三相橋式可控整流電路設(shè)計(jì)

1、 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目： 三相橋式可控整流電路設(shè)計(jì) 院系名稱： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電氣F1206 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 臧義 教師職稱： 副教授 評(píng)語(yǔ)及成績(jī)：指導(dǎo)教師：日 期：2目 錄摘 要：1引 言：11 課題簡(jiǎn)介11.1課題研究背景11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀21.3 本課題研究?jī)?nèi)容22 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案22.1 設(shè)計(jì)方案論證23 三相橋式可控整流電路43.1 三相橋式全控整流電路（阻性負(fù)載）43.1.1帶電阻負(fù)載=0時(shí)的工作情況53.1.2帶電阻負(fù)載=30時(shí)的工作情況73.1.3帶電阻負(fù)載=60時(shí)的工作情況73.1.4帶電阻負(fù)載60時(shí)的工作情況73.1.5 小結(jié)83

2、.2 三相橋式全控整流電路（感性負(fù)載）83.2.1帶電感負(fù)載=0時(shí)的工作情況83.2.2帶電感負(fù)載=30時(shí)的工作情況93.2.3帶電感負(fù)載=60時(shí)的工作情況103.2.4帶電感負(fù)載=90時(shí)的工作情況103.2.5三相橋式全控整流電路(a60)113.2.6三相橋式全控整流的電流有效值113 系統(tǒng)硬軟件設(shè)計(jì)123.1 硬件設(shè)計(jì)123.1.1 電路框圖123.1.2 設(shè)計(jì)方框圖123.1.3 設(shè)計(jì)主電路圖133.2 軟件設(shè)計(jì)133.2.1 軟件設(shè)計(jì)及流程144主電路保護(hù)164.1 過(guò)電壓的產(chǎn)生和保護(hù)164.2 過(guò)電流的保護(hù)175 軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試185.1 仿真模型電路設(shè)計(jì)185.2 電路仿真結(jié)果

3、185.2.1阻性負(fù)載185.2.2感性負(fù)載196 結(jié) 語(yǔ)19參考文獻(xiàn)20附錄A 系統(tǒng)電路圖21附錄B C8051-F020 主控制圖2223三相橋式可控整流電路的設(shè)計(jì)摘 要： 本文主要介紹三相橋式全控整流電路的主電路和觸發(fā)電路的原理及控制電路圖,由工頻三相電壓38OV經(jīng)升壓變壓器后由SCR(可控硅)再整流為直流供負(fù)載用。但是由于工藝要求大功率,大電流,高電壓,因此控制比較復(fù)雜,特別是觸發(fā)電路部分必須一一對(duì)應(yīng),否則輸出的電壓波動(dòng)大甚至還有可能短路造成設(shè)備損壞。對(duì)三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路進(jìn)行了理論分析，建立了基于Matlab/Simulink的三相橋式整流電路的仿真模型，并對(duì)其

4、帶純電阻負(fù)載及電阻電感性負(fù)載時(shí)的工作情況進(jìn)行對(duì)比分析。關(guān)鍵詞：MCU ；SCR；電力電子；三相橋式半控整流；三相橋式全控整流。引 言：整流電路是電力電子技術(shù)中最為重要，也是應(yīng)用最為廣泛的電路，它不僅應(yīng)用于一般工業(yè)，也廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)及其他領(lǐng)域。因此調(diào)試三相橋式可控整流電路的相關(guān)參數(shù)并對(duì)不同性質(zhì)負(fù)載的工作情況進(jìn)行對(duì)比分析與研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要介紹三相橋式全控整流電路的主電路和觸發(fā)電路的原理及控制電路圖，由工頻三相電壓380V經(jīng)升壓變壓器后由SCR(可控硅)再整流為直流供負(fù)載用。1 課題簡(jiǎn)介1.1課題研究背景晶閘管(Thyristor)是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱

5、，又可稱做可控硅整流器，以前被簡(jiǎn)稱為可控硅晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。三相橋式可控整流電路的設(shè)計(jì)指使用電力電子器件對(duì)三相電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有非常廣泛的應(yīng)用。最終用戶在使用電能時(shí)常常需要進(jìn)行預(yù)處理。如降壓、濾波、無(wú)功補(bǔ)償?shù)龋簱?jù)估計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中有60%以上至少經(jīng)過(guò)一次電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。毫不夸張地說(shuō)，離開(kāi)電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想

