晶闸管的并联应用
并联应用的晶阐管可能出现电流分配不均,这也可从静态与动态两个方面来讨论。从静态特性来看,由于晶闸管的正向特性不一致,正向压降小的必然承受大的电流。从动态特性来看,由于开通时间的不同,在并接的条件下,开通时间短的先导通,阳阴极间电压先下降,使另外的晶闸管角发困难,先开通的晶闸管通过的电流大,有可能因di/dt过大而造成损坏。
解决并联应用中的均流问题,除尽量选用特性一致的器件外,一般还可采取下述措施:
1. 在并联的晶闸管中各自串电阻
在晶闸管支路内串联电阻后,相当于加大内阻使特性倾斜,电流的不均匀度大约可降到5%左右;但串入电阻不宜太大,否则损耗将增加,以在额定电流时有0. 5V压降较适中.
2. 并联晶闸管串均流电抗器
其接线示意如图3-51所示,若晶闸管VT1先导通,则在互感器LB上产生如图中所示极性的电压,该电压提髙了VT2的阳阴极之间的电压,使VT2易于导通,从而起到动态均流的作用.当VT1的电流增加时,绕组A产生的感应电动势有使VT1的电流减小的作用,而绕组B上感应的电动势有使VT2电流增加的作用。这样,不单单解决了导通时间不同的均流问题,也解决了导通后电流分配不均匀的问題。串入均流电抗器能限制、di/dt的变化,容易达到不均匀度低于10%的要求,但电抗器本身较笨重,接线也较复杂。
3. 并联晶闸管各自串联均流电抗器
在多个晶闸管并联时,一般是用各自串联电抗器的方法来均流,所谓各自即是指各电抗器是独立的,彼此间无磁耦合联系,采用各自串联均流电抗器后,不仅可起到均流作用,而且可限制 di/dt和限制dv/dt。限制di/dt的作用不用多加赘述,限制dv/dt的作用是电抗器与换相过电压保护元件RC共同实现的。例如,当晶闸管开通时,电抗器能限制其他桥臂换相过电压保护元件RC的放电电流,这样就使晶闸管的开通过程不会太快。与此同时,也限制了其他挢臂晶闸管关断过程中如dv/dt的增加。
当晶闸管由导通转为关断时,桥臂电压突然增加,电抗器和换相过电压保护元件RC形成串联谐振,振荡电压由C的瞬间短路而全加在电抗器上,随着时间的增加,C上的端电压才逐渐建立,亦即晶闸管的反向电压才建立。可见,电抗器和RC共同抑制了电压上升率dv/dt。
4. 变压器分组供电的均压、均流法
用有几个二次绕组的变压器分别供给几个独立的整流电路;再在直流侧串联或并联,从而可以得到很高的电压和很大的电流,图3-52a为变压器分组供电均压接线示意,图3-52b为变压器分组供电均流接线示意。这种方法对于每只晶闸管并不需要均压或均流电阻,而是由变压器的漏抗代替了均流电抗器的作用,避免了功率损耗或联锁击穿事故,但是变压器需要进行特殊设计。
5. 布线均流法
在大容量装置中要尽量使各并联支路电阻相等,自感和互感相等,因此应该同时考虑母线电流磁场引起的电流分配不均匀问题。
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