电力电子器件的保护.ppt

《电力电子器件的保护.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、三、电力电子器件的保护（一）过电压的产生及过电压保护1.过电压的产生原因外因过电压:主要来自雷击和系统中的操作过程等外因(1) 操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起(2) 雷击过电压：由雷击引起（浪涌过电压）内因过电压:主要来自电力电子装置内部器件的开关过程(1) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压；(2) 关断过电压：全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。过电压的产生过电

2、压外因过电压内因过电压操作过电压雷击过电压换相过电压关断过电压换相过电压晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。关断过电压全控型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。电力电子器件换相（关断）时的尖峰过电压波形，如图所示：2.过电压的保护措施针对过电压形成的不同原因，可采用不同的抑制方法。常用在回路中接入吸收能量的元件，称为吸收回路。（1）阻容吸收（操作过电压、换相过电压、关断过电压）（2）压敏电阻

3、（吸收浪涌过电压）压敏电阻外形同瓷介电容特性曲线同正反相稳压管压敏电阻的接法：单相联接三相星形联接过电压抑制措施及配置位置F避雷器D变压器静电屏蔽层C静电感应过电压抑制电容RC1阀侧浪涌过电压抑制用RC电路RC2阀侧浪涌过电压抑制用反向阻断式RC电路RV压敏电阻过电压抑制器RC3阀器件换相过电压抑制用RC电路RC4直流侧RC抑制电路RCD阀器件关断过电压抑制用RCD电路过电压保护措施（二）过电流的产生及保护1.产生：短路、过载时会产生过电流2.保护：快速熔断器（1.57IT(AV)≥IFU≥ITM）快速熔断器保护的接法a)串于桥臂

4、中b)串于交流侧c)串于直流侧银质熔丝石英沙过电流保护过电流保护措施过电流继电器快速熔断器直流快速断路器同时采用几种过电流保护措施，提高可靠性和合理性过电流短路时的部分区段的保护整定在电子电路动作之后实现保护整定在过载时动作短路过载过电流保护措施及配置位置快熔是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施，选择快熔时考虑：电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定。电流容量因按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。快熔的I2t值应小于被保护器件的允许I2t值。保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间电流特性。保护方式短路保护需与其

5、他过电流保护措施相配合全保护只适用于小功率装置或器件使用裕度较大的场合不论过载还是短路均由快熔保护只在短路电流较大的区域内起保护作用根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的信号的性质，将电力电子器件分为电流驱动型和电压驱动型。2.3电流型自关断器件的驱动1.电流驱动型器件的驱动电路（GTO、GTR）GTO的开通控制：与普通晶闸管相似，但对脉冲前沿的幅值和陡度要求高，且一般需在整个导通期间施加正门极电流；关断：施加负门极电流，对其幅值和陡度的要求更高，关断后还应在门阴极施加约5V的负偏压以提高抗干扰能力。推荐的GTO门极电压电流波形2.GTO

6、驱动电路通常包括三部分：开通电路、关断电路和门极反偏电路典型GTO驱动电路的解释：二极管VD1和电容C1提供+5V电压VD2、VD3、C2、C3构成倍压整流电路提供+15V电压。VD4和电容C4提供-15V电压V1开通时，输出正强脉冲V2开通时输出正脉冲平顶部分V2关断而V3开通时输出负脉冲V3关断后R3和R4提供门极负偏压3.GTR驱动电路GTR的一种驱动电路贝克钳位电路(抗饱和电路)栅源间、栅射间有数千皮法（PF)的电容，为快速建立驱动电压，要求驱动电路输出电阻小；开通的驱动电压应达一定值：MOSFET10~15V，IGBT15~20V；关断时

7、施加一定幅值的负驱动电压-5~-15V）有利于减小关断时间和关断损耗；在栅极串入一只低值电阻（数十欧左右）可以减小寄生振荡，该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小。2.4电压型自关断器件的驱动电力MOSFET的一种驱动电路：电气隔离和晶体管放大电路两部分无输入信号时高速放大器A输出负电平,V3导通输出负驱动电压当有输入信号时A输出正电平，V2导通输出正驱动电压电力MOSFET的一种驱动电路IGBT的驱动对驱动电路的要求1、充分陡的脉冲上升和下降沿开通时使IGBT快速开通，减小开通损耗关断时使IGBT快速关断，缩短关断时间，减小关断损耗2、足

8、够大的驱动功率导通时，使IGBT功率输出级总处于饱和状态瞬时过载时，栅极驱动电路提供的驱动功率要足以保证IGBT不退出饱和