晶闸管的驱动与保护研究

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1、晶闸管的驱动与保护研究高压串联晶闸管的驱动与保护研究陈安新(长沙奥托自动化技术有限公司)摘要：晶闸管因受其自身工艺条件的限制，晶闸管的耐压不町能无限制地提高，但晶闸管的应用环境所要求的耐压却越來越高。为了满足高耐压就不得不采用晶闸管串联技术，为保证高压串联晶闸管安全可靠地运行，高压串联品闸管的驱动与保护必将成为所有品闸管应用厂家必须研究开发的重点课题。笔者根据晶闸管H少的性能特点，设计了一种完善的高压晶闸管的驱动与保护电路，对靠地避免了晶闸管在应用的过程中因触发不对靠及电网谐波而损坏。关键词：晶闸管、驱动、保护、串联技术Theresearchonthehigh-voltagese

2、riesthyristor'sdriveandprotectionCHENAnxin(CHANGSHAATAAUTOMATIONCO.,LTD)Absttract:Asthethyristor'sprocessconditionofitsownislimited,thevoltagecan'tbeincreasedindefintely.Ilowerver,thethyristor'svoltagerequiedbytheapplicationenviromentisgettinghigherandhigher.Inodertomeetthehigh-voltage,thethy

3、ristorseriestechnologyhavetobeadopted.Forthesafetyandreliabilityofthehigh-voltageseriesthyristor'srunning,allthethyristormanufacturershavetodoresearchonthedriveandprotectionofthehigh-voltageseriesthyristor.Basedonthethyristor'sownperformanee,theauthordesignedacompletecircuitofthehigh-voltaget

4、hyristor'sdriveandprotection.Anditsafelyavoidthedamagecausedbytheinsecuretriggerorthepowersystemharmonic.Keywords:thyristor,drive,protection,theseriestechnology0引言我们国内在高压串联晶闸管的应用方而起步较晚，晶闸管的小联技术在我们国家最早是少量应川到大型整流设备中的。到上世纪九十年代屮期才开始应川到中高压固态软起动装置高低压动态功率补偿装置中，真正在电力电子行业广泛应用是2000年以后才大批量应用于大型整流设备、低、中、

5、高压软起动器、高低压动态功率补偿、绕线电机调速控制器、风力发电设备等产品中。晶闸管得到了广泛的应用与快速发展。国内晶闸管的应用技术也从消化吸收走向自我开发并达到国际先进水平。在高压串联晶闸管的应用过程中晶闸管故障几乎占据了电力电子设备故障率的90%以上，这一直困扰各人晶闸管应用厂家，成为一个行业难题。笔考结合多年的晶闸管应用经验，分析了晶闸管产生故障的原因，初步探索了可靠驱动及保第1页共6页护晶闸管的解决办法。1晶闸管产生故障的原因L!前因受其技术及工艺条件的限制，晶闸管的耐圧水平最高仅到肓流8500V,而真正已成熟并投入使用的晶闸管的耐压仅冇直流6500V（dv/dt最大也就2

6、000V/us）o而廿前工业电网电压大多为三相交流6kV、10kV、35kV,单-只直流6500V的晶闸管是无法应用于三相交流6kV、10kV、35kV电网系统中的，要应用就必须采川高压晶闸管串联技术，即将多只晶闸管串联起來。而高压晶闸管串联的应川就带來了一系列的问题，具体如下：（1）、加在串联的每只晶闸管上的电压不均匀就很容易引起晶闸管因过压而损坏；（2）、电网存在电压谐波也很容易引起晶闸管因dv/dt瞬时过压而损坏；（3）、串联的多只品闸管因开通与关断不同步同样会引起晶闸管因过压而损坏。从冃前高压串联晶闸管的故障來看，几乎所有品闸管的损坏均由上述3种情况所引起的，行业内统称为

7、过压损坏。综合以上的分析可知，晶闸管的损坏主耍与电压有关，冇必要从电压着手进行研究，针对性的对晶闸管进行相应驱动与保护牯施，以防止晶闸管因过压而损坏。2高压串联晶闸管的驱动与保护研究2.1高压串联晶闸管的驱动2.1.1晶闸管的触发电路（如下图1-1）图1_1触发系统图晶闸管触发电路的作用是将控制信号Uk转变成延迟角a（或B）信号，通过触发电路向晶闸管提供门极电流，决定各个晶闸管的导通时刻。因此，触发电路与主回路一样是晶闸管装置屮的重要部分。两者Z间即相对独立，相互依存。正确设计的