過流保護在可控硅整流裝置中的應用

過流保護在可控硅整流裝置中的應用過流保護在可控硅整流裝置中的應用 文章作者 阿城繼電器股份有限公司電源公司 李文全 文章類型 設計應用 文章加入時間 2003 年 3 月 27 日 15 27 文章出處 21IC 中國電子網(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)中已得到廣泛應用 如冶金行業(yè)中 應用于金屬冶煉 化工行業(yè)中 應用 于電解 電鍍 在電力系統(tǒng)中 既可作為系統(tǒng)控制 保護的工作電源 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行 必 須有可靠的保護措施 在整流裝置過載或者輸出短路時 保護措施能起到安全保護作用 使裝置不受損壞 我們把這種保護功能 歸結為 限流保護和過流保護 這兩種保護是否可靠 直接影響產品的質量 代表著產品的水平 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環(huán)控制 以三相全控橋為例 可控硅整流裝置的輸出電壓 Ud 與可控硅控制角 之間的關系如下 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 有關系 在如圖 1 中 實際上由控制電壓 Uy 決定 即當 Uy 增加時 增大 則 Ud 減小 當 Uy 減小時 減小 則 Ud 增大 所以調節(jié) Uy 的大小 可以控制整流裝置的輸出電壓值 這便構成了整流裝置的 開環(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調節(jié)單元 來控制 Ud 這一過程便構成了可控硅整流裝置的閉環(huán)控制 如圖 2 所示 圖中的調節(jié)單元為整個控制系 統(tǒng)的核心 這個調節(jié)單元設計的如何 決定著整流裝置能否正常工作 1 3 調節(jié)單元 調節(jié)單元的構成及原理如圖 3 所示 圖中 Uvf 為裝置 Uif 為裝置輸出電壓或電流反饋信號 當只有電壓反饋 Uvf 時 整流裝置工作在 恒壓狀態(tài)下 當只有電流反饋 UIf 時 裝置工作在恒流狀態(tài)下 R1 R3 R5 C N 構成了 PI 調節(jié)器 PI 調節(jié)器輸出 Uy 與電壓反饋 Uvf 之 間的關系為 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 這樣就構成了一個自動調節(jié)系統(tǒng) 這一調節(jié)單元的加入 使整流裝 置自動工作在恒壓或恒流狀態(tài) 當電網(wǎng)波動或整流裝置負載變化而引起整流裝置輸出電壓高于輸出整定值時 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 相應減小 控制角 減小 使 Ud 增大 以達到整定值 通過這種自動調節(jié) 使整流裝置達到穩(wěn)定電壓 的目的 整流裝置處于恒流工作狀態(tài)時 其調節(jié)過程與恒壓狀態(tài)的調節(jié)過程原理相同 這里不再贅述 RP1 為整流裝置輸出電壓或電流值的設置電位器 通過 RP1 的調整 使裝置輸出一定的電壓或電流值 2 2 限流保護限流保護 限流保護是在整流裝置工作在恒壓狀態(tài)下所加入的一種保護措施 當整流裝置輸出電流超過額定值時 這種保護能使整流裝置的輸出 電壓降低 并使裝置繼續(xù)運行 如圖 4 所示 電流反饋信號 Uif 經過運算放大器放大 再經過反相器倒相后 與電壓反饋信號 Uvf 通過選通電路相迭加在一起 做為 PI 調節(jié)器的輸 入 這里 UIf R7 R5 R2 R1 Uif R2 R3 URP1 運算放大器 N1 與反相器 N2 完成電流反饋信號的放大作用 電路應該這樣設計和調整 當整流裝置輸出電流超出輸出電流額定值 即 UIf URP1 時 保證 UIF Uvf 當整流裝置輸出電流低于輸出電流額定值即 UIf URP1 時 UIF 時 U UIF Uv2 當 UIF URP1 則比較器輸出為 0 電平 使三極管 V2 截止 此時 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)過流時 比較器輸出電位為 0 電平 使整流裝置可靠關斷 這種過流保護電路的設計 確保了在整流裝置輸出正負極短路時 不致于損壞裝置中的任何元件 實踐證明 這種電路工作極為可靠 4 4 結語結語 限流 過流保護在可控硅整流裝置中的完善 使整