電力電子晶閘管參數(shù)的選擇

　　電力電子晶閘管參數(shù)的選擇【1】

　　摘 要：就可控硅勵磁設備和電機車上可控硅應用情況，在不同的場合、線路和負載的狀態(tài)下，對可控硅的重要參數(shù)的選擇進行了論證，以使設備運行更良好，使用壽命更長。

　　關鍵詞：可控硅;參數(shù);選擇

　　電力電子晶閘管亦即過去國內稱為可控硅，國外簡稱為SCR元件，是硅整流裝置中最主要的器件，它的參數(shù)選擇是否合理直接影響著設備運動性能。

　　合理地選用可控硅可提高運行的可靠性和使用壽命，保證生產和降低設備檢修成本費用。

　　本文就樂山冶金機械軋輥廠使用較多的磁選和電機車設備選用晶閘管有關電參數(shù)作出論述。

　　在一般情況下，裝置生產廠圖紙?zhí)峁┑目煽毓璧膮��?shù)最主要兩項：即額定電流(A)和額定電壓(V)，使用部門提出的器件參數(shù)要求也只是這兩項，在變頻裝置上的快速或中頻可控硅多一個換向關斷時間(tg)參數(shù)，在一般情況下也是可以的。

　　但是從提高設備運行性能和使用壽命的角度出發(fā)，我們在選用可控硅器件時可根據設備的特點對可控硅的某一些參數(shù)也作一些挑選。

　　根據可控硅的靜態(tài)特性，對可控硅器件參數(shù)的選擇提出如下幾點討論。

　　1 選擇正反向電壓

　　可控硅在門極無信號，控制電流Ig為0時，在陽(A)一一陰(K)極之間加(J2)處于反向偏置，所以，器件呈高阻抗狀態(tài)，稱為正向阻斷狀態(tài)，若增大UAK而達到一定值VBO，可控硅由阻斷突然轉為導通，這個VBO值稱為正向轉折電壓，這種導通是非正常導通，會減短器件的壽命。

　　所以必須選擇足夠正向重復阻斷峰值電壓(VDRM)。

　　在陽一一陰極之間加上反向電壓時，器件的第一和第三PN結(J1和J3)處于反向偏置，呈阻斷狀態(tài)。

　　當加大反向電壓達到一定值VRB時可控硅的反向從阻斷突然轉變?yōu)閷�通狀態(tài)，此時是反向擊穿，器件會被損壞。

　　而且VBO和VRB值隨電壓的重復施加而變小。

　　在感性負載的情況下，如磁選設備的整流裝置。

　　在關斷的時候會產生很高的電壓( ∈=-Ldi/dt)，如果電路上未有良好的吸收回路，此電壓將會損壞可控硅器件。

　　因此，器件也必須有足夠的反向耐壓VRRM。

　　可控硅在變流器(如電機車)中工作時，必須能夠以電源頻率重復地經受一定的過電壓而不影響其工作，所以正反向峰值電壓參數(shù)VDRM、VRRM應保證在正常使用電壓峰值的2-3倍以上，考慮到一些可能會出現(xiàn)的浪涌電壓因素，在選擇代用參數(shù)的時候,只能向高一檔的參數(shù)選取。

　　2 選擇額定工作電流參數(shù)

　　可控硅的額定電流是在一定條件的最大通態(tài)平均電流IT，即在環(huán)境溫度為+40℃和規(guī)定冷卻條件，器件在阻性負載的單相工頻正弦半波，導通角不少于l70℃的電路中，當穩(wěn)定的額定結溫時所允許的最大通態(tài)平均電流。

　　而一般變流器工作時，各臂的可控硅有不均流因素。

　　可控硅在多數(shù)的情況也不可能在170℃導通角上工作，通常是少于這一角度。

　　這樣就必須選用可控硅的額定電流稍大一些，一般應為其正常電流平均值的1.5-2.0倍。

　　3 選擇門極(控制級)參數(shù)

