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如何设计可控硅保护电路

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晶闸管的保护电路,大致可以分为两种情况:一种是在适当的地方安装保护器件,例如,R-C阻容吸收回路、限流电感、快速熔断器、压敏电阻或硒堆等。再一种则是采用电子保护电路,检测设备的输出电压或输入电流,当输出电压或输入电流超过允许值时,借助整流触发控制系统使整流桥短时内工作于有源逆变工作状态,从而抑制过电压或过电流的数值。
一.晶闸管的过流保护
晶闸管设备产生过电流的原因可以分为两类:一类是由于整流电路内部原因, 如整流晶闸管损坏, 触发电路或控制系统有故障等; 其中整流桥晶闸管损坏类较为严重, 一般是由于晶闸管因过电压而击穿,造成无正、反向阻断能力,它相当于整流桥臂发生永久性短路,使在另外两桥臂晶闸管导通时,无**常换流,因而产生线间短路引起过电流.另一类则是整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流,这类情况时有发生,因为整流桥的负载实质是逆变桥, 逆变电路换流失败,就相当于整流桥负载短路。另外,如整流变压器中心点接地,当逆变负载回路接触大地时,也会发生整流桥相对地短路。
1.对于第一类过流,即整流桥内部原因引起的过流,以及逆变器负载回路接地时,可以采用第一种保护措施,最常见的就是接入快速熔短器的方式。见图1。快速熔短器的接入方式共有三种,其特点和快速熔短器的额定电流见表1。

表1:快速熔短器的接入方式、特点和额定电流
方式特点额定电流IRN备注
A型熔短器与每一个元件串联,能可靠地保护每一个元件IRN<1.57ITIT:晶闸管通态 平均电流
B型能在交流、直流和元件短路时起保护作用,其可靠性稍有降低IRN<KCID
系数KC见表2
KC:交流侧线电流与ID之比
ID:整流输出电流
C型直流负载侧有故障时动作,元件内部短路时不能起保护作用IRN<IDID:整流输出电流
表2:整流电路型式与系数KC的关系表
型式单相
全波
单相
桥式
三相
零式
三相
桥式
六相零式
六相曲折
双Y 带平
衡电抗器
系数KC电感负载0.70710.5770.8160.1080.289
电阻负载0.7851.110.5780.8180.4090.290
2.对于第二类过流,即整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流,则应当采用电子电路进行保护。常见的电子保护原理图如下

图2:过流保护原理图

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