6、象的；直流輸電(HVDC)在長(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置；近年發(fā)展起來(lái)的柔性交流輸電(AFCTS)可以大幅度提高電網(wǎng)輸電能力和穩(wěn)定性；手段：快速、精確、連續(xù)地控制大容量有功和無(wú)功等參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)潮流變化、功率流向、輸送能力、阻尼振蕩的性能加以改進(jìn)和提高。如有源濾波器(APFAetivepowerFi一ter)可進(jìn)行用戶端的無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制。1.3 本課題研究?jī)?nèi)容本文研究的內(nèi)容主要是建立一個(gè)對(duì)三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路介紹，并進(jìn)行了理論分析，使用電力電子器件對(duì)三相電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。條件是把三相輸入交流電壓： 38

7、0V，50Hz；使輸出功率：2KW；另外添加一定的保護(hù)設(shè)施，晶閘管的過(guò)電壓能力較差，當(dāng)它承受超過(guò)反向擊穿電壓時(shí)，會(huì)被反向擊穿而損壞，因此對(duì)晶閘管的電壓和電流保護(hù)，防止晶閘管燒壞； 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)方案論證三相橋式整流主要由CSR(晶閘管)器件組成，其基本結(jié)構(gòu)圖為圖2.1晶閘管的開(kāi)關(guān)特點(diǎn)(1) 當(dāng)SCR的陽(yáng)極和陰極電壓UAK0時(shí)，只有GEk0，SCR才能導(dǎo)通。說(shuō)明SCR具有正向阻斷能力 ； (3) SCR一旦導(dǎo)通，門極G將失去控制作用，即無(wú)論EG如何，均保持導(dǎo)通狀態(tài)。SCR導(dǎo)通后的管壓降為1V左右，主電路中的電流I由R和RW以及EA的大小決定； 圖 2.1基本結(jié)構(gòu)圖(4)當(dāng)UAK

8、0同時(shí)UGK0，由導(dǎo)通一關(guān)斷的條件：使流過(guò)SCR的電流降低至維持電流以下。(一般通過(guò)減小EA，直至EA0，同時(shí)UGK0；(2) 陽(yáng)極電壓作用：當(dāng)UAK上升至某個(gè)大數(shù)值，使V2的漏電流由于雪崩效應(yīng)而加大，同時(shí)由于正反饋而使漏電流放大，最終使SCR飽和導(dǎo)通；(3) dU/dt作用：如果UAK以高速率上升，則在中間結(jié)電容上產(chǎn)生的電流可以引起導(dǎo)通；(4) 溫度作用：溫度上升，V1，V2的漏電流加大，引起SCR導(dǎo)通；(5) 光觸發(fā)：當(dāng)強(qiáng)光直接照射在硅片上，產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在電場(chǎng)的作用，產(chǎn)生觸發(fā)SCR的電流。目前，有一些場(chǎng)合使用這種方式來(lái)觸發(fā)SCR，如高壓直流輸電(HVDC)。這種方式可以保證控制電路和主

9、電路之間有良好的絕緣。這種SCR又稱為光控晶閘管(LightTriggeredThyristor一LTT)。晶閘管的基本特性：(1)承受反向電壓時(shí)，無(wú)論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通；電子科技人學(xué)碩十學(xué)位論文：基于三相橋式可控整流電路的設(shè)計(jì)；(2)承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通；(3)晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用；(4)要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以F。從這個(gè)角度可以看出，CSR是一種電流控制型的電力電子器件。晶閘管的觸發(fā)：(1)作用：產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在需要的時(shí)刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。(2)廣義上講，晶閘管觸發(fā)電

10、路還包括對(duì)其觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行控制的相位控制電路。(3)晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：l 觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通(門極電流應(yīng)大于擎住電流)；l 觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度；l 不超過(guò)門極電壓、電流和功率，且在可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)；l 應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。三相全橋按負(fù)載不同可分為帶電組和帶電感負(fù)載，以下分別討論這兩種負(fù)載的區(qū)別。3 三相橋式可控整流電路三相全橋的特點(diǎn)：l 負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、易濾波時(shí)使用三相整流電路；l 應(yīng)用最為廣泛； l 共陰極組-陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管(VT1、VT3、VT5)； 圖3 三相橋式可控整流電路l 共陽(yáng)極組-陽(yáng)

