电力电子器件应用指南(完美版).pdf

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1、电力电子器件应用指南一参数说明21本手册参数表中所给出的数据ITSMItdv/dtdi/dt指的是元件所能满足的最小值QrVTMVTOrT指元件可满足(不超过)的最大值2通态平均电流额定值ITAVIFAVITAVIFAV指在双面冷却条件下在规定的散热器温度时允许元件流过的最大正弦半波电流平均值ITAVIFAV对应元件额定有效值IRMS=1.57ITAV实际使用中若不能保证散热器温度低于规定值,或散热器与元件接触热阻远大于规定值则元件应降额使用3晶闸管通态电流上升率di/dt参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值其对应不重复测试值为重复值的2倍以上在使用过程中必须保证元件导通期任何时候的

2、电流上升率都不能超过其重复值4晶闸管使用频率晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度tp关断时间tq以及从关断后承受正压开始至其再次开通的时间tV决定fmax=1/tq+tp+tV根据工作频率选取元件时必须保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔tH>tq并留有一定的裕量随着工作频率的升高元件正向损耗Epf和反向恢复损耗Epr随之升高元件通态电流须降额使用二元件的选择正确地选择晶闸管整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本具有重要意义元件的选择要综合考虑其使用环境冷却方式线路型式负载性质等因素在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性由于电力电子器件的应用领域十

3、分广泛具体应用形式多种多样下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路中的选择加以说明1整流电路器件选择工频整流是晶闸管元件最常用的领域之一元件选用主要考虑其额定电压和额定电流1晶闸管器件的正反向峰值电压VDRM和VRRM应为元件实际承受最大峰值电压UM的2-3倍即VDRM/RRM=2-3UM各种整流线路对应的UM值见表12晶闸管器件的额定通态电流ITAV晶闸管的ITAV值指的是工频正弦半波平均值其对应的有效值ITRMS=1.57ITAV依照发热相等的原则按实际流经器件的电流所产生的功耗小于器件允许最大功耗的原则选取器件在简单计算中可近似按实际电流有效值≤1.57ITAV来选择为使元件在工作

4、过程中不因过热损坏流经元件的实际有效值应在乘以安全系数1.5-2后才能等于1.57ITAV假设整流电路负载平均电流为Id流经每个器件的电流有效值为KId则所选器件的额定通态电流应为ITAV=1.5-2KId/1.57=KfbIdOKfb为计算系数对于控制角=0时各种整流电路下的Kfb值见表1选择元件ITAV值还应考虑元件散热方式一般情况下风冷比水冷相同元件的额定电流值要低自然冷却情况下元件的额定电流要降为标准冷却条件下的三分之一表1整流器件的最大峰值电压UM及通态平均电流计算系数Kfb带平衡电抗单项双半整流电路单相半波单项桥式三相半波三相桥式器的双反星波型UM2U222U22U26U26U26

5、U2电阻K10.50.50.3740.3680.185fb负载O电感=00.450.450.450.3680.3680.184负载注U2为主回路变压器二次相电压有效值单项半波电感负载电路带续流二极管2中频逆变元件的选择一般400Hz以上的工作条件下应考虑使用KK器件频率在4KHz以上时可考虑使用KA器件这里主要介绍一下并联逆变电路中元件的选择见图一图一1元件正向和反向峰值电压VDRMVRRM元件正向和反向峰值电压应取其实际承受最大正反向峰值电压的1.5-2倍假设逆变器直流输入电压为Ud功率因数为cos则VDRM/RRM=1.5-2Ud/2cos2元件的额定通态电流ITAV考虑到元件在较高频率下

6、工作时其开关损耗非常显著元件的额定通态电流应按实际流过其有效值I的2-3倍来考虑即ITAV=2-3I/1.57假设逆变器直流输入电流为Id则所选器件ITAV为ITAV=2-3Id/(1.572)=(0.9-1.5)Id3关断时间tq并联逆变线路中KK元件的关断时间选择要根据触发引前时间tf和换流时间tr来决定一般取1tq=(tf-tr)(1.5~2)(当功率因数为0.8时tf约为周期的十分之一tr按元件di/dt小于或等于100A/S来确定)在频率较高时可通过减小换流时间tr并适当牺牲功率因数增加tf的方法来选择具有合适tq值的元件以上简略介绍了整流和逆变工作条件下元件的选择在许多情况下除了元

7、件的额定电压电流外还要根据具体条件选择元件的门极参数通态压降以及断态电压临界上升率dv/dt和通态电流临界上升率di/dt三元件的保护晶闸管元件的电压和电流过载能力极差尤其是耐压能力瞬时的过压就会造成元件永久性的损坏为了使元件能长期可靠地运行必须针对过压和过电流发生的原因采取保护措施1过压保护晶闸管工作过程中可能承受的过压主要有以下几种一种是由于装置拉合闸负载打火等引起的过压一种是由于元件关断时产