PDF《可控硅在电机软启动领域中的选择与应用》

可控硅在电机软启动领域中的选择与应用 一 、晶闸管产品特点简介 从本世纪

50 年代我国生产晶闸管器件问世以来 经历了

50 多年的历史刚开始时 由于制造工艺水平不成熟 性能很 不稳定 那时有人称之为可怕硅现在随着制造水平的提高 各种性能相当稳定 已朝着大电流 3000A 以上 高电压 6000V 以上方向发展.

英文为 Thyristor,也称为可控硅 Silicon Controlled Rectifier 它是一种具有 P-N-P-N 四层三个 PN 结的功率半导体 器件 它有三个电极 阳极 A 阴极 K 控制门极 G 是一种电流控制型器件 要使其导通必须具备两个条件 一是阳极 电位高于阴极电位 即正偏置 二是控制门极施加足够功率和宽度的触发脉冲信号晶闸管具有如下特点 导通后即使 控制门极触发信号撤去 只要流过器件的正向电流大于维持电流 一般几十个毫安 它还能导通 也就是说通过关断触 发信号来关断晶闸管是不行的 这点与 IGBT GTR MOSFET 不同 要想关断它 必须将维持导通的电流减小至维持 电流以下 因此有时需要进行强迫关断,即在需关断时,对它施加反偏置电压(即反压) 直至其关断. 相对其他功率器件晶闸管因其具有低的导通压降 过流能力强耐冲击耐高压所以在各种不同类型的电力电子变换装 置中被广泛使用交流电机软启动就是一个典型的应用. 二 、晶闸管参数说明 作为使用者来说 要正确使用晶闸管 首先就要对晶闸管的各项电气参数有一个详细的了解这样就可以正确地选型 但往往在实际工作中 大多数人并不完全了解 如晶闸管额定电流标称的是平均值概念 实际工作中负载标称的额定 电流是有效值 两者之间是有根本区别的 因此有必要对几个主要参数作出一些说明. 晶闸管额定电流平均值 IT(AV) IF(AV) 从图 a 中可以计算出额定通态电流平均值 IT(AV)和正弦半波电流峰值 Im 之间数学表达式为:

1 单只晶闸管额定通态电流方均根值(即有效值) IRMS

2 两只单独封装的晶闸管反并联交流有效值:IRMS 如图 b 两只独立封装可控硅反并联后形成一个双向可控硅 因双向可控硅晶闸管额定电流不能用平均值标称 因流 过的电流为交流电 平均值为零 所以只能用交流有效值 IRMS 标称 由公式(1) 每个晶闸管通过的半波峰值均 为Im= IT(AV) 正负两个半波刚好组成一个完整的正弦波 该正弦波峰值为 x IT(AV) 所以流过 MTX 模块的额 定有效值(方均根值) π *IT(AV) IRMS= =2.22 IT(AV)――(3)

3 MTX 型号模块交流有效值 IRMS 如图 c MTC 型号模块从外部将电极

1 和2联接在一起后 就是 MTX 型号模块 反并联形成一个双向可控硅晶闸 管 所以也只能用交流有效值 IRMS 标称 公式

3 同样适用 但由于考虑到 MTX 内部每个晶闸管额定平均电流 IT (AV)值是在单独测试情况测得的,双管芯同时工作时(严格说相差 10ms 交替导通),管芯之间热量相互会有一点 影响 故按 IRMS=(1.6-2.0) IT(AV)考虑平均值和方均根(即有效值)为宜. 晶闸管耐压的参数 VDRM;

VRRM;

VDSM;

VRSM 晶闸管电压指标有 断态正向不重复峰值电压 VDSM 断态正向重复峰值电压 VDRM 断态反向不重复峰值电压 VRSM 断态反向重复峰值电压 VRRM 以上概念中重复意味着晶闸管阴阳极承受的电压在一定的漏电流范围内是可 以重复施加的 不重复意味着晶闸管阴阳极承受电压的最大峰值 超过此最大值漏电流变大 超过额定值 室温和结温 时漏电流额定值不一样 所以讲耐压指标时 不能脱离漏电流 漏电流指标生产商在产品说明书中或合格证中都给出 了明确的范围 一般地说 室温漏电流在 2mA 以下 结温漏电流在 20mA 以下. 对重复峰值电压和不重复峰值电压 国外一般按 VDRM= VDSM-100V VRSM= VRSM-100V 标称 国内一般按 VDRM= VDSM-200V VRRM= VRSM-200V 或VDRM= VDSM 80-90 %VRRM= VRSM 80-90 %标称.