『壹』 可控硅的工作原理和主要作用
一、可控硅的工作原理:
1、雙向可控硅:雙向可控硅是一種硅可控整流器件,也稱作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠實現交流電的無觸點控制,以小電流控制大電流,具有無火花、動作快、壽命長、可靠性高以及簡化電路結構等優點。
(1)可控硅全波整流電路擴展閱讀:
1、可控硅從外形上分主要有螺旋式、平板式和平底式三種,螺旋式的應用較多。可控硅有三個電極---陽極(A)陰極(C)和控制極(G)。它有管芯是P型導體和N型導體交迭組成的四層結構,共有三個PN結。
2、可控硅和只有一個PN結的硅整流二極度管在結構上迥然不同。可控硅的四層結構和控制極的引用,為其發揮「以小控大」的優異控制特性奠定了基礎。
3、在應用可控硅時,只要在控制極加上很小的電流或電壓,就能控制很大的陽極電流或電壓。電流容量達幾百安培以至上千安培的可控硅元件。
4、一般把5安培以下的可控硅叫小功率可控硅,50安培以上的可控硅叫大功率可控硅。
『貳』 可控硅整流電路的原理
其原理根據負載RL上有電壓UL輸出。Ug到來得早,可控硅導通的時間就早;Ug到來得晚,可控硅導通的時間就晚。通過改變控制極上觸發脈沖Ug到來的時間,就可以調節負載上輸出電壓的平均值UL(陰影部分的面積大小)。在電工技術中,常把交流電的半個周期定為180°,稱為電角度。
這樣,在U2的每個正半周,從零值開始到觸發脈沖到來瞬間所經歷的電角度稱為控制角α;在每個正半周內可控硅導通的電角度叫導通角θ。很明顯,α和θ都是用來表示可控硅在承受正向電壓的半個周期的導通或阻斷范圍的。通過改變控制角α或導通角θ,改變負載上脈沖直流電壓的平均值UL,實現了可控整流。
可控硅:可控硅又叫晶閘管,是晶體閘流管(Thyristor)的簡稱,俗稱可控硅,指的是具有四層交錯P、N層的半導體裝置。最早出現的一種是硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier,SCR),中國大陸通常簡稱可控硅,又稱半導體控制整流器,是一種具有三個PN結的功率型半導體器件,為第一代半導體電力電子器件的代表。
晶閘管的特點是具有可控的單向導電,即與一般的二極體相比,可以對導通電流進行控制。晶閘管具有以小電流(電壓)控制大電流(電壓)作用,並體積小、輕、功耗低、效率高、開關迅速等優點,廣泛用於無觸點開關、可控整流、逆變、調光、調壓、調速等方面。
『叄』 單相半波(全波)可控(不可控)整流電路怎麼區分
單個二極體整流是半波
四個二極體或用四腳的整流橋的是全波
一個三個腳的是半波可控整流
兩個三個腳的加兩個二極體是全波可控整流
三腳元件一般是可控硅
也有可能是三極體或場效應管
『肆』 求教可控硅和IGBT整流的原理和電路實現方法
一種大容量IGBT整流器控制技術1引言隨著現代微電子、功率元件、計算機的發展,整流器結構及其控制技術也得到了迅猛的進步。從二極體整流、可控硅整流,再到大容量igbt整流器,各種整流器都得到實際的應用。針對不同的技術需求,選擇不同的整流結構,同時採納了各種先進的控制技術。因此基於功率元件的通流能力和耐壓水平,選擇某種結構的整流器在傳動系統中至關重要;而其軟體控制技術也保障了傳動設備在現場安全運行。2大容量igbt整流器在大型冷軋廠的應用某冷軋廠主軋機五機架,主馬達功率最大為5750kw。包括捲曲機在內,總共採用了6套大容量傳動系統。在大容量傳動系統中,採用日立矢量變頻調速控制系統,其中整流器和逆變器功率元件均採用三菱3.3kv/1.2ka規格的igbt。每台整流器採用獨立直流母線給逆變器供電,而中容量和小容量傳動系統則採用公共直流母線。在整流器中採用pwm控制方式以及igbt功率元件,一方面其高功率因數節省電能的同時,另一方面能夠減少諧波,因此省去部分svc裝置。