　　可控硅門極施加控制信號使它由阻斷變成導通需經歷一段時間，這段時問稱開通時間tgt，它是由延遲時間td和上升時間tx組成，tr是從門極電流脈沖前沿的某一規(guī)定起(比如門極電流上升到終值的90%時起)到通態(tài)陽極電流IA達到終值的10%那瞬為止的時間隔，tr是陽極電流從l0%上升到90%所經歷的時間。

　　可見開通時間tgt與可控硅門極的可觸發(fā)電壓、電流有關，與可控硅結溫，開通前陽極電壓、開通后陽極電流有關，普通可控硅的tgt10μs以下。

　　在外電路回路電感較大時可達幾十甚至幾百μs以上(陽極電流的上升慢)。

　　在選用可控硅時，特別是在有串并聯(lián)使用時，應盡量選擇門極觸發(fā)特征接近的可控硅用在同一設備上，特別是用在同一臂的串或并聯(lián)位置上。

　　這樣可以提高設備運行的可靠性和使用壽命。

　　如果觸發(fā)特性相差太大的可控硅在串聯(lián)運行時將引起正向電壓無法平均分配，使tgt較長的可控硅管受損，并聯(lián)運行時tgt較短的可控硅管將分配更大的電流而受損，這對可控硅器件是不利的。

　　所以同一臂上串或并聯(lián)的可控硅觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流要盡量一致，也就是配對使用。

　　在不允許可控硅有受干擾而誤導通的設備中，如電機調速等，可選擇門極觸發(fā)電壓、電流稍大一些的管子(如可觸發(fā)電壓VGT>2V,可觸發(fā)電流IGT：>150mA)以保證不出現(xiàn)誤導通，在觸發(fā)脈沖功率強的電路中也可選擇觸發(fā)電壓、電流稍大一點的管。

　　在磁選礦設備中，特別是舊的窄脈沖觸發(fā)電路中，可選擇一些VG、IG低一些的管子，如VGT<1.5V、IGT在≤100mA以下。

　　可減少觸發(fā)不通而出現(xiàn)缺相運行。

　　以上所述說明在某些情況下應對VGT和IGT參數(shù)進行選擇。

　　(以上舉例對500A的可控硅參考參數(shù))

　　4 選擇關斷時間(tg)

　　可控硅在陽極電流減少為0以后，如果馬上就加上正向陽極電壓，即使無門極信號，它也會再次導通，假如在再次加上正向陽極電壓之前使器件承受一定時間的反向偏置電壓，也不會誤導通，這說明可控硅關斷后需要一定的時間恢復其阻斷能力。

　　從電流過O到器件能阻斷重加正向電壓的瞬間為止的最小時聞間隔是可控硅的關斷時間tg，由反向恢復時間t和門極恢復時間t構成，普通可控硅的tg約150-200μs，通常能滿足一般工頻下變流器的使用，但在大感性負載的情況下可作一些選擇。

　　在中頻逆轉應用，如中頻裝置、電機車斬波器，變頻調速等情況中使用，一定要對關斷時間參數(shù)作選擇，一般快速可控硅(即kk型晶閘管)的關斷時間在10-50μs，其工作頻率可達到1K-4KHZ;中速可控硅(即KPK型晶閘管)的關斷時間在60-100μs，其工作頻率可達幾百至lKHZ，即電機車的變頻頻率。

　　5 選擇電壓上升率(dμ/dt)和電流上升率(di/dt)

　　當可控硅在阻斷狀態(tài)下，如在它的兩端加一正向電壓，即使所加電壓值未達到其正向最大值斷峰值電壓VDRM，但

　　只要所加的電壓的上升率超過一定值，器件就會轉為導通，這是PN結的電容引起充電，起到了觸發(fā)作用，式使可控硅誤導通。

　　不同規(guī)格的可控硅都規(guī)定了不同的dμ/dt值，選用時應加以注意，選擇足夠的dμ/dt的可控硅管。

　　一般500A的可控硅dμ/dt在100-200V/μs。

　　電機車工作頻率在幾百HZ以內選用KK或KPK晶閘管應選用dμ/dt200-1000V/μs之間。

　　當門極加入觸發(fā)脈沖后，可控硅首先在門極附近的小區(qū)域內導通.再逐漸擴大，直至全部結面導通，因此如在剛導通時陽極電流上升太快，即可能使PN結的局部燒壞。