11、極連接在一起的3個(gè)晶閘管(VT4、VT6、VT2)；l 注意編號(hào)順序：1、3、5和4、6、2，一般不特別說(shuō)明，均采用這樣的編號(hào)順序。3.1 三相橋式全控整流電路（阻性負(fù)載）3.1.1帶電阻負(fù)載=0時(shí)的工作情況圖3.1.1 三相橋式全控整流電路(帶電阻負(fù)載=0時(shí)的波形)l)帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況(1) =0時(shí)的情況l 對(duì)于共陰極阻的3個(gè)晶閘管，陽(yáng)極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo)通；l 對(duì)于共陽(yáng)極組的3個(gè)晶閘管，陰極所接交流電壓值最低(或者說(shuō)負(fù)得最多)的導(dǎo)通；l 任意時(shí)刻共陽(yáng)極組和共陰極組中各有1個(gè)SCR處于導(dǎo)通狀態(tài)。其余的SCR均處于關(guān)斷狀態(tài)；l 觸發(fā)角a的起點(diǎn)，仍然是從自然換相點(diǎn)開(kāi)始計(jì)算，注意正負(fù)

12、方向均有自然換相點(diǎn)；l 從線電壓波形看，側(cè)為線電壓中最大的一個(gè)，因此ud波形為線電壓的包絡(luò)線。時(shí) 段123456共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽(yáng)極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub- uc=ubcub- ua=ubauc- ua=ucauc-ub=ucb表3.1.1 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載=0時(shí)時(shí)晶閘管工作情況(2)三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)： 兩個(gè)CSR同時(shí)導(dǎo)通形成供電回路，其中共陰極組和共陽(yáng)極組各有一個(gè)SCR導(dǎo)通，且不能為同相的兩個(gè)SCR(否則沒(méi)有輸出)。 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：l 按

13、VT1一VT2一VT3一VT4一VT5一VT6的順序，相位依次差60；l 共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽(yáng)極組VT4、VT6、VT2也依次差120；l 同一相的上下兩個(gè)橋臂，即VT1與VT4，VT3，與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180； ud一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，所以三相全橋電路稱為6脈波整流電路； 需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖(采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)(大于60)； 另一種是雙脈沖觸發(fā)(常用)：在Ud的六個(gè)時(shí)間段，均給應(yīng)該導(dǎo)通的CSR提供觸發(fā)脈沖，而不管其原來(lái)是否導(dǎo)通。所以每隔60就需要提供兩個(gè)觸發(fā)脈沖； 實(shí)際提供脈沖的順序?yàn)椋?，2-

14、2，3-3，4-4，5-5，6-6，1-1，2，不斷重復(fù)。l 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同為： 3.1.2帶電阻負(fù)載=30時(shí)的工作情況圖3.1.2三相橋式全控整流電路(帶電阻負(fù)載=30時(shí)的波形)晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30，組成ud的每一段線電壓因此推遲30a；l 從Ut1開(kāi)始把一周期等分為6段，ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號(hào)等仍符合表3.1.1的規(guī)律；l 變壓器二次側(cè)電流i波形的特點(diǎn)：在VT1處于通態(tài)的120期間，i為正，ui波形的形狀與同時(shí)段的ud波形相同，在VT；處于通態(tài)的120期間，i波形的形狀也與同時(shí)段的ud波形相同

15、，但為負(fù)值。3.1.3帶電阻負(fù)載=60時(shí)的工作情況ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移，ud平均值繼續(xù)降低。a=60時(shí)ud出現(xiàn)為零的點(diǎn)。(因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處，線電壓為零)3.1.4帶電阻負(fù)載60時(shí)的工作情況當(dāng)a60時(shí)，如a=90時(shí)電阻負(fù)載情況下的工作波形如圖3.1.4所示：圖3.1.4 三相橋式全控整流電路(帶電阻負(fù)載=90時(shí)的波形)3.1.5 小結(jié)l 當(dāng)a60時(shí)，ud波形每600中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值；l 帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是120。3.2 三相橋式全控整流電路（感性負(fù)載）3.2.1帶電感負(fù)載=0時(shí)的工作情況當(dāng)a60)(1)當(dāng)a60時(shí)：電感性負(fù)載時(shí)的工作情況與

16、電阻負(fù)載時(shí)不同，時(shí)ud波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分，而電感性負(fù)載時(shí)，由于電感L的作用，ud現(xiàn)負(fù)的部分；電阻負(fù)載波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分；帶電感性負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90。因?yàn)樵赼=90時(shí)，Ud波形上下對(duì)稱，平均值為零。(2)基本參數(shù)關(guān)系l 當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)(即帶電感性負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載a60時(shí)，整流電壓平均值為： l 輸出電流平均值為：Id=Ud/R3.2.6三相橋式全控整流的電流有效值當(dāng)整流變壓器采用星形聯(lián)結(jié)，帶阻感負(fù)載時(shí)，變壓器二次側(cè)電流波形如圖2-4中所示，為正負(fù)半周各寬120o、前沿相差180o的矩形波，其有效值為 晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。三相橋式

