期内调 节导通电压半周的个数 M来调节输出功率。
U0
U in
M N
过零触发调功器特点：负载得到的电压(电流)波形 总是完整的正弦波，避免了电流的瞬时冲击，功
6.2.2晶闸管相控交流调压调速系统
异步电动机定子供电频率不变时，其电磁转矩与输入电压有 效值的平方成正比，利用交流调压电路，可以达到调速目的。
1）零位启动保护
1）缺相保护
6.2.3绕线式异步电动机串级调速

晶闸管变流装置自动稳流与铝电解生产刘忏斌　戴起林　唐广俊　徐　煜(沈阳铝镁设计研究院　辽宁沈阳　110001)摘要:晶闸管变流装置用于铝电解生产,还不甚普遍,本文概述了造成这种局面的主要原因,并针对变流技术的进展,以及国内铝厂使用晶闸变流装置的情况,认为铝厂采用晶闸管变流装置的条件已经成熟。

文中着重分析了由于晶闸管变流装置能高精度地保持电解槽电流瞬时值的恒定,对铝电解生产带来的各种优良效果,及其能使铝电解生产指标获得大的改善,创造良好经济效益的根据,从而引出了当前铝厂应推广采用晶闸变流装置的必要性。

关键词:晶闸管变流装置　电流效率 铝电解生产需要消耗巨大的直流电能,因而需采用大功率变流装置。

从50年代到60年代末期,铝厂用变流装置大都是采用水银变流装置,其变流效率低,能耗大,汞害严重,从60年代末起,在广大变流行业同仁的共同努力下,终于淘汰了水银变流器,改为采用硅变流器。

60年代末采用硅变流器以来,先是采用硅二极管变流器,配以有载调压变压器方式,虽然 ρ^4=11006+0100620t;从回归方程可以看出:①随着温度的增加,磷生铁的电阻率也增加;②磷生铁温度对电阻率的系数随着磷生铁中P、Si的含量递减而减小。

当磷生铁中P、Si的含量分别减少了014%,013%,回归方程的温度系数减少了9619%。

说明磷生铁中Si、P的含量越高,温度对磷生铁的电阻率影响越显著。

4　结　论a.增加磷生铁中C、Si、P的含量,并且使碳当量充分接近413%,可使磷生铁的热膨胀系数大大减小。

研究结果表明,当磷生铁中C、Si、P的含量分别为316%,014%,CE为4120%,磷生铁在20℃～500℃范围内的线膨胀系数为11152×10-6/℃,对比普通灰铸铁此温度范围内的线膨胀系数减少了1114%。

b.降低磷生铁生Si、P含量,可使磷生铁的电阻率大幅度减小,600℃时,当Si、P含量分别减少013%,014%,其电阻率值减小了8517%;且在低Si、P配方中,温度对磷生铁电阻率的影响急剧减弱,计算结果表明,当磷生铁中Si、P 含量分别减小0130%,014%时,回归方程的温度系数减少了9619%。

微机控制晶闸管变流装置标准(DOC 27页)J Q/HGS保定红星高频设备有限公司企业标准Q/HGS 001/2005 微机控制晶闸管变流装置2005-8-20发布2005-8-20实施保定红星高频设备有限公司发布保定红星高频设备有限公司企业标准微机控制晶闸管变流装置前言本标准起草单位：保定红星高频设备有限公司本标准主要起草人：高钧成本标准所代替标准的历次版本发布情况：Q/HGS 002-2000Q/HGS 002-2002保定红星高频设备有限公司批准内容SDF全数字晶闸管直流调速额定输出电流（A）额定输出电压440V对全数字晶闸管直流调速装置其额定输出电压为440V；额定输出电流分70A、110A、150A、180A、270A、360A、450A、720A、八档。

