SF15
800A
SS13
SF16
1000A
SS14
SF17
1000A-3000A
SS14
其中 SF 系列风冷散热器是指在强迫风冷(风速 6m/s)条件下的推荐配置 用户在使用
时应根据实际散热条件并考虑可靠性要求进行选择 对于 1000A 以上元件一般不推荐使用 风冷散热器 若使用风冷散热器 则元件额定电流需降额使用
恢复特性一致的元件 特别是元件串联工作于较高 di/dt 的逆变线路中时 其反向恢复特性
对动态均压起主要作用
六 散热器与元件的安装 元件的冷却方式有加装散热器自然冷却 风冷和水冷等方式 为了使元件充分地发挥其 额定性能并加强使用中的可靠性 除必须科学地选择散热器外还需正确地安装 只有正确地 安装散热器才能保证其与元件芯片间的热阻 Rj-hs 满足数据表中的要求 在元件与散热器的安装时 应注意以下事项 1 散热器的台面必须与元件台面尺寸相匹配 防止压扁 压歪损坏器件 2 散热器台面必须具有较高的平整 光洁度 建议散热器台面粗糙度小于或等于 1.6
大影响 为保证元件工作在最佳状态 并增强抗干扰性能 对晶广泰州公晶司泰所电有子晶科闸技管有限公建司议 门极触发脉冲电流幅值 IGM=2 5A <10A 上升率 diG/dt 2A/µs 上升时间 tr 1µs 即采用极陡前沿的强触发脉冲 见图四
五 元件串并联使用
图四
元件串并联使用时 线路上应采取门极强触发脉冲 均流 均压措施 还须挑选开通
有合适 tq 值的元件 以上简略介绍了整流和逆变工作条件下元件的选择 在许多情况下 除了元件的额定
电压 电流外 还要根据具体条件选择元件的门极参数 通态压降以及断态电压临界上升 率 dv/dt 和通态电流临界上升率 di/dt 三 元件的保护
晶闸管元件的电压和电流过载能力极差 尤其是耐压能力 瞬时的过压就会造成元件 永久性的损坏 为了使元件能长期可靠地运行 必须针对过压
用户未作特别要求时 广晶州泰晶泰电子科技有限公司所提供的成套元件都按标准配置安装
散热器。
电容 C 通常在 0.1-1 F 耐压选元件耐压的 1.1-1.5 倍 具体 R C 取值可根据元件型 号及工作情况调试决定 注意保证电阻 R 的功率 尤其在中频逆变电路中 使之不会因发 热而损坏
2 过流保护 晶闸管元件在短时间内具有一定的过流能力 但在过流严重时 不采取保护措施 就
会造成元件损坏 在线路设计和元件选择时应考虑负载短路和过载情况 确保在异常情况 下设备能自动保护 一般有以下几种措施 见图三
半波电流平均值 ITAV IFAV 对应元件额定有效值 IRMS=1.57 ITAV 实际使用中 若不能保 证散热器温度低于规定值,或散热器与元件接触热阻远大于规定值 则元件应降额使用
3 晶闸管通态电流上升率 di/dt 参数表中所给的为元件通态电流上升率的临界重复值 其对应不重复测试值为重复值 的 2 倍以上 在使用过程中 必须保证元件导通期任何时候的电流上升率都不能超过其重 复值 4 晶闸管使用频率 晶闸管可工作的最大频率由其工作时的电流脉冲宽度 tp 关断时间 tq 以及从关断后承 受正压开始至其再次开通的时间 tV 决定 fmax=1/ tq+tp+tV 根据工作频率选取元件时必须 保证元件从正向电流过零至开始承受正压的时间间隔 tH>tq 并留有一定的裕量 随着工作 频率的升高 元件正向损耗 Epf 和反向恢复损耗 Epr 随之升高 元件通态电流须降额使用
广州晶泰电子科技有限公司可提供SS水冷系列和SF风冷系列以及各类非标及组件散热
为元件配套使用
根据元件通态额定平均电流推荐配置的标准型散热器型号见下表
元件通态额定平均电流 100A-200A
推荐散热器型号
水冷
风冷
SS11
SF12
300A 400A
SS12
SF13 SF13 SF14
500A-600A
SS12 SS13
IT AV = 2-3 Id/(1.57 2 )=(0.9-1.5) Id 3 关断时间 tq 并联逆变线路中 KK 元件的关断时间选择要根据触发引前时间 tf 和换流时间 tr 来决定 一般取
1 tq=(tf-tr) (1.5 ~ 2)
(当功率因数为 0.8 时 tf 约为周期的十分之一 tr 按元件 di/dt 小于或等于 100A/ S 来确定) 在频率较高时 可通过减小换流时间 tr 并适当牺牲功率因数增加 tf 的方法来选择具
表 1 整流器件的最大峰值电压 UM 及通态平均电流计算系数 Kfb
整流电路
单相半波
单项双半 波
单项桥式
三相半波
三相桥式
带平衡电抗 器的双反星
型
UM
2 U2
2 2 U2
2 U2
6 U2
6 U2
6 U2
电阻
Kfb 负载
1
0.5
0.5
0.374
0.368
0.185
=0O
电感 负载
0.45