17、全控整流電路接反電勢(shì)電感性負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，僅在計(jì)算I。時(shí)有所不同，接反電勢(shì)電感性負(fù)載時(shí)的工。為： Id=(UdE)/R3 系統(tǒng)硬軟件設(shè)計(jì)3.1 硬件設(shè)計(jì)3.1.1 電路框圖美國(guó)德州Cygnal公司推出的一種混合信號(hào)SOC型8位單片機(jī)C805F1單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片(SCO),具有與8051兼容的高速CIP一51內(nèi)核,與MCS一51指令集完全兼容,片內(nèi)集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬、數(shù)字外設(shè)及其他功能部件;內(nèi)置FLASH程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部RAM,大部分器件內(nèi)部還有位于外部數(shù)據(jù)存

18、儲(chǔ)器空間的RAM,即XRAM。CSO51F單片機(jī)具有片內(nèi)調(diào)試電路,通過(guò)4腳的JATG接口可以進(jìn)行非侵入式、全速的在系統(tǒng)調(diào)試。特別是C8051F020(簡(jiǎn)稱FO20)。它屬于C805F1系列中的FOZX子系列。其性能價(jià)格比在目前應(yīng)用領(lǐng)域極具競(jìng)爭(zhēng)力。電路框圖如圖 3.1.1 圖3.1.1 電路框圖3.1.2 設(shè)計(jì)方框圖用C8051一FO20作為MCU的中央處理器,其方框圖為:圖3.1.2 C8051 方框圖3.1.3 設(shè)計(jì)主電路圖主回路由工頻電壓交流380伏經(jīng)空氣開(kāi)關(guān)(過(guò)流,過(guò)壓保護(hù))到繼電器送到升壓變壓器選用380伏,650伏,800伏的電壓的等級(jí),并經(jīng)快速熔斷器(FUSE)后由三相橋式整流電路

19、(6個(gè)晶閘管構(gòu)成)整流為直流電壓到負(fù)載。該電路的保護(hù)功能是:過(guò)電壓保護(hù);過(guò)電流保護(hù)。設(shè)計(jì)主電路圖如圖3.1.3所示圖3.1.3 設(shè)計(jì)主電路圖3.2 軟件設(shè)計(jì)8位單片機(jī)程序由于功能相對(duì)單一，一般來(lái)說(shuō)，沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持。在這種情況下,程序的主體結(jié)構(gòu)只能由一個(gè)控制環(huán)路組成。本機(jī)的程序由一個(gè)控制環(huán)路和中斷組成。主控部分完成數(shù)據(jù)的接收，處理，顯示等任務(wù)。中斷部分完成SCR的觸發(fā),通訊接口等任務(wù)。圖3.2 觸發(fā)系統(tǒng)工作示意圖3.2.1 軟件設(shè)計(jì)及流程1.8031與主CPU信息的交換:(l)接收主CUP的信息是以響應(yīng)NITBI中斷方式進(jìn)行的,當(dāng)響應(yīng)中斷后首先讀取374(l)的數(shù)值,判斷高二位是否全1,若是

20、轉(zhuǎn)入命令譯碼,并執(zhí)行有關(guān)命令, 對(duì)于有些命令8031應(yīng)在內(nèi)部ARM中設(shè)立標(biāo)志,如收到工作方式命令,在3HE單元存放命令號(hào);命令E7表示來(lái)自主CUP的數(shù)據(jù)代表a,命令F8表示來(lái)自主機(jī)的數(shù)據(jù)為晶閘管設(shè)備輸出電壓的百分?jǐn)?shù),收到F7、F8后8031對(duì)內(nèi)部RMA的第OHD位進(jìn)行置位或清零,為以后的操作保存依據(jù)。來(lái)自主CUP的數(shù)據(jù)在O一191之間,用它來(lái)表示電壓百分?jǐn)?shù),其分辨率不大于1%,表示a其分辨率不大于1。8031收到數(shù)據(jù)后,若ODH=0則應(yīng)根據(jù)各電路形式標(biāo)志,查表取得對(duì)應(yīng)的a值,然后將其轉(zhuǎn)換成r并算出其y值,再將r轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的定時(shí)脈沖個(gè)數(shù)Ar。若244的輸出包含著檢測(cè)工作情況的信息.8031應(yīng)對(duì)其