這套變頻裝置具有輸出電壓諧波小,功率因數高,調速精度高,系統動態特性好等諸多優點。同時由於全數字控制方式,整套系統在工藝調整、日常維護等方面簡潔方便並能准確查找故障。3igbt整流器控制原理igbt整流器一方面用來將電網電壓整流成直流電壓送往逆變器;同時也可以將反向制動產生的能量通過igbt逆變成網側頻率電壓送往電網。在igbt模塊中,與igbt元件還並聯一個二極體。此二極體在逆變器中常作續流二極體,將馬達反向制動過程的機械能量反饋回逆變輸入側。而在igbt整流器中,整流過程主要是依靠二極體進行全波整流,並不是依靠igbt進行整流,也不進行調壓,調頻調壓主要由逆變器實現;igbt元件的功能主要體現在提高功率因數為1,同時將系統回饋能量逆變成工頻電壓反饋回電網,如圖1所示。圖1大容量igbt整流器主迴路3.1日立變頻器三電平pwm控制技術整流器採用三電平系統整流電路,它將輸出直流電壓為edc通過鉗位二極體分為+edc/2、0和-edc/2三電平。採用三電平系統,可以有效的降低每個igbt承受的壓降,從而提高整流器容量。在三電平控制系統中,門極指令邏輯見表1。圖2為整流器的控制信號和波形示意圖。通過雙極性載波信號與一同步交流電壓比較,輸出門極控制脈寬調制信號,按照表1的指令邏輯,來控制igbt的導通[1]。表1igbt控制指令邏輯圖2igbt控制指令及波形五機架中大馬達額定電壓達1750v,額定電流可達1553a。這么高的電壓和大電流,如果採用高頻載波頻率,igbt發熱量也較高,對igbt裝置的損傷就較大。為了減少igbt的發熱量以延長使用壽命,為此載波頻率採用相對較低至600hz。但是這種控制方式帶來的結果可能會使輸出的電壓波形失真較高,影響控制精度等問題。為解決這個問題,採用預見性pwm控制技術,即先預測採用600hz頻率的載波頻率會給輸出pwm波帶來多少誤差,然後通過控制迴路輸出的pwm波形對其進行補償,使輸出的電壓波形更接近正弦波[1]。3.2輸出電壓控制結構[1]圖3整流器數字控制系統框架圖圖3為整流器數字控制系統框架圖,其所含基本結構如下:(1)自動電壓調節器(avr)avr控制可以在負載或電網波動時,通過反饋電壓和和指令電壓進行比較控制,保證輸出直流電壓與指令一致。avr採用比例積分pi環節,avr的輸出作為整流器矢量控制中有功電流的給定。(2)負荷補償整流裝置採用負荷補償環節,當負荷變化引起直流電壓波動時,該環節通過反饋到輸入環節可以減小該波動。負荷補償計算逆變器側功率的消耗變換,將功率波動計算結果作為整流器控制輸入的一部分,改變有功電流的給定,減少直流電壓的變化。(3)同步電源與pwm同步電源通過將網側電源變壓後得到;同步電源與高頻載波信號通過比較結構產生pwm。由於該系統為數字系統,在pwm的產生過程中,考慮到高功率因數的控制,採用了矢量控制技術,將網側無功控制為0。3.3諧波控制技術pwm變頻器輸出波形以接近正弦為目的,但是其輸出電壓中不可避免存在著諧波。對於制動能量反饋回電網的波形中也一樣存在。產生諧波的主要原因是:(1)在工程應用中,對pwm波形的生成往往採用規則采樣法或者專用集成電路器件,並不能保證脈寬調制序列波的波形面積與各段正弦波面積相等;(2)在實現控制時,為了防止逆變器同一橋臂上、下兩器件的同時導通而導致直流側短路,設置了一個導通時滯環節,這些因素不可避免的造成輸出波形有所失真[2][3]。對pwm波形作傅氏級數分析,可求得其k次諧波相電壓幅值的表達式為:其中:us—變頻器直流電壓;αi—以相位角表示的第i個脈沖起始/終了時刻;m—同步電壓半個周期內pwm脈沖波的個數。從上述公式可以看出,pwm整流器所帶來高次諧波的數量與載波的相位有很大關系。對於同一電網下多組大容量整流器運行,採用控制每組間載波相位差相配合,可以很好的消除一些諧波。假設兩組整流器運行在同一電網下,圖4為載波相位關系。