示例：SDF－270/440表示：全数字晶闸管直流调速装置，其额定输出电流为270A，额定输出电压为440V。

1使用要求1.1正常使用要求1.1.1场地设备安装在室内通风良好的场地。

1.1.2温度与湿度设备周围环境温度最高不超过40℃，最低不低于-5℃（对水冷设备不低于5℃），24小时内平均温度不超过35℃；相对湿度在最高温度为40℃时不超过50％，在较低温度时允许有较高的相对湿度（例如20℃以下时为90％），但应防止温度变化而产生的凝露。

4.1.3 环境空气设备周围空气中无过量的导电尘埃和会严重破坏金属和绝缘材料性能的腐蚀性及爆炸性气体。

4.1.4海拔设备安装场地海拔高度不超过1000M。

4.1.5振动安装地基振动频率为10-150HZ时，最大振动加速度不应超过5M/S2。

4.1.6 安装倾斜度设备应垂直安装,倾斜度≦5O。

4.1.7 供电电源a）采用三相交流电源，线电压380V，频率50HZ；b）电压持续波动不超过+10％；c）频率波动不超过+2％，频率变化速度每秒不超过+1％；d）电压波形应为正弦波，谐波失真≦5％；e）三相电压相间不平衡﹤5％；即负序分量或零序分量不超过正序分量的5％。

注意替换晶闸管的引脚排列和极性， 正确连接电路，避免短路或断路。
对比替换晶闸管与原晶闸管的参数， 确保替换元件的性能不低于原元件。
替换晶闸管时需要注意的事项
确保替换晶闸管的质量可靠，选 择正规品牌和渠道购买。
在断电的情况下进行替换操作， 避免带电操作引发安全事故。
遵循安全操作规程，使用适当的 工具和防护措施，避免对人身和
CHAPTER 03
晶闸管的分类与型号
晶闸管的分类
01
02
03
04
单向晶闸管
只能在一个方向上控制电流， 常用于直流电机控制。
双向晶闸管
可以在两个方向上控制电流， 常用于交流电机控制。
可关断晶闸管
可以通过外部信号控制电流的 关断，常用于大功率电机控制
。
绝缘栅双极晶体管
具有高开关速度和低导通电阻 ，常用于高压直流输电和电机
详细描述
晶闸管在高压直流输电中作为主要的控制元件，能够实现稳 定输送和灵活控制。在灵活交流输电系统中，晶闸管用于并 联补偿和串联补偿，提高电力系统的稳定性和可靠性。
电机控制的应用
总结词
晶闸管在电机控制中主要用于交流电动 机的变频调速和直流电动机的速度控制 。
VS
详细描述
通过将晶闸管与交流电动机连接，可以实 现变频调速，从而精确控制电机的转速和 转矩。在直流电动机的控制中，晶闸管用 于整流电路，将交流电转换为直流电，为 电机提供稳定的驱动电源。
CHAPTER 02
晶闸管的工作原理
晶闸管的结构
晶闸管由四层半导体 材料构成，包括P型 和N型半导体。
晶闸管内部有两个 PN结，分别是J1和 J2。
晶闸管有三个电极， 分别是阳极、阴极和 门极。

源电压半周波为单位地传输到调功器

调功器控制方式有恒周期控制和变周期控制两种
恒周期控制：每个周期长短不变，改变触发脉冲的个数 变周期控制：每个周期内触发脉冲个数不变，改变周期
的长短
5
恒周期控制
变周期控制
电源电压过零时产生脉冲
控制信号是高电平时，脉 冲相触发相应的晶闸管
TC远大于电源周期才能得到完整的正弦波！
第6章 晶闸管变流装置
1
本章内容

晶闸管交流变换器
交流调功器 过零触发集成电路
移相控制交流调压

晶闸管相控调速系统
晶闸管相控整流直流电动机调速系统
晶闸管相控交流调压调速系统
绕线式异步电动机串级调速


交流净化型稳压电源 晶闸管谐振型逆变器
2
交流调功器
交流电力 控制电路 只改变电压,电流或 控制电路的通断,而 不改变频率的电路。 交流调压电路 相位控制 交流调功电路 通断控制
uK<0→M后移 uK>0→M前移 （M：ub4 负→正 T4截止→导通 电路发出触发脉冲的时刻）
34
晶闸管相控整流直流电动机调速系统

