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(shuō)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(jiàn)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(guò)程中不因過(guò)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(jiàn)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(jiàn)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(guò)其有效值I的2-3倍來(lái)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(lái)決定。一般?。?

  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(lái)確定) 在頻率較高時(shí)，可通過(guò)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(lái)選擇具有合適tq值的元件