　　所以對可控硅的電流上升率應作一定的選擇，器件通態(tài)電流上升率(di/dt)應能滿足電路的要求。

　　普通的可控硅(500A)的di/dt在50一300A/μs，在工頻條件下，如磁選機di/dt在50A/μs以下就可以滿足使用;在變頻條件下.如電機車di/dt必須在100A/μs以上。

　　當陽極電壓高而且在峰值時觸發(fā)的情況下對dμ/dt和di/dt的要求都比較高，除了應使設備避免在這種狀態(tài)下運行外，對可控硅的dμ/dt和di/dt同時也要選擇使用，選高一點參數(shù)的使用，另外開通時直接接有大電容容量回路時,也必須選用較大di/dt的可控硅器件。

　　6 選擇掣住電流IL和維持電流IH

　　當可控硅門極觸發(fā)而導通，若陽極電流IA尚未達到掣住電流IL值時，觸發(fā)脈沖一旦消失，可控硅便又恢復阻斷狀態(tài)，若IA>IL，雖去掉門極脈沖信號，仍維持可控硅導通。

　　對如磁選裝置等的電感性負載應加以注意。

　　負載電流(亦即陽極電流)增長的快慢對于門極脈沖消失后可控硅是否能繼續(xù)導通很重要，如圖(1)所示：負載電流增長快時，在脈沖未消失前，IA>IL，脈沖消失后不影響IA的流通，若IA增長慢，脈沖消失時IA　　在保證可控硅可靠觸發(fā)并維持導通方面，據了解，有些半導體材料生產廠引人了日本的線路技術;“寬脈沖列觸發(fā)線路”，該脈沖列幅度前沿陡、寬度大(脈沖列寬l80°，一般窄脈沖只有30°一50°，強觸發(fā)脈沖也只有約90°)，所觸發(fā)快速、可靠，而且由于是脈沖列，所以功耗特別小(強觸發(fā)的寬脈沖功耗特別大是一個重要的缺點)。

　　如圖(2)所示：

　　該電路的脈沖列寬有效地保證了可控硅的維持導通，對可控硅的維持電流參數(shù)可以不作要求。

　　據了解該電路還有穩(wěn)壓或穩(wěn)流或穩(wěn)電流密度運行的選擇，有限定電流運行性能及過流封鎖保護，有積分“柔軟啟動”特性，減小對可控硅的沖擊電流，并保留過溫和失壓等開關信號的封鎖保護接口，大大提高了設備使用的可靠性使用壽命，廣東大寶山鐵礦等的磁選機用該電路后都取得了極好的效果。

　　綜上所述，在選擇可控硅器件參數(shù)的時候應根據不同的場合，線路和負載的狀態(tài)而對一些特定的參數(shù)多給予選擇的考慮，方可使設備運行更良好，更可靠和壽命更長。

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　　“電力電子技術”教學中電力仿真軟件的選擇與應用【2】

