過(guò)流保護(hù)在可控硅整流裝置中的應(yīng)用

過(guò)流保護(hù)在可控硅整流裝置中的應(yīng)用過(guò)流保護(hù)在可控硅整流裝置中的應(yīng)用 文章作者 阿城繼電器股份有限公司電源公司 李文全 文章類(lèi)型 設(shè)計(jì)應(yīng)用 文章加入時(shí)間 2003 年 3 月 27 日 15 27 文章出處 21IC 中國(guó)電子網(wǎng) 前言前言 可控硅整流裝置不論在電力系統(tǒng)還是在現(xiàn)代工業(yè)的各行各業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用 如冶金行業(yè)中 應(yīng)用于金屬冶煉 化工行業(yè)中 應(yīng)用 于電解 電鍍 在電力系統(tǒng)中 既可作為系統(tǒng)控制 保護(hù)的工作電源 同是又可作為蓄電池的充電裝置 可控硅整流裝置要安全運(yùn)行 必 須有可靠的保護(hù)措施 在整流裝置過(guò)載或者輸出短路時(shí) 保護(hù)措施能起到安全保護(hù)作用 使裝置不受損壞 我們把這種保護(hù)功能 歸結(jié)為 限流保護(hù)和過(guò)流保護(hù) 這兩種保護(hù)是否可靠 直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量 代表著產(chǎn)品的水平 1 1 可控硅整流裝置的控制原理可控硅整流裝置的控制原理 1 1 可控硅整流裝置的開(kāi)環(huán)控制 以三相全控橋?yàn)槔?可控硅整流裝置的輸出電壓 Ud 與可控硅控制角 之間的關(guān)系如下 Ud 1 35Uzlcos 式中 Ud 可控硅整流裝置輸出電壓 Uzl 整流變壓器二次側(cè)線電壓 可控硅控制角 由上式可以看出 可控硅整流裝置的輸出電壓與可控硅控制角 有關(guān)系 在如圖 1 中 實(shí)際上由控制電壓 Uy 決定 即當(dāng) Uy 增加時(shí) 增大 則 Ud 減小 當(dāng) Uy 減小時(shí) 減小 則 Ud 增大 所以調(diào)節(jié) Uy 的大小 可以控制整流裝置的輸出電壓值 這便構(gòu)成了整流裝置的 開(kāi)環(huán)控制 1 2 可控硅整流裝置的閉環(huán)控制 整流裝置的輸出通過(guò)調(diào)節(jié)單元 來(lái)控制 Ud 這一過(guò)程便構(gòu)成了可控硅整流裝置的閉環(huán)控制 如圖 2 所示 圖中的調(diào)節(jié)單元為整個(gè)控制系 統(tǒng)的核心 這個(gè)調(diào)節(jié)單元設(shè)計(jì)的如何 決定著整流裝置能否正常工作 1 3 調(diào)節(jié)單元 調(diào)節(jié)單元的構(gòu)成及原理如圖 3 所示 圖中 Uvf 為裝置 Uif 為裝置輸出電壓或電流反饋信號(hào) 當(dāng)只有電壓反饋 Uvf 時(shí) 整流裝置工作在 恒壓狀態(tài)下 當(dāng)只有電流反饋 UIf 時(shí) 裝置工作在恒流狀態(tài)下 R1 R3 R5 C N 構(gòu)成了 PI 調(diào)節(jié)器 PI 調(diào)節(jié)器輸出 Uy 與電壓反饋 Uvf 之 間的關(guān)系為 由式中可以看出 Uvf 決定 Uy 從而決定整流裝置的輸出電壓 Ud 這樣就構(gòu)成了一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 這一調(diào)節(jié)單元的加入 使整流裝 置自動(dòng)工作在恒壓或恒流狀態(tài) 當(dāng)電網(wǎng)波動(dòng)或整流裝置負(fù)載變化而引起整流裝置輸出電壓高于輸出整定值時(shí) 電壓反饋 Uvf 升高 Uy 也升高 則控制角 增大 由整 流裝置輸出電壓公式可以看出 Ud 相應(yīng)減小 控制角 減小 使 Ud 增大 以達(dá)到整定值 通過(guò)這種自動(dòng)調(diào)節(jié) 使整流裝置達(dá)到穩(wěn)定電壓 的目的 整流裝置處于恒流工作狀態(tài)時(shí) 其調(diào)節(jié)過(guò)程與恒壓狀態(tài)的調(diào)節(jié)過(guò)程原理相同 這里不再贅述 RP1 為整流裝置輸出電壓或電流值的設(shè)置電位器 通過(guò) RP1 的調(diào)整 使裝置輸出一定的電壓或電流值 2 2 限流保護(hù)限流保護(hù) 限流保護(hù)是在整流裝置工作在恒壓狀態(tài)下所加入的一種保護(hù)措施 當(dāng)整流裝置輸出電流超過(guò)額定值時(shí) 這種保護(hù)能使整流裝置的輸出 電壓降低 并使裝置繼續(xù)運(yùn)行 如圖 4 所示 電流反饋信號(hào) Uif 經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器放大 再經(jīng)過(guò)反相器倒相后 與電壓反饋信號(hào) Uvf 通過(guò)選通電路相迭加在一起 做為 PI 調(diào)節(jié)器的輸 入 這里 UIf R7 R5 R2 R1 Uif R2 R3 URP1 運(yùn)算放大器 N1 與反相器 N2 完成電流反饋信號(hào)的放大作用 電路應(yīng)該這樣設(shè)計(jì)和調(diào)整 當(dāng)整流裝置輸出電流超出輸出電流額定值 即 UIf URP1 時(shí) 保證 UIF Uvf 當(dāng)整流裝置輸出電流低于輸出電流額定值即 UIf URP1 時(shí) UIF 時(shí) U UIF Uv2 當(dāng) UIF URP1 則比較器輸出為 0 電平 使三極管 V2 截止 此時(shí) Uk 為 1 電平 使整流裝置輸 出電壓為 0 鉗位二極管 V1 保證系統(tǒng)在出現(xiàn)過(guò)流時(shí) 比較器輸出電位為 0 電平 使整流裝置可靠關(guān)斷 這種過(guò)流保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 確保了在整流裝置輸出正負(fù)極短路時(shí) 不致于損壞裝置中的任何元件 實(shí)踐證明 這種電路工作極為可靠 4 4 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ) 限流 過(guò)流保護(hù)在可控硅整流裝置中的完善 使整