21、進(jìn)行掃描檢和判斷.若不正常置位Pl口的零位并向374寫入告警代碼,向主機(jī)申請(qǐng)中斷。(2)定時(shí)器使用8031內(nèi)部定時(shí)器C/T。作為區(qū)域和r定時(shí),8031晶振選用6MHz,一個(gè)計(jì)時(shí)周期為Zus,50Hz的600。需1667個(gè)脈沖.定時(shí)器初值為F97HC。在一個(gè)時(shí)區(qū)內(nèi)C/T。采用兩次定時(shí),第一次定時(shí)從本區(qū)起點(diǎn)開(kāi)始,定時(shí)器初值為FFFFH一rA,第一次定時(shí)的角度為r。第一次定時(shí)中斷后,即由P1口輸出觸發(fā)脈沖。第二次定時(shí)緊接著第一次定時(shí)結(jié)束。C/T。的初始值為F97Hc十Ar,故第二次定時(shí)的角度為60于r這樣兩次定時(shí)為600,緊接著進(jìn)入下一次時(shí)區(qū)。c/TO作為脈寬定時(shí),在C/T。第一次定時(shí)中斷時(shí)起動(dòng)c/

22、T1,其初值根據(jù)所需脈寬決定,c/Tl,定時(shí)溢出時(shí)CPu清零P1口,輸出脈沖終止。主要的程序流程圖如下: 圖3.2.1a 主程序框圖 圖3.2.1b T2中斷程序圖圖3.2.1c T1中斷程序圖4主電路保護(hù)4.1 過(guò)電壓的產(chǎn)生和保護(hù)1）外因過(guò)電壓:主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)中的操作過(guò)程等外因(1)操作過(guò)電壓:由分閘、合閘等開(kāi)關(guān)操作引起(2)雷擊過(guò)電壓:由雷擊引起因此該電路的正極與設(shè)備地相聯(lián)接。2)內(nèi)因過(guò)電壓:主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程(1)換相過(guò)電壓:晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后不能立刻恢復(fù)阻斷,因而有較大的反向電流流過(guò),當(dāng)恢復(fù)了阻斷能力時(shí),該反向電流急劇減小,會(huì)由線路電

23、感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓;(2)關(guān)斷過(guò)電壓:全控型器件關(guān)斷時(shí),正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓。4.2 過(guò)電流的保護(hù)過(guò)電流-分為過(guò)載和短路兩種情況1)常用措施(1)快速熔斷器、直流快速開(kāi)關(guān)和過(guò)流繼電器,同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施,提高可靠性和合理性;(2)電子保護(hù)電路作為第一保護(hù)措施,快熔僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù),直流快速開(kāi)關(guān)一般整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù),過(guò)流繼電器一般整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作。2)快速熔斷器(熔斷時(shí)間可達(dá)到5mS以下)電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種過(guò)電流保護(hù)措施,選擇快熔時(shí)應(yīng)考慮:(1)電壓等級(jí)根據(jù)熔斷后快熔實(shí)際承受的電壓確定(2)電流容量按其在主

24、電路中的接入方式和主電路聯(lián)結(jié)形式確定(3)快熔的I2t值應(yīng)小于被保護(hù)器件的允許I2t值(4)為保證熔體在正常過(guò)載情況下不熔化,應(yīng)考慮其時(shí)間-電流特性(5)快熔對(duì)器件的保護(hù)方式:全保護(hù)和短路保護(hù)兩種全保護(hù)：過(guò)載、短路均由快熔進(jìn)行保護(hù),適用于小功率裝置或器件裕度較大的情況。短路保護(hù)方式:快熔只在知路電流較大的區(qū)域起保護(hù)作用。3)快速開(kāi)關(guān)和過(guò)流繼電器(l)快速開(kāi)關(guān)用在直流電路中,它的完全分?jǐn)鄷r(shí)間最快為10ms。(2)過(guò)流繼電器有直流和交流兩種,它們的動(dòng)作時(shí)間一般為幾百ms。(3)在實(shí)際裝置中,為了避免經(jīng)常更換快熔,一般需用較小容量快速開(kāi)關(guān)或過(guò)流繼電器,而同時(shí)選用較大容量的快熔。這樣,在發(fā)生過(guò)流時(shí),快速開(kāi)關(guān)或過(guò)流繼電器首先動(dòng)作,即使動(dòng)作速度不如快熔,同樣可以保護(hù)器件。經(jīng)過(guò)復(fù)位后,又可正常工作。4)使用電子保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)(1)有對(duì)重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備,或全控型器件(很難用快熔保護(hù)),需采用反饋電子電路進(jìn)行過(guò)電流保護(hù),其響應(yīng)最快。(2)一般采用電流互感器檢測(cè)主電路電流,轉(zhuǎn)換成直流電壓后送給電壓比較器,與設(shè)定值進(jìn)行比較。優(yōu)點(diǎn)一是響應(yīng)迅速,二是設(shè)定過(guò)流值方便。5 軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試5.1 仿真模型電路設(shè)計(jì)三相橋式半控