　　摘要：“電力電子技術”課程教學過程中，電力仿真軟件發(fā)揮著重要的作用。

　　仿真軟件的類型與特點直接決定著其適用場合、仿真速度、仿真精度以及逼近實際的程度等。

　　在不同場合下，合理選擇相應的電力仿真軟件將可實現(xiàn)更好的仿真效果。

　　通過介紹“電力電子技術”教學中常用的幾種電力仿真軟件，比較它們的特點及適用性，分析了它們在“電力電子技術”教學仿真中的選擇依據及應用情況。

　　關鍵詞：電力仿真軟件;電力電子技術;仿真效果;軟件選擇

　　“電力電子技術”課程作為電力學、電子學和控制理論的交叉學科，是電氣工程專業(yè)非常重要的必修課。

　　隨著電力電子器件的迅速發(fā)展，變流技術的發(fā)展也是日新月異，使得“電力電子技術”在電氣類本科教學中的地位和作用越來越突出。

　　然而，該課程涉及的內容較多且復雜，并在不斷更新，如何能夠讓學生較快、較好地掌握所學內容成為教師們面臨的一大難題。

　　電力仿真軟件走進“電力電子技術”的教學課堂在很大程度上有效地解決了這一難題。

　　電力仿真軟件通過數(shù)字仿真實現(xiàn)電力電子電路的分析、設計、調試等，直觀的仿真結果給學生帶來了濃厚的學習興趣，并為將來的電路設計、科學研究打下一定的基礎，因為小到本科學習中的基本實驗、畢業(yè)設計，大到科研中的課題研究、設備裝置的開發(fā)，通常都要通過仿真結果提供實驗參數(shù)的參考依據。

　　然而，面臨眾多電力仿真軟件，如何根據實際情況進行合理的選擇成為另一難題。

　　本文將通過分析“電力電子技術”教學中常用的幾種電力仿真軟件提供合理選擇的依據。

　　一、常用電力仿真軟件

　　“電力電子技術”教學中常用的電力仿真軟件主要有以下幾種：MATLAB、PSIM、PSpice、PSCAD。

　　MATLAB是主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境，功能全面，能夠用于各個行業(yè)的建模仿真分析。

　　MATLAB最重要的組件之一Simulink提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。

　　其中，電力系統(tǒng)Power System工具箱包含的模組側重電力系統(tǒng)方面的建模仿真，而電力電子元件模組則是專門針對電力電子電路的仿真設計的。

　　PSIM是針對電力電子領域以及電機控制領域的仿真應用包軟件。

　　它具有仿真高速、用戶界面友好、波形解析等功能，為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設計、電機驅動研究等有效提供強有力的仿真環(huán)境。

　　PSpice軟件具有強大的電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能和圖形后處理功能等，以圖形方式輸入，自動進行電路檢查，生成圖表，模擬計算電路。

　　它不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設計，還可與印制版設計軟件配合使用，實現(xiàn)電子設計自動化，并且適用于“電力電子技術”課程的計算機輔助教學。

　　PSCAD可以較為簡單地模擬復雜電力系統(tǒng)，包括直流輸電系統(tǒng)和其相關的控制系統(tǒng)，并能夠顯著地提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)模擬研究的效率。

　　它還可通過聯(lián)合使用實時數(shù)字模擬器RTDS硬件來開發(fā)模擬器，用以模擬包含高壓直流輸電系統(tǒng)的大型互聯(lián)電力系統(tǒng)。

　　二、常用電力仿真軟件的特點

　　比較分析上述幾種電力仿真軟件的性能及其在“電力電子技術”教學中的實際仿真應用情況，其特點如下：

　　1.圖形界面友好，操作簡單易用

　　通過拖曳相應的功能模塊，按照電氣聯(lián)結關系進行連接，操作過程非常簡單，而且緊密結合“電力電子技術”的內容，只要具備基本的計算機軟件操作水平和電力電子技術知識就很容易上手。

　　2.建立仿真工程的步驟類似

　　采用這些軟件進行仿真工作，其基本步驟主要包括：建立仿真工程文件、放置電路元件、設置元件參數(shù)、電氣連接元件、設定仿真步長和仿真時間等參數(shù)、運行仿真操作、觀察各點波形結果、分析仿真數(shù)據等，使用過程大致相同。

　　3.節(jié)省時間和儀器設備

　　進行實際電路設計之前，先采用這些軟件進行設計分析，可以隨意設置電路參數(shù)、更換電路元件，并在軟件中反復調試、“實驗”，簡化實際電路操作中的一些步驟，大大縮減電路設計人員的設計周期;通過采用軟件中的功能元件還可省去一些測量儀器的使用，并能夠避免實際電路實驗中的元器件消耗，能夠盡可能接近實際電路的雛形。

