趙衛(wèi) 閆麗娜
摘要:隨著人們物質(zhì)生活獲得了極大的滿足,人們對(duì)于電器的使用也就越來越頻繁。而電氣使用,歸根結(jié)底是對(duì)電能的一種使用。因此,如何能夠做到讓電能有效的被人們進(jìn)行利用,是當(dāng)前最為重要的事情。曾經(jīng)的二極管就是對(duì)于電能運(yùn)用的一個(gè)例子,但是隨著社會(huì)的發(fā)展,曾經(jīng)的方式已經(jīng)不能滿足人們的需求,這就需要全新的設(shè)計(jì)。本文就是通過對(duì)大功率晶閘管變流裝置的探究,來得出,如果堅(jiān)強(qiáng)大功率晶閘管變流裝置的設(shè)計(jì),從而更好的保證人們使用電能。
關(guān)鍵詞:晶閘管 大功率電流 變電裝置 變流裝置 電路設(shè)計(jì)
隨著科技的發(fā)展,電子器械已經(jīng)成為人們生活所不能缺少的部分。尤其是在建設(shè)之中,電能的使用會(huì)讓建設(shè)的速度大大的發(fā)展。因此如何利用電能是當(dāng)前發(fā)展中最需要思考的問題。而隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,建設(shè)也呈現(xiàn)了高頻,高功效,高功率的狀態(tài),這讓曾經(jīng)的一些措施顯得非常不適用。以電力方面為例,原本的二極管已經(jīng)難以在當(dāng)前情況下,負(fù)荷如此之大的任務(wù)。這就造成了二極管必須更新,必須出現(xiàn)全新的電子元件來承擔(dān)這份重?fù)?dān)。因此,晶閘管應(yīng)運(yùn)而生。它的出現(xiàn)為我國(guó)電力建設(shè)和使用提供了非常大的方便。
晶閘管與變流裝置的配合是晶閘管在使用上的第一個(gè)項(xiàng)目。隨著時(shí)間的發(fā)展,證明晶閘管和變流裝置的配合是相當(dāng)成功的。但是晶閘管作為一個(gè)全新的事物,它到底是什么,是需要進(jìn)行具體的闡述的。什么是晶閘管?它既叫晶閘管,也叫做可控硅。是一項(xiàng)全新的硅技術(shù),也是二極管的一個(gè)延伸發(fā)展。簡(jiǎn)單的來講就是一個(gè)超級(jí)功率的半導(dǎo)體。它和一般的半導(dǎo)體,如二極管等作用完全相當(dāng)。都是一種簡(jiǎn)單的電導(dǎo)體。但是晶閘管卻不再簡(jiǎn)單,它不同于其他的半導(dǎo)體。它是由四級(jí)來組成的一個(gè)超級(jí)半導(dǎo)體。這個(gè)超級(jí)半導(dǎo)體的第一,第二級(jí)是正電的流通方向,它與正電相互連接。而末尾的一級(jí)就是負(fù)電的流動(dòng)方向,它與負(fù)電相互連接。這就構(gòu)成了一般的二極管的元素,正電,負(fù)電。但是作為二極管的升級(jí)版本,晶閘管還具備了一個(gè)全新的單元,也就是二極管不具備的第三極,控制級(jí)。這個(gè)控制級(jí),也可以被成為控制系統(tǒng)。它所工作的原理就是在閉合的時(shí)候,阻止電路的流通。而在打開的時(shí)候,放開電流。這就讓電流變成了可控的。但是通常來說,因?yàn)槠淇刂葡到y(tǒng)也具備半導(dǎo)體的特性,就需要在安裝之前,進(jìn)行一個(gè)連通。這樣才能讓晶閘管正式開始工作。
變流裝置是直變和逆變的集合。它既能夠在正常的時(shí)候,將交流電變?yōu)橹绷麟?,又能在有需要的時(shí)候,將直流電變成交流電。在交流電變成直流電的過程中,就叫做直變。它是最常用的一種狀態(tài)。通常體現(xiàn)在室外的交流電入戶,為家庭提供可用的直流電源。而到了一定的特殊情況,直流電變成交流電,就叫做逆變。這個(gè)直逆指的就是電流變化的一個(gè)方向性。那么為什么晶閘管可以成為變流裝置的核心?這就要從晶閘管的核心處入手。晶閘管的控制級(jí)能夠有效的讓電路流通,為電路指明一個(gè)方向。晶閘管都是單向性的,它和二極管一樣,因此,它的方向性非常得名明顯,可以讓操作人員簡(jiǎn)單明了的知道那個(gè)交流和直流的方向。這在電器作業(yè)中,可以對(duì)用電安全起到非常大的警示作用。但是雖然現(xiàn)在科技的發(fā)展,對(duì)于電流的使用也越來越大,尤其是一些超級(jí)機(jī)械,就需要超強(qiáng)的三相高壓電。在這個(gè)情況下,普通的晶閘管難以完成任務(wù),就需要采用和大功率的晶閘管才能完成任務(wù)。因此,在工業(yè)用電的變流裝置上,呈現(xiàn)的都是大功率晶閘管。當(dāng)然,選擇大功率還是小功率的晶閘管要看實(shí)際情況,這樣才能更好的完成其應(yīng)有的工作。
在設(shè)置變流裝置的時(shí)候,是要進(jìn)行前期的規(guī)劃,而這些規(guī)劃需要遵循一些要點(diǎn)。這些要點(diǎn)能夠更好的對(duì)變流裝置的設(shè)置提供一定的指導(dǎo)。
(一)注意實(shí)際情況
在變流裝置的設(shè)置中,實(shí)際情況是非常重要的。輸入裝置和輸出裝置的電壓電流是需要優(yōu)先考慮的。其從何處輸入電流,就需要考慮何處的電流電壓情況,這樣才能更好的調(diào)整變流裝置的配備,這樣才不會(huì)出現(xiàn)電流剛剛輸入就對(duì)變流裝置造成損害的情況。才能保證變流裝置更好的使用。而其輸出裝置也是需要考慮的一個(gè)重點(diǎn)。只有確定輸出接受的裝置是需要什么樣的電流和電壓,才能保證輸出的電流不會(huì)造成危害,或者導(dǎo)致下端機(jī)械無法啟動(dòng)。
(二)注意晶閘管的選擇
晶閘管的選擇是十分特殊的。它需要考慮到自身的承載量,轉(zhuǎn)換量和最大功率。首先,如果晶閘管自身的承載量不夠的情況出現(xiàn),就會(huì)導(dǎo)致晶閘管被過量的電流損壞,從而造成災(zāi)難。其次,如果晶閘管的轉(zhuǎn)換量不夠,就很難使其輸出的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。造成能源不足,無法啟動(dòng)的尷尬現(xiàn)象,如果轉(zhuǎn)換量過大,則會(huì)對(duì)后續(xù)裝置造成一定的破壞。最后是其最大功率。其到底能在既定的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換出多少能源,是非常重要的。這關(guān)乎變流裝置能否真正投入使用。
(三)注意大功率晶閘管的排列
一般來說,在變流裝置中,除了最簡(jiