過流保護在可控硅整流裝置中的應用

    可控硅整流裝置不論在電力系統還是在現代工業的各行各業中已得到廣泛應用。如冶金行業中，應用于金屬冶煉；化工行業中，應用于電解、電鍍；在電力系統中，既可作為系統控制、保護的工作電源，同是又可作為蓄電池的充電裝置。可控硅整流裝置要安全運行，必須有可靠的保護措施。在整流裝置過載或者輸出短路時，保護措施能起到安全保護作用，使裝置不受損壞。我們把這種保護功能，歸結為限流保護和過流保護。這兩種保護是否可靠，直接影響產品的質量，代表著產品的水平。

    1 可控硅整流裝置的控制原理

    1.1可控硅整流裝置的開環控制

    以三相全控橋為例，可控硅整流裝置的輸出電壓Ud與可控硅控制角α之間的關系如下：

    Ud=1.35Uzlcosα

    式中：Ud—可控硅整流裝置輸出電壓；Uzl—整流變壓器二次側線電壓；α—可控硅控制角。

    由上式可以看出，可控硅整流裝置的輸出電壓與可控硅控制角α有關系。在如圖1中α實際上由控制電壓Uy決定，即當Uy增加時，α增大，則Ud減�。划擴y減小時，α減小，則Ud增大。所以調節Uy的大小，可以控制整流裝置的輸出電壓值。這便構成了整流裝置的開環控制。

    1.2可控硅整流裝置的閉環控制

    整流裝置的輸出通過調節單元，來控制Ud這一過程便構成了可控硅整流裝置的閉環控制。如圖2所示。圖中的調節單元為整個控制系統的核心，這個調節單元設計的如何，決定著整流裝置能否正常工作。

    1.3調節單元

    調節單元的構成及原理如圖3所示。圖中Uvf為裝置Uif為裝置輸出電壓或電流反饋信號。當只有電壓反饋Uvf時，整流裝置工作在恒壓狀態下；當只有電流反饋UIf時，裝置工作在恒流狀態下。R1、R3、R5、C、N構成了PI調節器。PI調節器輸出Uy與電壓反饋Uvf之間的關系為：

    由式中可以看出，Uvf決定Uy，從而決定整流裝置的輸出電壓Ud，這樣就構成了一個自動調節系統。這一調節單元的加入，使整流裝置自動工作在恒壓或恒流狀態。

    當電網波動或整流裝置負載變化而引起整流裝置輸出電壓高于輸出整定值時，電壓反饋Uvf升高，Uy也升高，則控制角α增大。由整流裝置輸出電壓公式可以看出，Ud相應減小，控制角α減小，使Ud增大，以達到整定值。通過這種自動調節，使整流裝置達到穩定電壓的目的。整流裝置處于恒流工作狀態時，其調節過程與恒壓狀態的調節過程原理相同，這里不再贅述。

    RP1為整流裝置輸出電壓或電流值的設置電位器，通過RP1的調整，使裝置輸出一定的電壓或電流值。

2 限流保護

    限流保護是在整流裝置工作在恒壓狀態下所加入的一種保護措施。當整流裝置輸出電流超過額定值時，這種保護能使整流裝置的輸出電壓降低，并使裝置繼續運行，如圖4所示。

    電流反饋信號Uif經過運算放大器放大，再經過反相器倒相后，與電壓反饋信號Uvf通過選通電路

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