　　4.軟件升級迅速及時

　　仿真軟件的產品升級緊跟科技的發(fā)展。

　　諸如，隨著新能源的快速發(fā)展，這些仿真軟件中也及時增加了風機、光伏發(fā)電等模型，滿足廣大科技工作者的使用。

　　而且，軟件版本也在不斷升級換代，各個方面針對用戶在不斷完善。

　　三、常用電力仿真軟件選擇與應用

　　綜合分析上述幾種電力仿真軟件的特點，結合多年來在“電力電子技術”教學中的仿真應用實踐，總結了幾點區(qū)別，以期提供選擇和應用合適軟件的依據。

　　1.元件模型及參數(shù)設置

　　這四種軟件的元件模型不盡相同，特別是對于一些較為復雜的元件，諸如變壓器、晶閘管等，其仿真過程中的暫態(tài)變化曲線并不一致。

　　而且，其參數(shù)設置也不盡相同，MATLAB/Simulink里的元件參數(shù)設置較為細致全面，尤其是對于“電力電子技術”中涉及的晶閘管、IGBT等大功率器件，對它們本身的性能參數(shù)有詳細的設置，比如器件的上升時間、下降時間等，因而MATLAB/Simulink常用于仿真一些暫態(tài)響應過程，比如變壓器的磁飽和特性、晶閘管的強制關斷過程、狀態(tài)切換的暫態(tài)響應等。

　　其余幾種軟件主要適用于仿真一些常用的電力電子電路，諸如整流電路、逆變電路、DC/DC變換電路等，對于元件本身性能參數(shù)沒有嚴格的要求，或者說主要用于仿真電力電子電路的穩(wěn)態(tài)響應過程。

　　2.具體仿真操作

　　在實際的仿真操作中，幾種軟件也略有差異。

　　像連接元器件的方式上，MATLAB/Simulink的元件大多具有輸入輸出順序，要根據元件在電路中的位置選擇合適的元件。

　　如果選擇不正確，元件之間不會實現(xiàn)電氣連接，搭建電路的過程相對復雜。

　　而其他幾種軟件的連接方式較為簡單，通常元件都可實現(xiàn)電氣連接，當然，這就需要用戶自己判斷元件之間的電路連接關系了。

　　另外，各種軟件的波形顯示窗口、數(shù)據文件處理、波形拷貝使用、波形暫態(tài)特性、特殊功能部件、THD及損耗測量等只是細節(jié)的操作不同。

　　特別指出的是，鑒于MATLAB在數(shù)據處理方面的強大功能，而有些軟件的仿真波形不適合在文章中使用(比如清晰度不夠、橫縱坐標難設置等)，用戶可采用其他軟件進行仿真工作，最后生成數(shù)據文件之后再將該數(shù)據文件導入MATLAB進行數(shù)據處理，以得到較好波形效果和處理操作，也不失為一種方法。

　　3.仿真精度、速度和準確度

　　仿真精度與仿真步長有直接的關系，各軟件的步長設置定義不盡相同，因而仿真精度難以直接比較。

　　然而，MATLAB/Simulink里可以選擇不同的數(shù)學算法，從某種程度上講，其仿真精度較高;而且，MATLAB也是各行業(yè)較為認可的仿真軟件之一。

　　從仿真速度來講，針對“電力電子技術”中的電路，通常情況下PSIM和PSCAD的仿真速度相對較快一些，其次是PSpice，當然，這也跟用戶搭建電路的風格特點以及實際情況有關。

　　而MATLAB/Simulink如果采用圖庫的電路元件按照實際電力電子電路搭建電路仿真，速度會很慢。

　　如果自己建立數(shù)學模型仿真，速度會很快。

　　比如，在一個具有光伏發(fā)電、風力發(fā)電、傳統(tǒng)同步機發(fā)電源的電網系統(tǒng)中，包含了“電力電子技術”中的整流器、逆變器、DC/DC變換器等典型電力電子電路。

　　如果采用圖庫中的大功率器件晶閘管、IGBT等搭建電路實現(xiàn)整流器、逆變器、DC/DC變換器時，仿真速度會大大降低;若自己建立整流器、逆變器、DC/DC變換器的數(shù)學模型或者采用向量模型進行仿真時，速度會大幅提高。