控制电路：触发器
脉冲形成和放大

T4+T5：脉冲形成环节 T6：脉冲放大 触发脉冲经脉冲变压器T次级输出
E
A
T4√： uC4≈0→uC3不能突变→ub5迅速 T4×： 下降至E ub5 -E→T5×→uC5迅速↑， R≈ ∴输出脉冲的时刻和宽度决定于 10 供给T5足够的基极电 当 uC5=1.4V→D 6√ T 6√→有脉冲输出 流使 T5饱和，u T4的导通时刻，并与时间常数 C5≈0→T6×→无脉 冲输出 R10C3有关 E R10、D4、T4 C3反向充电 →ub5逐渐从-E上升，当ub5>0时， T5√→T6×→输出脉冲结束

继续维持导通，直至L中磁场能量释
放完毕， VT承受反向电压而关断；
t
t
t
第二章 第 12 页
图2-2 带电感性负载的 单相半波电路及其波形
a)
u1
VT T
u VT u2
u2
b)
0
t1
ug
ωt2
c) 0
ud
+
d) 0 id
e)
0
u VT
f) 0
ωt2 ωt2
ωt2
id L
ud R
2
+
工作过程和特点： 请同学们思考： （a） L两端的电压何时变为上负 下正，如何简单判断？ （b） id能否抵达2π点？为什么？
阐明：使用万用表直流档测量Ud即为该数值；
U2为电源电压有效值〔220V）； α ＝ π时，Ud=0，可见可以通过调整α 来调整Ud。
直流输出电压有效值U
（2-2U ）2 1 2 U 2s it2 n d t U 24 1 s2 in 2
第二章 第 8 页
2.1.1 单相半波可控整流电路〔单相半波）
单相半波可控整流电路的特点：
线路简单、易调整，但输出电流脉动大，变压器二次侧电流中含直流 分量，造成变压器铁芯直流磁化； 实际上很少应用此种电路；
第二章 第 17 页
2.1.2 单相桥式全控整流电路〔单相全控桥）
简称为单相全控桥〔教材P24)
1. 电阻负载的工作情况 2. 晶闸 管 V T1 和V T 4组成一 对桥臂 ， VT2和VT3组成。在实际的电路中，一 般都采用这种标注方法，即上面为1、3 ，下面为2、4。请同学们注意。
➢
P=负载的电压有效值×负载的电流有效值

第6章 晶闸管变流装置
6.1 晶闸管交流变换器 6.2 晶闸管相控调速系统 6.3 交流净化型稳压电源
1
6.1 晶闸管交流变换器
一、交流调功器
缺点：负载电流存在频率低于基频的次谐波分量
不能平滑的调节电压，也不能用普通的电表测量
2
6.1 晶闸管交流变换器
一、交流调功器
3
6.1 晶闸管交流变换器
一、交流调功器
4
6.1 晶闸管交流变换器
一、交流调功器
5
6.1 晶闸管交流变换器
一、交流调功器
6
6.1 晶闸管交流变换器
一、交流调功器
7
6.2
晶闸管相控调速系统
一、晶闸管相控整流直流电动机调速系统
8
6.2 晶闸管相控调速系统
二、晶闸管相控交流调压调速系统 调速原理
Te U12
调节U1可调节Te，并 间接的调节了转速
13
6.3 交流净化型稳压电源
交流稳压电源
功能：电压不稳定的交流50Hz电源变为电压稳定（或可 调的）50Hz交流电。 分类： 磁放大器式稳压器 滑动式交流稳压器 分级自动改变变比的稳压电源 铁磁谐振式稳压器 感应式交流稳压器 晶闸管交流相控斩波稳压器 恒频恒压交流电源 交流净化型稳压电源
14
6.3 交流净化型稳压电源
9
6.2 晶闸管相控调速系统
二、晶闸管相控交流调压调速系统
系统构成
10
6.2 晶闸管相控调速系统
主电路工作原理分析
11
6.2 晶闸管相控调速系统
二、晶闸管相控交流调压调速系统
※ 零启动保护 ※ 缺相保护 ※ 过流保护
12Biblioteka 6.2 晶闸管相控调速系统

