看看中頻爐系統(tǒng)如何選擇晶閘管

　　正確地選擇晶閘管、整流管等電力電子器件對(duì)保證整機(jī)設(shè)備的可靠性及降低設(shè)備成本具有重要意義。元件的選擇要綜合考慮其使用環(huán)境、冷卻方式、線路型式、負(fù)載性質(zhì)等因素，在保證所選元件各參數(shù)具有裕量的條件下兼顧經(jīng)濟(jì)性。

　　由于電力電子器件的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，具體應(yīng)用形式多種多樣，下面僅就晶閘管元件在整流電路和單項(xiàng)中頻逆變電路中的選擇加以說明。

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　　整流電路器件選擇

　　工頻整流是晶閘管元件較常用的領(lǐng)域之一。元件選用主要考慮其額定電壓和額定電流。

　　(1) 晶閘管器件的正反向峰值電壓VDRM和VRRM：

　　應(yīng)為元件實(shí)際承受較大峰值電壓UM的2-3倍，即VDRM/RRM=(2-3)UM。各種整流線路對(duì)應(yīng)的UM值見表1。

　　(2) 晶閘管器件的額定通態(tài)電流IT(AV)：

　　晶閘管的IT(AV)值指的是工頻正弦半波平均值，其對(duì)應(yīng)的有效ITRMS=1.57IT(AV)。為使元件在工作過程中不因過熱損壞，流經(jīng)元件的實(shí)際有效值應(yīng)在乘以安全系數(shù)1.5-2后才能等于1.57IT(AV)。假設(shè)整流電路負(fù)載平均電流為Id，流經(jīng)每個(gè)器件的電流有效值為KId，則所選器件的額定通態(tài)電流應(yīng)為：

　　IT(AV)=(1.5-2)KId / 1.57=Kfd*Id

　　Kfd為計(jì)算系數(shù)。對(duì)于控制角α=0O時(shí)，各種整流電路下的Kfd值見表1。

　　表1：整流器件的較大峰值電壓UM及通態(tài)平均電流計(jì)算系數(shù)Kfd

　　整流電路單相半波單項(xiàng)雙半波單項(xiàng)橋式三相半波三相橋式帶平衡電抗器

　　的雙反星型

　　Kfd

　　α=0O電阻負(fù)載10.50.50.3750.3680.185

　　電感負(fù)載0.450.450.450.3680.3680.184

　　注：U2為主回路變壓器二次相電壓有效值;單項(xiàng)半波電感負(fù)載電路帶續(xù)流二極管。

　　選擇元件IT(AV)值還應(yīng)考慮元件散熱方式。一般情況下風(fēng)冷比水冷相同元件的額定電流值要低;自然冷卻情況下，元件的額定電流要降為標(biāo)準(zhǔn)冷卻條件下的三分之一。

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　　中頻逆變?cè)倪x擇

　　一般400HZ以上的工作條件下，應(yīng)考慮使用KK器件;頻率在4KHz以上時(shí)，可考慮使用KA器件。這里主要介紹一下并聯(lián)逆變電路中元件的選擇(見圖一)。

　　(1) 元件正向和反向峰值電壓VDRM、VRRM 元件正向和反向峰值電壓應(yīng)取其實(shí)際承受較大正、反向峰值電壓的1.5-2倍。假設(shè)逆變器直流輸入電壓為Ud，功率因數(shù)為cosψ則：

　　VDRM/RRM=(1.5-2)πUd /(2cosψ)

　　(2) 元件的額定通態(tài)電流IT(AV) 考慮到元件在較高頻率下工作時(shí)，其開關(guān)損耗非常顯著，元件的額定通態(tài)電流應(yīng)按實(shí)際流過其有效值I的2-3倍來考慮，即

　　IT(AV)=(2-3)I/1.57

　　假設(shè)逆變器直流輸入電流為Id，則所選器件IT(AV)為

　　IT(AV)=(2-3)×Id/(1.57 )

　　(3) 關(guān)斷時(shí)間tq 并聯(lián)逆變線路中，KK元件的關(guān)斷時(shí)間選擇要根據(jù)觸發(fā)引前時(shí)間tf和換流時(shí)間tr來決定。一般取：

　　tq=(tf-tr)×

　　(當(dāng)功率因數(shù)為0.8時(shí)tf約為周期的十分之一，tr按元件di/dt小于或等于100A/μS來確定) 在頻率較高時(shí)，可通過減小換流時(shí)間tr，并適當(dāng)犧牲功率因數(shù)增加tf的方法來選擇具有合適tq值的元件