　　當然，這就增加了建立數(shù)學模型的過程，讀者可根據實際情況選擇。

　　另外，對于仿真確定的參數(shù)雖然可以提供實際電路參數(shù)的依據，但與實際電路參數(shù)之間還是有一定的差距，還需要綜合分析比較計算數(shù)據、仿真數(shù)據和現(xiàn)場實際情況來定，當然最終還需要實驗來驗證，但這畢竟大大減小了實驗的風險和不確定性。

　　4.復合功能和應用領域

　　Simulink 依托于MATLAB，能夠利用MATLAB強大的數(shù)據處理功能并結合其他的功能函數(shù)等進行電力電子電路的仿真，復合功能相對豐富，應用領域也更寬廣，而且易于實現(xiàn)與其他設備、軟件的銜接。

　　比如RTLAB仿真系統(tǒng)就將實際功率設備通過MATLAB進行銜接控制，實現(xiàn)實時仿真。

　　PSIM仿真系統(tǒng)不只是回路仿真單體，還可以和其他公司的仿真器連接，為用戶提供高開發(fā)效率的仿真環(huán)境。

　　例如，在電機驅動開發(fā)領域，控制部分用MATLAB/Simulink實現(xiàn)，主回路部分以及其周邊回路用PSIM實現(xiàn)，電機部分用電磁界解析軟件JMAG實現(xiàn)，由此進行連成解析，實現(xiàn)更高精度的全面仿真系統(tǒng)。

　　PSpice集成度高，集成了許多仿真功能，如直流分析、交流分析、噪聲分析、溫度分析等;而且，PSpice程序采用改進節(jié)點法列電路方程，用牛頓-萊普生方法的改進算法進行非線性分析，用變節(jié)步長的隱式積分法進行瞬態(tài)分析，在求解線性代數(shù)方程組時采用了稀疏矩陣技術，大大提高了仿真結果的準確性。

　　PSCAD則適用于富含電力電子電路的復雜電力系統(tǒng)，包括現(xiàn)今發(fā)展迅速的高壓直流輸電系統(tǒng)及其相關控制系統(tǒng)、含有各種分布式能源的大型互聯(lián)電力系統(tǒng)等等。

　　5.故障模擬與功率器件性能

　　對于初學“電力電子技術”的同學來說，搭建實際電力電子電路實驗容易帶來一些問題，如觸發(fā)脈沖不合適帶來的功率器件上下直通現(xiàn)象、功率器件耐壓耐流參數(shù)選擇不合適等都會帶來器件的損壞、系統(tǒng)的崩潰。

　　通過采用仿真軟件仿真可以事先發(fā)現(xiàn)這些問題，及時解決。

　　從另一方面說，學生亦可借助電力仿真軟件進行故障模擬，直觀地觀察波形變化情況，注意出現(xiàn)的問題，強化認識，比如可以人為設置IGBT等功率器件的直通現(xiàn)象、耐壓參數(shù)、擊穿電流等，通過觀察各點波形變化情況，達到教學與實踐結合的效果。

　　這種故障模擬和器件性能測試方面的仿真通常通過MATLAB/Simulink實現(xiàn)，能夠達到較好的仿真觀察效果。

　　“電力電子技術”教學中可參考上文對學生給予指導，可以先介紹簡單易操作的軟件，如PSIM、PSCAD等，結合各種軟件的特點與適用范圍，針對不同的仿真對象和問題進行適當?shù)倪x擇，也可以多種軟件結合使用，效果更佳。