Title Size Nu mber Rev isio n
电力电子与 电力传动
400Hz实例Q1-Q4,L1-L2,C1-C4组成移相全桥电路
C91 Q1 R91
11 12 12 14
C93 Q3 R93
21 22 22 24
C03
CT 1 9 81 83
CT 3
L1
LC
C2
3 70
1
C1
0
C3
2
电 力 电 子 装 置 及 系 统
交流调功器概述 特点：晶闸管交流调功器采用过零触发 周波控制模式，输出断续正弦波。 优点：避免了缺角正弦波引起的干扰， 降低了开关管承受的浪涌电流，di/dt小。 缺点：存在低频次谐波分量，不能平滑 调节电压，不能用普通电压表、电流表 测量。 场合：只要求有合适的电功率传输，对 电压和电流没有严格要求。
控制电路
t
uC
C1 R
L1
i
i2
i1 i2
L2
i2
0 i 0
t
T/2
T
t
uC
E T2
D2
t
( a)
图 6.18
谐振电流波形
谐振频率与工作频率之比为1.35左右，等效负载电阻和谐振阻抗
之比为3~5时，在谐振电容C1上能得到失真系数小于5%的正弦波 在负载变化时，谐振频率会变化，正弦波的正弦度降低，如果 21:48 负载过重，谐振频率进一步降低，自然换流点后移，有可能造成桥
电力电子与 电力传动
第6章 晶闸管变流装置(传统）
6.1 晶闸管交流变换器
交流调功器基本工作原理
电 力 电 子 装 置 及 系 统
6.2晶闸管相控调速系统

调功器是应用晶闸管及其触发控制电路用于 调整负载功率的功率调整单元。
3
交流调功器
调功器利用晶闸管过零触发的周波控制实现交流 功率调节，这种装置又称为周波控制器。
优点：
输出电压是断续的正弦波，避免了相位控制下缺角正弦波引起 的干扰，使晶闸管承受的浪涌电流和di/dt大为减小.
缺点：
不能平滑地调节电压，也不能用普通的电压表、电流表来测量。 当通/断比太小时，会出现低频干扰，使照明出现人眼能觉察
算关系式为
I T(AV)
2
I T(RMS)
0.45 I T(RMS)
安全余量：1.5~2
门极触发电流
IT ( AV )
(1.5
~
2) I R 1.57
2
通常取 IGT 250 mA
9
3.分离元件组成的控制电路
零脉冲电路
• TP1的一次侧接交流电源 电压U1，二次侧输出电压 U2经整流器UR整流、稳压 管DZ1削波后，在晶体管T1 的基射极上得到与电源电压 波形同步的梯形波。
11
3.分离元件组成的控制电路
导通比电路
（2）比较环节
UK≥UC2：T4× T5× T6√ T7×→2：高 晶闸管√ UK﹤UC2：T4√ T5√ T6× T7√→2：低 晶闸管×
Ke
Ton Ton Toff
Ton TS
调节UK→调节Ke→调节
输出功率PO
13
3.分离元件组成的控制电路
导通比电路
去触发双向晶闸管 U217B
16
过零触发集成电路
U217B
TEMIC公司生产的零电压控制芯片 双列直插8脚封装 由电网电压供电 电流消耗小于0.5mA 控制电路简单 驱动脉冲电流100mA 短路电流保护