圖(a)中兩個整流器單元載波相位相同,所以兩整流器產生的諧波也同相,因此體現在該系統電網上的諧波為它們之和;圖(b)中兩整流器載波相位相差180o(假設一個載波周期對應360o),那麼兩個整流器系統產生的某次諧波相位也將相差180o,幅值相反,則產生在電網上的合成諧波幅值則接近0。因此,對於n次諧波來說,可以通過設置同一電網下不同整流器載波相位差δφ並配合,來減少系統所產生的諧波[1]。,其中m為整流器單元個數。圖4載波相位與諧波的關系原理圖圖5現場調整載波相位前後電壓波形圖圖5中所示的兩個現場測試波形圖,圖a為整流器控制中未調整載波相位配合時諧波對網側的影響;圖b為將酸軋、連退和鍍鋅三條機組的整流器的pwm載波相位調整配合後網側輸入點電壓波形。因為現場整流器數量較多且復雜,每個整流器組具體調整的相位差由日方進行模擬得出。可以看出,調整載波相位配合後,諧波對網側電壓的影響明顯減小。3.4高功率因數控制技術功率因數控制在變頻器控制中是一個重要課題,對於電機節能有重要意義。但是變頻器功率元件和控制方式的不同,其整流電路的功率因數也不盡相同。見表2。表2不同整流器的功率因數及特點[2][3]③功率可以雙向傳遞,具有再生能力對於功率因數高的要求,便選擇pwm了整流電路,其中功率元件採用了igbt功率元件。通過基於igbt的控制系統可以很好的將功率因數控制為1,將能量從網側幾乎全部傳遞到馬達,同時將在反向制動時將能量反饋回電網。在這個功率因數控制中,採用矢量控制技術。其中電流調節器檢出電源側電流,通過(u,v,w)到(dfb,qfb)變換,將它分解為與電源電壓同相的有功分量iqf和與電源電壓正交的無功分量idfb。而將給定id*設定為0,並控制參數使兩個反饋值與給定值iq*和id*一致。由此,可以使輸入電壓與電流同相,也就是功率因數為1。另外,將自動電壓調節器和負荷補償環節的輸出作為有功電流給定來控制整流器輸出。圖6為功率因數控制過程中整流器矢量圖,圖a為非高功率因數參數矢量圖,可見vs和is相位不一致,所以輸入功率因數小於1;圖b為對整流器矢量控制後的矢量圖,vs和is被控制到同一相位,使輸入功率因數為1。圖6整流器向量圖4結束語這套大容量高功率因數整流器在冷軋廠的成功應用,保證了生產的穩定運行。在試運行階段,系統運行穩定,操作維護方便簡潔。在其控制系統中,運用了大量的新技術,低載波頻率和載波相位配合等技術的應用有效降低了諧波對電網的影響;同時,矢量控制高功率因數技術,保證了網側輸入功率因數達到1.0。
『伍』 2.單相全波可控整流電路與單相橋式全控整流電路有什麼本質的區別
前者是在全波整流電路後的直流電路中串接一個可控硅來控制導通角,後者是橋路本身就採用可控硅來控制導通角,前者簡單,只需控制一個可控硅,但多個耗能元件,適合高壓,後者需控制兩個或4個可控硅,控制線路復雜
『陸』 請問老師 這個 這個全波可控 SCR整流電路 和普通的整流電路 用處上有什麼差別,它用在哪裡
這是一種通過雙基二極體觸發可控硅的不同的導通角來實現直流調壓的的電路,圖中是用來調節白灼燈亮度的。
呵呵!這是至少40年前的電路了,現在根本不會用,了解一下也好。
『柒』 什麼是可控整流電路的觸發角負載為大電感時可控整流電路中續流二極體的用途是什麼
可控硅整流電路觸發角:
可控硅整流電路,為了控制電路的輸出,用改變可控硅的觸發脈沖時間即交流電源的觸發角度(半波為0~180°)來改變可控硅的導通時間(即導通角)。
續流二極體作用:
整流電路輸出負載的電感,因為在可控硅導通期間能吸收能量,一旦可控硅導通結束,可控硅變為截止狀態,負載中的電感會因為電流的突變產生反電勢,電感中的能量會通過可控硅產生電流,使可控硅維持導通不能截止,在橋式全波整流電路中,可控硅導通維持到下一個半波後,就發生可控硅導通失控,因而輸出失控,不穩定。在負載兩端反向並聯一隻二極體後,就可以將這個反電勢"短路"(起續流作用),可控硅會不再因電感釋放能而不能截止,整流電路工作正常,這個二極體就是續流二極體。