晶闸管的并联应用
发布时间:2013/5/24 20:34:29 访问次数:3103
并联应用的晶闸管可能E2E-X18ME2-Z出现电流分配不均,这也可供静态与动态两个方面来讨论。从静态特性看,由于晶闸管的正向特性不一致,正向压降小的必然承受大电流,正向压降大的必然承受小电流。从动态特性看,由于开通时间不同,在并接条件下,开通时间短的必然先导通,阳阴极间的电压先下降,使另外的晶闸管触发困难;先开通的晶闸管通过的电流大,有可能因dddt过大而造成损坏。
解决并联应用的均流问题,除尽量选用特性一致的器件外,一般还可采取下述措施。
1)在并联的晶闸管中各自串电阻。在晶闸管支路内串联电陧后,相当于加大内阻使特性倾斜,电流的不均匀度大约可降到5%左右;但串入电阻不宜太大,否则损耗将增加,以在额定电流时有0.5V压降较适中。
2)并联晶闸管串均流电抗器。其接线示意如图6-11所示,若晶闸管VT1先导通,则在互感器/B上产生如图中所示极性的电压,该电压提高了VT2的阳阴极之间的电压,使VT2易于导通,从而起到动态均流的作用。当VT1的电流增加时,绕组A产生的感应电动势有使VT1电流减小的作用,而绕组B上感应的电动势有使VT2电流增加的作用。这样,不单单解决了导通时间不同的均流问题,也解决了导通后电流分配不均匀的问题。串入均流电抗器能限制d//dt的变化,容易达到不均匀度低于10%的要求,但这种方法也存在明显的缺点:电抗器本身较笨重,接线较复杂。
3)并联晶闸管各自串联均流电抗器。在多个晶闸管并联时,一般是用各自串联电抗器的方法来均流,所谓各自即是指各电抗器是独立的,彼此间无磁耦联系。采用各自串联均流电抗器后,不仅可起到均流作用,而且可限制dz7dt和du/dt。限制dl7dt的作用不用多加赘述,限制du/dt的作用是电抗器与换相过电压保护元件RC共同实现的。例如,当晶闸管开通对,电抗器能限制其他桥臂换相过电压保护元件RC的放电电流,这样就使晶闸管的开通过程不会太快。与此同时,也限制了其他桥臂晶闸管关断过程中du/dt的增加。
当晶闸管由导通转为关断时,桥臂电压突然增加,电抗器和换相过电压保护元件RC形成串联谐振,谐振电压由C的瞬间短路而全部加在电抗器上,随着时间的增加,电容器C上的端电压才逐渐建立,亦即晶闸管的反向电压才建立。由此可见,电抗器和RC共同抑制了电压上升率du/dt。
4)变压器分组供电的均压、均流法。用有几个二次绕组的变压器分别供给几个独立的整流电路;再在直流侧串联或并联,从而可以得到很高的电压和很大的电流。变压器分组供电的均压、均流接法如图6-12所示。这方法对于每只晶闸管并不需要均压或均流电阻,而是由变压器的漏抗代替了均流电抗器的作用,避免了功率损耗或联锁击穿事故。但是变压器需要进行特殊设计。
图6-12变压器分组供电的均压、均流法
(a)均压接法;(b)均流接法
5)布线均流法。在大容量装置中要尽量使各并联支路电阻相等,自感和互感相等,因此应该同时考虑母线电流磁场引起的电流分配不均匀问题。
并联应用的晶闸管可能E2E-X18ME2-Z出现电流分配不均,这也可供静态与动态两个方面来讨论。从静态特性看,由于晶闸管的正向特性不一致,正向压降小的必然承受大电流,正向压降大的必然承受小电流。从动态特性看,由于开通时间不同,在并接条件下,开通时间短的必然先导通,阳阴极间的电压先下降,使另外的晶闸管触发困难;先开通的晶闸管通过的电流大,有可能因dddt过大而造成损坏。
解决并联应用的均流问题,除尽量选用特性一致的器件外,一般还可采取下述措施。
1)在并联的晶闸管中各自串电阻。在晶闸管支路内串联电陧后,相当于加大内阻使特性倾斜,电流的不均匀度大约可降到5%左右;但串入电阻不宜太大,否则损耗将增加,以在额定电流时有0.5V压降较适中。
2)并联晶闸管串均流电抗器。其接线示意如图6-11所示,若晶闸管VT1先导通,则在互感器/B上产生如图中所示极性的电压,该电压提高了VT2的阳阴极之间的电压,使VT2易于导通,从而起到动态均流的作用。当VT1的电流增加时,绕组A产生的感应电动势有使VT1电流减小的作用,而绕组B上感应的电动势有使VT2电流增加的作用。这样,不单单解决了导通时间不同的均流问题,也解决了导通后电流分配不均匀的问题。串入均流电抗器能限制d//dt的变化,容易达到不均匀度低于10%的要求,但这种方法也存在明显的缺点:电抗器本身较笨重,接线较复杂。
3)并联晶闸管各自串联均流电抗器。在多个晶闸管并联时,一般是用各自串联电抗器的方法来均流,所谓各自即是指各电抗器是独立的,彼此间无磁耦联系。采用各自串联均流电抗器后,不仅可起到均流作用,而且可限制dz7dt和du/dt。限制dl7dt的作用不用多加赘述,限制du/dt的作用是电抗器与换相过电压保护元件RC共同实现的。例如,当晶闸管开通对,电抗器能限制其他桥臂换相过电压保护元件RC的放电电流,这样就使晶闸管的开通过程不会太快。与此同时,也限制了其他桥臂晶闸管关断过程中du/dt的增加。
当晶闸管由导通转为关断时,桥臂电压突然增加,电抗器和换相过电压保护元件RC形成串联谐振,谐振电压由C的瞬间短路而全部加在电抗器上,随着时间的增加,电容器C上的端电压才逐渐建立,亦即晶闸管的反向电压才建立。由此可见,电抗器和RC共同抑制了电压上升率du/dt。
4)变压器分组供电的均压、均流法。用有几个二次绕组的变压器分别供给几个独立的整流电路;再在直流侧串联或并联,从而可以得到很高的电压和很大的电流。变压器分组供电的均压、均流接法如图6-12所示。这方法对于每只晶闸管并不需要均压或均流电阻,而是由变压器的漏抗代替了均流电抗器的作用,避免了功率损耗或联锁击穿事故。但是变压器需要进行特殊设计。
图6-12变压器分组供电的均压、均流法
(a)均压接法;(b)均流接法
5)布线均流法。在大容量装置中要尽量使各并联支路电阻相等,自感和互感相等,因此应该同时考虑母线电流磁场引起的电流分配不均匀问题。