当前位置:文档之家› 可控硅中频电源

可控硅中频电源

可控硅中频电源
恒远电炉是国内知名度最高的感应加热设备研发、设计、制造的服务企业,对于设备的原包装备品备件都依从IS09002质量标准生产。

中频电源是感应加热设备中必不可少的装置。

可控硅中频电源装置简称为可控硅中频装置,是利用可控硅的开关特性把50Hz的工频电流变换成中频电流的一种电源装置(2kHz-8kHz)主要是在感应熔炼、感应淬火等领域中广泛应用。

它的优点是:效率高。

可控硅电源装置具有相当高的变换效率(90-95%),输出功率低时,电源转换效率并不降低,特别是在热处理行业中,有些工件需要分段加热,频繁开机和停机,在停机状态下无损耗。

因此,在感应加热行业中采用可控硅中频装置可节约能源。

体积小重量轻
可控硅装置的调节范围大。

频率可随负载参数改变而自动变化(即所谓频率跟踪)。

负载回路保持在近乎谐振状态,既在最佳状态下工作,在加上中频电源有一系列的自动保护装置,使它的工作稳定可靠。

启动灵活
可控硅变频装置一般采用零压软启动零压软启动,启动成功率高无冲击,快而平稳。

河北恒远电炉中频电源基于以上几个方面,并伴随着新的集成电路的开发成功,其高度的稳定性及结构紧凑性,深受广大用户的欢迎。

晶闸管的保护
1.过压保护
由于晶闸管的击穿电压接近工作电压,线路中产生的过电压容易造成器件打压击穿,正常工作时凡发生超过晶闸管能承受的最高峰值电压的尖脉冲等统称为过电压。

产生过电压的外部原因主要是雷击、电网电压激烈波动或干扰,内部原因主要是电炉状态发生变化时积累的电磁能量不能及时消散,过电压极易造成模块损坏,因此必须采取必要的限压保护措施,把晶闸管承受的电压在正反向不重复峰值电压VRSM、VDSM值以内,常用的保护措施如下:
※晶闸管关断过电压(换流过电压、空穴积蓄效应过电压)保护
当晶闸管关断、正向电流下降到零时,管芯内部会残留许多载流子,在反向电压的作用下会瞬间出现反向电流,使残留的载流子迅速消失,形成极大的di/dt.及使线路中串联的电感很小,由于反向电势V=-Ldi/dt,所以也能产生很高的电压尖峰(或毛刺),如果这个尖峰电压超过晶闸管允许的最大峰值电压不能突变的特性吸收尖峰电压。

阻容吸收回路要尽可能靠近晶闸管A、K端子,引线要尽可能短,最好采用无感电阻,千万不能借用门极回路的辅助阴极导线(因辅助阴极导线的线轻很细,回路中过大的电流会将该线烧断)。

※交流测过电压及保护
由于交流电路在接通断开时出现暂态过程,因此产生电压,例如交流开关的开闭,交流侧熔断器等引起的过电压。

对于这类过电压保护,目前普遍的保护方法是并接阻容吸收电路和压敏电阻。

阻容吸收保护应用广泛,性能可靠,但正常运行时电阻上消耗功率,引起电阻发热,且体积较大,对于能量较大的过电压不能完全抑制。

压敏电阻是一种非线性元件,它是以氧化锌为基体的金属氧化物,有两个电极,极间充填有氧化铋等及晶粒。

正常电压时晶粒是高阻,漏电流仅有100uA左右,但过电压时发生的电子雪崩使其呈低阻,电流迅速增大从而吸收了过电压。

一般情况下,其在220V AC电路里使用标称470~680V,在380V AC电路里使用标称780~1000V的压敏电阻,由于其吸收电能的功率限其直径有关,直径大的功率就大,一般选用直径12~20的即可。

2.过电流保护
电力半导体开关器件对温度的变化较为敏感,过电流会使半导体芯片过热而造成品质下降,寿命降低甚至永久性损坏。

虽然模块在10ms内可以承受额定电流10倍以上的非重复的浪涌电流源,但很多时候过电流的时间都大于此值,很容易在成永久性损坏,因而,过电流的保护是很重要的,过电流的保护方法很多,像在交流进线申接漏抗大的整流变压器、接电流检测和过流继电器和直流快速开关等措施,但关键在于反应速度要快,对于小模块浪涌电流值的过电流,常用的电子过流保护电路可以立即切断可控硅的触发脉冲,使可控硅在电流过零时换向时关断,但对于在10*3ms(50/60HZ)以内超过SCR的浪涌电流承受值的浪涌电流和短路电流,一般的保护电路是无效的,应考虑采用半导体器件专用的快速熔断器,熔断器的标称熔断电流不应超过模块标称电流值的1.57倍,即小于模块的通态电流的有效值。

在选择快熔时应慎重选择,误选质量差的快熔。

与普通熔断器比较,半导体专用快速熔断器是专门用来保护电力半导体功率器件过流的元件,它具有快速熔断的特性,在流过6倍额定电流时其熔断时间小于工频的一个周期(20ms)。

快速熔断器可接在交流侧直流侧或与晶闸管桥壁串联,后者直接效果最好,一般来说快速熔断器额定电流值(有效值)应小于被保护晶闸管的额定方均根通态电流(即有效值)ITRMS即1.57ITA V,同时要大于流过晶闸管的实际通态方均根电流(即有效值)ITRMS。

即1057ITA V≥IRD≥IRMS
※电压及电流上升率的保护
电压上升率(dv/dt)
晶闸管阻断时,其阴阳极之间相当于存在一个PN结电容,当突加正向阳极电压时会产生充电电容电流,此电流可能导致晶闸管导通。

因此,对晶闸管施加的最大正向电压上升率必须加以**。

常用方法是在晶闸管两端并联阻容吸收元件。

电流上升率(di/dt)
晶闸管开通时,电流是从靠近门极开始导通然后逐渐扩展到整个管芯的有效PN结果造成门极附近的阴极区局部电流密度过大,发热过于集中,PN结的温度迅速上升形成熟点,使其在很短的时间内超过额定结温导致晶闸管工作失效甚至烧毁,所以必须限定晶闸管通态电流上升率(di/dt)。

一般是在桥臂中串入电感或铁渣氧磷环。

相关主题