　　四、結語

　　電力仿真軟件在“電力電子技術”教學中發(fā)揮重要的作用，有針對性地選擇電力仿真軟件可以提高仿真速度、精度及準確度。

　　本文通過詳細分析比較常用的四種電力仿真軟件的特點和適用領域，結合教學仿真中的一些實際問題與使用操作，給出了它們具體應用的選擇依據。

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　　電力諧波晶閘管控制電抗器【3】

　　摘 要：隨著科學技術的發(fā)展，隨著工業(yè)生產水平和人民生活水平的提高，非線性用電設備在電網中大量投運，造成了電網的諧波分量占的比重越來越大。

　　它不僅增加了電網的供電損耗，而且干擾電網的保護裝置與自動化裝置的正常運行，造成了這些裝置的誤動與拒動，直接威脅電網的安全運行。

　　舉個常見的例子來說，電子節(jié)能燈在使用量所占比重較小的電網中運行，的確比常用的白熾燈好，不僅亮度高又省電，而且使用壽命也長。

　　關鍵詞：電力 諧波 晶閘

　　一、逆變器交流驅動器

　　逆變器已廣泛用于交流電氣傳動、UPS等許多技術領域中，其主電路開關器件常采用IGBT或MOSF、ET等全控型器件，該類器件的開關動作需要靠獨立的驅動電路來實現(xiàn)，并要求驅動電路的供電電源彼此隔離(如單相橋式逆變主電路需3組獨立電源，三相橋式逆變主電路需4組獨立電源)，這無疑增加輔助電源的設計困難和成本，同時也使驅動電路變得復雜，降低了逆變器的可靠性。

　　采用如EXB840等專用厚膜集成驅動電路芯片雖然可以簡化驅動電路的設計，但每個驅動芯片仍需要一個隔離的供電電源，且每個芯片僅可驅動一個功率開關器件，應用仍有不便。

　　而美國國際整流器公司生產的專用驅動芯片IR2132只需1個供電電源即可驅動三相橋式逆變電路的6個功率開關器件，可以使整個驅動電路變得簡單可靠。

　　雖然晶閘管控制直流驅動器仍然占據了很大的市場份額，大額定功率組的重點已轉向使用逆變器和感應電機。

　　這種趨勢已經幫助了可控晶閘管開關器件的大幅增加。

　　基本三相逆變橋通常用于交流電機控制的半導體，與每一個逆反饋二極管平行裝置連接。

　　該逆變器可以是任何電壓源或電流源類型。

　　需要一個恒定的直流電壓輸入，由串聯(lián)電感器的方法實現(xiàn)直流鏈接。

　　多級解決方案實現(xiàn)了降低諧波含量，從而進一步說明，5級逆變器的三相輸出電壓的頻譜是與標準的兩電平的情況不同的。

　　電平輸出波形就不一樣。

　　下面所述的多級結構已被確定：多橋配置中，使用變壓器或電感器連接。

　　在此該配置能夠消除諧波是通過移相變壓器的電壓波形的相位移次級繞組實現(xiàn)的。

　　多橋采用直接串聯(lián)連接。

　　這是其中的一個變化，在前面的情況下，其主要區(qū)別在于消除了變壓器的相移，即它是直接連接到交流側。

　　每個階段包括串聯(lián)連接的單相全橋，每個橋需要一個隔離直流電總線。

　　逆變器供電交流傳動;所述的多級鉗位二極管轉換器。

　　這種替代實現(xiàn)了多級串聯(lián)或開關的并聯(lián)，;多層次飛跨電容變換器。

　　在以往的配置中，各相橋臂由一個開關與總線電容并聯(lián)，并且必須是始終連接到正或負的電容器的節(jié)點兩端。

　　在這種替代開關情況下，電容器單元是孤立的。

　　因此，這種內在的開關或電容現(xiàn)在作為外雙設備切換;鏈條電路轉換器。

　　此配置包含獨立控制的單元，然后它可以被組裝形成三相轉換器。

　　它提供了模塊化和易于擴展的特性;直流電壓回灌方案不同于以往的多級配置，其中所有的交換機構成主轉換過程的一部分。

　　二、鋸齒波頻率

　　在我們日常生活中，以及一些科學研究中，鋸齒波是常用的基本測試信號。

　　在無線電通信，測量，自動化控制等技術領域廣泛地應用著各種類型的信號發(fā)生器此外，如在示波器、電視機等儀器中，為了使電子按照一定規(guī)律運動，以利用熒光屏顯示圖像，常用到鋸齒波產生器作為時基電路。