微机控制晶闸管变流装置标准本标准规定了微机控制晶闸管变流装置的基本要求、技术要求、性能要求、试验方法、检验规则、包装、运输和贮存等要求。

1 技术要求1.1 设备应具有可靠的抗干扰能力，能稳定工作在电网频率波动、电网电压波动、负载波动等各种环境条件下。

1.2 设备应具有良好的过载能力，能在短时间内承受额定电流的1.5倍电流，保证设备安全可靠运行。

1.3 设备应具有快速响应的特性，能在毫秒级的时间内完成开启和关闭动作，确保设备对电网和负载的响应速度。

1.4 设备应具有良好的稳定性和可靠性，能长时间稳定运行在各种恶劣环境条件下，减少维护和故障率。

2 性能要求2.1 输出电流波形应具有较低的谐波失真率，不大于5%，确保输出电流质量良好。

2.2 设备的功率因数应在0.95以上，能有效改善电网的功率因数，减少无功功率的损耗。

2.3 设备的效率应在95%以上，能有效利用电能资源，降低能源的浪费。

2.4 设备的控制精度应在±1%范围内，能精确调节输出电流，满足各种负载的要求。

3 试验方法3.1 设备在出厂前应进行各项性能测试，包括过载能力测试、稳定性测试、谐波失真率测试、功率因数测试等。

3.2 设备在运行后也应定期进行性能检测，确保设备的性能稳定和可靠。

4 检验规则4.1 设备应符合相关国家标准和行业标准的要求，经过国家权威部门检验合格。

4.2 设备在安装和使用过程中，应按照生产厂家提供的操作规程和维护手册进行操作和维护。

5 包装、运输和贮存5.1 设备的包装应符合出口标准要求，能有效保护设备免受损坏。

5.2 设备在运输过程中，应避免剧烈震动和挤压，确保设备的安全运抵目的地。

5.3 设备在贮存过程中，应放置在阴凉、干燥、通风的环境中，防止设备受潮或受损。

本标准自发布之日起实施。

抱歉，我无法完成这个任务，因为这需要对相关内容具有深入的专业知识。

我可以帮您总结和解释相关内容，但无法撰写完整的文档。

如果您需要进一步的帮助，请告诉我，我会尽力帮助您。

论坛大功率晶闸管变流装置的设计方法文/赵卫闫丽娜摘要：随着人们物质生活获得了极大的满足，人们对于电器的使用也就越来越频繁。

而电气使用，归根结底是对电能的一种使用。

因此，如何能够做到让电能有效的被人们进行利用，是当前最为重要的事情。

曾经的二极管就是对于电能运用的一个例子，但是随着社会的发展，曾经的方式已经不能满足人们的需求，这就需要全新的设计。

本文就是通过对大功率晶闸管变流装置的探究，来得出，如果坚强大功率晶闸管变流装置的设计，从而更好的保证人们使用电能。

关键词：晶闸管大功率电流变电装置变流装置电路设计随着科技的发展，电子器械已经成为人们生活所不能缺少的部分。

尤其是在建设之中，电能的使用会让建设的速度大大的发展。

因此如何利用电能是当前发展中最需要思考的问题。

而随着社会的不断进步，建设也呈现了高频，高功效，高功率的状态，这让曾经的一些措施显得非常不适用。

以电力方面为例，原本的二极管已经难以在当前情况下，负荷如此之大的任务。

这就造成了二极管必须更新，必须出现全新的电子元件来承担这份重担。

因此，晶闸管应运而生。

它的出现为我国电力建设和使用提供了非常大的方便。

一、晶闸管晶闸管与变流装置的配合是晶闸管在使用上的第一个项目。

随着时间的发展，证明晶闸管和变流装置的配合是相当成功的。

但是晶闸管作为一个全新的事物，它到底是什么，是需要进行具体的阐述的。

什么是晶闸管？它既叫晶闸管，也叫做可控硅。

是一项全新的硅技术，也是二极管的一个延伸发展。

简单的来讲就是一个超级功率的半导体。

它和一般的半导体，如二极管等作用完全相当。

都是一种简单的电导体。

但是晶闸管却不再简单，它不同于其他的半导体。

它是由四级来组成的一个超级半导体。

这个超级半导体的第一，第二级是正电的流通方向，它与正电相互连接。

而末尾的一级就是负电的流动方向，它与负电相互连接。

