淺談整流電路中晶閘管件的選擇與使用

【摘 要】晶閘管是整流電路中的核心部件，其參數(shù)、型號的正確選擇及連接方法直接影響著整流電路是否安全、可靠運行，本文闡述了晶閘管件的選擇與使用。

【關鍵詞】整流 電路 晶閘管 使用 計算

一、晶閘管選擇

晶閘管的選擇主要是根據(jù)整流器的運行條件，計算晶閘管電壓、電流值，選擇晶閘管的型號規(guī)格。在工頻整流裝置中一般選擇普通型晶閘管，其主要參數(shù)為額定電壓、額定電流值。

1、額定電壓UTn選擇

額定電壓UTn選擇應考慮下列因素。

（1）分析電路運行時晶閘管可能承受的最大電壓值。

（2）考慮實際情況，系統(tǒng)應留有足夠的裕量。通?？煽紤]2～3倍的安全裕量?？砂聪率接嬎?，即：

UTn=（2～3）UTM （1）

式中UTM，為晶閘管可能承受的電壓最大值（V）。

當整流器的輸入電壓和整流器的連接方式確定后，整流器的輸入電壓和晶閘管可能承受的最大電壓有固定關系，常采用查計算系數(shù)表來選擇計算，即：

UTn=（2～3）-KUTU2（2）

式中，KUT—— 晶閘管的電壓計算系數(shù)；

U2—— 整流變壓器二次相電壓。

（3）按計算值換算出晶閘管的標準電壓等級值。

2、額定電流IT（AV）選擇

晶閘管是一種過載能力較小的元件，選擇額定電流時，應留有足夠的裕量，通?？紤]選擇1.5～2倍的安全裕量。

（1）通用計算式，即：

（2）實際計算中，常常是負載的平均電流已知，整流器連接方式已經(jīng)確定，即流經(jīng)晶閘管的最大電流有效值和負載平均電流有固定系數(shù)關系。這樣通過查對應系數(shù)可使計算過程簡化。當整流電路電抗足夠大且整流電流連續(xù)時，可用下述經(jīng)驗公式近似地估算晶閘管額定通態(tài)平均電流IT（AV）。

IT（AV） ≥（1.5～2）KITIdmax（4）

式中KIT—— 晶閘管電流計算系數(shù)；

Idmax—— 整流器輸出最大平均電流（A）；當采用晶閘管作為電樞供電時，取Idmax為電動機工作電流的最大值。

整流二極管的計算與選擇和晶閘管相同，故可參照相關方法進行。

二、晶閘管的使用

當現(xiàn)有晶閘管的耐壓或電流容量達不到實際設備要求時，需要考慮采用兩個或兩個以上的晶閘管進行串、并聯(lián)使用。

1、晶閘管的串聯(lián)使用

（1）由于晶閘管器件開關特性的分散性，即使挑選同一型號的器件，也會造成串聯(lián)器件上的分壓不均勻。所以，除了要挑選型號相同的元件外，還要采取均壓措施。通常在串聯(lián)元件上并聯(lián)阻值相等的電阻Rj實現(xiàn)均壓，如圖1所示。由于Rj阻值比晶閘管的漏電阻小得多，所以并聯(lián)Rj后元件兩端的電阻基本相等，因而在正反向阻斷狀態(tài)時所承受的電壓也基本相等，這種均壓又稱為靜態(tài)均壓。均壓電阻Rj值為：

（2）元件兩端并聯(lián)阻容吸收電路，在晶閘管串聯(lián)時可以起到動態(tài)均壓作用，R、C的選擇可以參考表的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

（3）串聯(lián)晶閘管的額定電壓計算，即：

式中 KUT—— 晶閘管的電壓計算系數(shù)；

U2—— 整流變壓器二次相電壓（V）；

ns—— 每個橋臂上晶閘管的串聯(lián)數(shù)；

KU—— 均壓系數(shù)，一般取 KU`=0.8～0.9。串聯(lián)數(shù)ns越多，且觸發(fā)器性能較差時KU值應取較小值。

（4）晶閘管串聯(lián)后的額定電流選擇可參照式（3）計算。

2、晶閘管的并聯(lián)使用

采用同型號的晶閘管并聯(lián)，可以增大變流裝置的輸出電流。但如果并聯(lián)元件的正向特性不一致，就會造成電流分配不均勻。所以，除了選擇特性一致的元件外，還應采用均流措施。

（1）電阻均流法。圖2為串聯(lián)電阻均流電路。由于電阻功耗大，只適應小電流的整流電路。

（2）電抗均流法。圖3所示為串聯(lián)電抗均流電路，其均流原理是利用電抗器上感應電動勢的作用，使管子的電壓分配發(fā)生變化，原來電流大的管子管壓降降下來，電流分配小的管子管壓降升上去。這樣以迫使并聯(lián)管中電流分配基本一致。

（3）并聯(lián)晶閘管的額定電流計算：

式中 KIT—— 晶閘管電流計算系數(shù)；

Idmax—— 最大整流電流（A）；

np—— 每個橋臂上晶閘管的并聯(lián)數(shù)；

KI—— 均流系數(shù)，一般取KI=0.8～0.9。

根據(jù)上述計算可選擇合適的整流器件。