过电流保护在可控硅整流设备中的运用

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序言

可控硅整流设备无论在供电系统或是在工业化的各个领域中已获得广泛运用。如行业中，运用于冶金行业；化工制造行业中，运用于电解法、电镀工艺；在供电系统中，既可做为控制系统、维护的工作中开关电源，同为又可做为电瓶的电池充电设备。可控硅整流设备要安全性运作，务必有安全可靠的保障措施。在整流器设备负载或是輸出出现短路时，保障措施能带来可靠防护功效，使设备不会受到毁坏。大家把这类维护作用，归纳为过流保护维护和过电流保护。这二种维护是不是靠谱，立即影响到商品的品质，意味着着商品的水准。

1 可控硅整流设备的操纵基本原理

1.1可控硅整流设备的开环控制

以三相全控桥为例子，可控硅整流设备的输出电压Ud与晶闸管操纵角α中间的关联以下：

Ud=1.35Uzlcosα

式中：Ud—可控硅整流设备输出电压；Uzl—低压变压器二次侧部工作电压；α—晶闸管操纵角。

由上式能够看得出，可控硅整流设备的输出电压与晶闸管操纵角α有关系。在如图所示1中α事实上由操纵工作电压Uy决策，即当Uy提升时，α扩大，则Ud减少；当Uy减少时，α减少，则Ud扩大。因此调整Uy的尺寸，能够操纵整流器设备的输出电压值。这便产生了整流器设备的开环控制。

1.2可控硅整流设备的闭环控制系统

整流器设备的輸出根据调整模块，来操纵Ud这一全过程便产生了可控硅整流设备的闭环控制系统。如图2所显示。图上的调整模块为全部自动控制系统的关键，这一调整模块设计方案的怎样，决策着整流器设备能不能正常的工作中。

1.3调整模块

调整模块的组成及基本原理如图所示3所显示。图上Uvf为设备Uif为设备输出电压或电流量意见反馈数据信号。当仅有工作电压意见反馈Uvf时，整流器设备工作中在恒流源情况下；当仅有电流量意见反馈UIf时，设备工作中在恒流电源情况下。R1、R3、R5、C、N组成了PI控制器。PI控制器輸出Uy与电流意见反馈Uvf中间的影响为：

由式中还可以看得出，Uvf决策Uy，进而决策整流器设备的输出电压Ud，那样就组成了一个自动调节系统软件。这一调整模块的添加，使整流器设备全自动工作中在恒流源或恒流电源情况。

当电力网起伏或变压器设备负荷变动而造成整流器设备输出电压高过輸出整时间常数时，工作电压意见反馈Uvf上升，Uy也上升，则操纵角α扩大。由整流器设备輸出电压公式能够看得出，Ud相对应减少，操纵角α减少，使Ud扩大，以做到整时间常数。根据这类自动调节，使整流器设备做到平稳电流的目地。整流器设备处在恒流电源运行状态时，其控制全过程与恒流源情况的控制全过程基本原理同样，这儿已不过多阐释。

RP1为整流器设备输出电压或电流的设定电阻器，根据RP1的调节，使设备輸出一定的电流或电流。

2 过流保护维护

过流保护维护是在整流器设备工作中在恒流源情况下所添加的一种保障措施。当整流器设备輸出电流量超出额定电压时，这类维护能使整流器设备的输出电压减少，并使设备再次运作，如图4所显示。

电流量意见反馈数据信号Uif历经运放电路变大，再历经反相器倒相后，与电流意见反馈数据信号Uvf根据选通电源电路相迭加在一起，作为PI控制器的键入。这儿UIfˊ=R7/R5（R2/R1?Uif R2/R3?URP1）

运放电路N1与反相器N2进行电流量意见反馈数据信号的扩大功效。电源电路应当那样设计方案和调节，当整流器设备輸出电流量超过輸出电流量额定电流，即|UIf|>|URP1|时，确保UIFˊ>Uvf；当整流器设备輸出电流量小于輸出电流量额定电流即|UIf|<|URP1|时，UIFˊ< Uvf，而选通电源电路能确保：

当UIFˊ>时，Uˊ=UIFˊ-Uv2
当UIFˊ<时，Uˊ=Uvf-Uv1
Uv1—二极管V1的管损耗，Uv2—二极管V2的管损耗。

总的来说，电流量意见反馈与电流意见反馈经选通电源电路后，确保只有一个数据信号做为PI控制器的键入。换句话说，当整流器设备輸出电流量超过电流量额定电流时，则仅有电流量意见反馈做为PI控制器的键入，那麼整流器设备处在恒流电源运行状态。当整流器设备輸出电流量小于电流量额定电流时，仅有工作电压意见反馈做为PI控制器的键入，则整流器设备工作中在恒流源情况下。

不难看出，整流器设备仅有添加过流保护维护后，在高负荷运转时，电流量能遭受合理的抑止，元器件不容易被毁坏，设备能获得靠谱的维护。

在具体工作上，用以给电瓶充电的变压器设备，就常常工作中在过流保护情况下。例如，在为电瓶恒流源电池充电时，因为充电电池原始工作电压很低，整流器设备的输出电压与充电电池直流电压中间的压力差很大，则电流非常大，超过整流器设备輸出的额定电压，但因为整流器设备中配有过流保护功效，设备便可在稳定輸出情况下恒流电源运作，伴随着电池电压的升高，使整流器设备逐渐摆脱过流保护阶段，全自动变为恒流源运行状态。图5得出了整流器设备在为电瓶充电时的工作电压、电流量与时间段的影响曲线图。

3 过电流保护

用在可控硅整流设备中的过电流保护方法许多，如快速熔断器维护、迅速电流继电器维护、全自动空气断路器维护和电子器件控制回路维护等。依据十几年的真实工作经验，大家使用电子器件控制回路作整流器设备的过电流保护对策，其基本原理见图6所显示。

晶闸管开启单脉冲是由一个脉冲信号数据信号Uk来操纵，当Uk为“1”电平常，晶闸管开启单脉冲关闭，则整流器设备輸出为0。当Uk为“0”电平常，晶闸管开启单脉冲一切正常輸出，则整流器设备输出电压为Ud。

图6中，R1，R2，N构成电压比较器，根据RP1来设定过电流保护值；V1为钳位二极管，Uk为晶闸管开启单脉冲輸出的操控数据信号。当整流器设备輸出电流量超过额定电流的20%时，电流量意见反馈UIF>URP1，则电压比较器輸出为“0”脉冲信号，使三极管V2截至，这时Uk为“1”脉冲信号，使整流器设备输出电压为0。钳位二极管V1为了确保在发生过电流时，电压比较器輸出电位差为“0”脉冲信号，使整流器设备靠谱关闭。

这类过电流保护电源电路的设计方案，保证了在整流器设备輸出正负短路故障时，不至于毁坏设备中的一切元器件。实践经验证明，这类电源电路工作中极其靠谱。

4 总结

过流保护、过电流保护在可控硅整流设备中的健全，使整流器设备运作起來更为可以信赖。这类保障措施不但适用可控硅整流设备，并且一样适用开关电源电路和其他直流电稳压管设备，在供电系统中，为没有人恪尽职守给予了很有可能，并为自动式整流器设备的产生打下了基本。

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