这就构成了一般的二极管的元素，正电，负电。

但是作为二极管的升级版本，晶闸管还具备了一个全新的单元，也就是二极管不具备的第三极，控制级。

微机控制晶闸管变流装置标准(DOC 27页)J Q/HGS保定红星高频设备有限公司企业标准Q/HGS 001/2005 微机控制晶闸管变流装置2005-8-20发布2005-8-20实施保定红星高频设备有限公司发布保定红星高频设备有限公司企业标准微机控制晶闸管变流装置前言本标准起草单位：保定红星高频设备有限公司本标准主要起草人：高钧成本标准所代替标准的历次版本发布情况：Q/HGS 002-2000Q/HGS 002-2002保定红星高频设备有限公司批准内容SDF全数字晶闸管直流调速额定输出电流（A）额定输出电压440V对全数字晶闸管直流调速装置其额定输出电压为440V；额定输出电流分70A、110A、150A、180A、270A、360A、450A、720A、八档。

示例：SDF－270/440表示：全数字晶闸管直流调速装置，其额定输出电流为270A，额定输出电压为440V。

1使用要求1.1正常使用要求1.1.1场地设备安装在室内通风良好的场地。

1.1.2温度与湿度设备周围环境温度最高不超过40℃，最低不低于-5℃（对水冷设备不低于5℃），24小时内平均温度不超过35℃；相对湿度在最高温度为40℃时不超过50％，在较低温度时允许有较高的相对湿度（例如20℃以下时为90％），但应防止温度变化而产生的凝露。

4.1.3 环境空气设备周围空气中无过量的导电尘埃和会严重破坏金属和绝缘材料性能的腐蚀性及爆炸性气体。

4.1.4海拔设备安装场地海拔高度不超过1000M。

4.1.5振动安装地基振动频率为10-150HZ时，最大振动加速度不应超过5M/S2。

4.1.6 安装倾斜度设备应垂直安装,倾斜度≦5O。

4.1.7 供电电源a）采用三相交流电源，线电压380V，频率50HZ；b）电压持续波动不超过+10％；c）频率波动不超过+2％，频率变化速度每秒不超过+1％；d）电压波形应为正弦波，谐波失真≦5％；e）三相电压相间不平衡﹤5％；即负序分量或零序分量不超过正序分量的5％。

当α=0，整流电压平均值最大 u2
U d0 .9 U 2co a s0 .9 U 2
O ud
t
当α=90，整流电压平均值最小 O
t
U d0.9U 2co a s0
晶闸管移相范围为90。
id iVT1,4O iVT2,3O
晶闸管承受的最大正反向电压
均为
2U
。
2
uVT1i2,4OO
O
Id
10-2
第一节 晶闸管相控整流电路的相控原理
一、电阻性负载下单相半波整流电路的相控原理
变压器B起变换电压和 电气隔离的作用。
B i2 a） ~u1 ~u2
VT
id
UT
ud R
交流输入为单相，直流输出 电压波形只在交流输入的正 半周内出现，故称为单相半 波可控整流电路。
特点： 电压与电流成正比，两者 波形相同
变压器二次测电流有效值I2与输出直流电流I有效值相等：
aa I21a (2 R U 2sit) n 2 d (t) U R 2 2 1s2 in （10.2-4）
ud Ud(id)
b） id
π
0
ωt
α
α
uVT1,4
c）
0
ωt
i2 d）
0
ωt 2-17
第二节 单相桥式相控整流电路
受反压关断，流过VT1和VT4的电 iVT1,4
流迅速转移到VT2和VT3上，此过 程称换相，亦称换流。
uVT1O,4
O
t
Id
t
t t
2-19
第二节 单相桥式相控整流电路
（二）电感性负载
u2
假 设 电 路 已 工 作 于 稳 态 ， id 的 平 均值不变。

晶闸管变流装置
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学பைடு நூலகம்有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左