　　例如，要在示波器熒光屏上不失真地觀察到被測信號波形，要求在水平偏轉板加上隨時間作線性變化的電壓――鋸齒波電壓，使電子束沿水平方向勻速搜索熒光屏。

　　而電視機中顯像管熒光屏上的光點，是靠磁場變化進行偏轉的，所以需要要用鋸齒波電流來控制。

　　因此鋸齒波發(fā)生器是我們在學習，科學研究等方面不可缺少的工具。

　　維持恒定時，基波頻率按照線性函數(shù)變化，這是顯而易見。

　　常用電子儀器或設備(如示波器、電視機等)所需要的直流電源，均屬于單相小功率直流電源(功率在1000W以下)。

　　它的任務是將220V、50Hz的交流電壓轉換為幅值穩(wěn)定的直流電壓(例如幾伏或幾十伏)，同時能提供一定的直流電流(比如幾安甚至幾十安)。

　　單相小功率直流電源一般由電源變壓器、整流、濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。

　　在這種情況下，逆變器輸出電壓波形始終是方形波，工作原理是由切碎的基本逆變方波輸出，以便控制基頻電壓的電壓。

　　鋸齒的頻率是3倍的倍數(shù)正弦波的頻率，從而允許生成對稱三相電壓三相正弦波集和一個鋸齒波形。

　　這種方法控制通過提高鋸齒的幅度傳播電壓或正弦波信號，很少考慮到所產生的諧波。

　　電壓的頻譜，除了基本的最顯著領域發(fā)生在載波頻率(鋸齒頻率)和它的兩個邊界，然而，相位波形不具有半波對稱性，因此偶次諧波存在。

　　單相橋式逆變器可以使用雙極性或單極性開關。

　　諧波電壓按照載波頻率的倍數(shù)發(fā)生。

　　此外，相位的波形具有這樣的對稱性的是不存在諧波的。

　　三、晶閘管控制電抗器

　　對于一個給定的最大逆變器相位切換速度，它將實現(xiàn)基波電壓所需的線性變化振幅與頻率，能夠減少諧波轉矩的效果，或最小化電機內諧波功率損耗。

　　一般來說，在任何基本開關頻率下，每半個周期逆變器的相電壓波形可以消除一個波形的諧波或減少一組諧波振幅。

　　因此，對于每半周期進行一次逆變器的相電壓波形轉換必須將控制基波的振幅。

　　可以完全消除自由度，指定的低次諧波得到減少，所引起的電機功率損耗也在電動機中的諧波指定范圍內。

　　在任何基本頻率，出現(xiàn)這種情況是因為總諧波均方根電壓不能改變。

　　這個移動的影響電機的性能需要來確定，但是在積分濾波器特性電機應更有效地減少諧波電流。

　　多步轉換器，而不是增加模式的頻率以減小輸出電壓中的諧波含量，多橋配置與并聯(lián)連接的單元可以進行相移載波。

　　因而各個單元電壓諧波分量相對于彼此被移位，并且可以被設計成各種形式。

　　在所示的情況下各個橋梁周圍有它的諧波次數(shù)。

　　靜止無功補償器。

　　采用可控硅控制的電抗器又稱靜態(tài)無功補償器，在高壓輸電系統(tǒng)中和一些工業(yè)廠房像電弧爐一樣是常見并廣泛使用的。

　　他們的主要目的是提供快速電壓可控性和其他各種相關作用，如減少閃爍，功率因數(shù)改善，相位平衡和電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　一個典型的三相電路連接成三角形。

　　電流中的三個線圈，通過延遲相對于它們的相應的電壓，因為電阻效果并不顯著。

　　積分電路時一種應用比較廣泛的模擬信號運算電路，它是組成模擬計算機的基本單元，可以實現(xiàn)對微分方程的模擬。

　　同時，積分電路也是控制和測量系統(tǒng)中常用的重要單元，利用其充放電過程可以實現(xiàn)延時、定時以及各種波形的產生。

　　參考文獻

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