0.45
0.45
二 元件的选择 正确地选择晶闸管 整流管等电力电子器件对保证整机设备的可靠性及降低设备成本
具有重要意义 元件的选择要综合考虑其使用环境 冷却方式 线路型式 负载性质等因 素 在保证所选元件各参数具有裕量的条件下兼顾经济性 由于电力电子器件的应用领域 十分广泛 具体应用形式多种多样 下面仅就晶闸管元件在整流电路和单项中频逆变电路 中的选择加以说明
电力电子器件应用指南
一 参数说明 1 本手册参数表中所给出的数据 ITSM I2t dv/dt di/dt 指的是元件所能满足的最小
值 Qr VTM VTO rT 指元件可满足(不超过)的最大值 2 通态平均电流额定值 ITAV IFAV ITAV IFAV 指在双面冷却条件下 在规定的散热器温度时 允许元件流过的最大正弦
水冷散热器安装图见下图(图五):
散热体 晶闸管 螺栓 螺母 垫圈 均匀拧紧使张口接近为零 压盖 上绝缘垫块 平垫圈2 碟形弹簧
平垫圈1 下绝缘套管
绝缘套 安装板
图五
在使用中需注意 风冷方式加装散热器后 一般要求风速不低于 6m/s 水冷方式要求 水冷散热器水流量不小于 4 103 ml/min 进水温度 5 -35 ,水质 2.5K cm
0.368
0.368
0.184
注 U2 为主回路变压器二次相电压有效值 单项半波电感负载电路带续流二极管
2 中频逆变元件的选择
一般 400Hz 以上的工作条件下 应考虑使用 KK 器件 频率在 4KHz 以上时 可考虑使
用 KA 器件 这里主要介绍一下并联逆变电路中元件的选择 见图一
图一
1 元件正向和反向峰值电压 VDRM VRRM 元件正向和反向峰值电压应取其实际承受最大正 反向峰值电压的 1.5-2 倍 假设逆变
硒
容
堆
保
保
护
护
避雷器
压 敏 电 阻 保 护
压 敏 电 阻 保 护
直流测
晶 闸 管 泄 能 保 护
图二
1 在变压器一次侧接上避雷器 在二次侧加装阻容保护 硒堆 压敏电阻等非线性电 阻元件进行保护 在整流直流侧采取压敏电阻和泄能保护装置 以防止元件承受过电压
2 在晶闸管阴阳极两端直接进行保护 晶闸管关断过程中主电流过零反向后迅速由反 向峰值恢复至零电流 此过程可在元件两端产生达正常工作峰值电压 5-6 倍的尖峰电压 一般建议在尽可能靠近元件本身的地方接上阻容吸收回路 电阻 R 选无感电阻 通常取 5-30
有效值为 KId 则所选器件的额定通态电流应为
IT AV = 1.5-2 KId / 1.57=KfbId Kfb 为计算系数 对于控制角 =0O 时 各种整流电路下的 Kfb 值见表 1 选择元件 IT AV 值 还应考虑元件散热方式 一般情况下风冷比水冷相同元件的额定电流值要低 自然冷却情
况下 元件的额定电流要降为标准冷却条件下的三分之一
m 平整度小于或等于 30 m 安装时元件台面与散热器台面应保持清洁干净无 油污等脏物 3 安装时要保证元件台面与散热器的台面完全平行 同心 安装过程中 要求通过元 件中心线施加压力以使压力均匀分布在整个接触区域 用户手工安装时 建议使用 扭矩扳手 对所有紧固螺母交替均匀用力 压力的大小要达到数据表中的要求 4 在重复使用水冷散热器时 应特别注意检查其台面是否光洁 平整 水腔内是否有 水垢和堵塞 尤其注意台面是否出现下陷情况 若出现了上述情况应予以更换
1 整流电路器件选择 工频整流是晶闸管元件最常用的领域之一 元件选用主要考虑其额定电压和额定电流 1 晶闸管器件的正反向峰值电压 VDRM 和 VRRM 应为元件实际承受最大峰值电压 UM 的 2-3 倍 即 VDRM/RRM= 2-3 UM 各种整流线路对应的 UM 值见表 1 2 晶闸管器件的额定通态电流 IT AV 晶闸管的 IT AV 值指的是工频正弦半波平均值 其对应的有效值 ITRMS=1.57IT AV 依照发热相等的原则 按实际流经器件的电流所产生的 功耗小于器件允许最大功耗的原则选取器件 在简单计算中 可近似按实际电流有效值 ≤1.57IT AV 来选择 为使元件在工作过程中不因过热损坏 流经元件的实际有效值应在乘以 安全系数 1.5-2 后才能等于 1.57IT AV 假设整流电路负载平均电流为 Id 流经每个器件的电流
器直流输入电压为 Ud 功率因数为 cos 则
VDRM/RRM= 1.5-2 Ud / 2cos 2 元件的额定通态电流 IT AV
考虑到元件在较高频率下工作时 其开关损耗非常显著
元件的额定通态电流应按实
际流过其有效值 I 的 2-3 倍来考虑 即
IT AV = 2-3 I/1.57 假设逆变器直流输入电流为 Id 则所选器件 IT AV 为
1.57IT(AV) IKR IT IT(AV)为元件额定电流 IT 为元件实际工作电流有效值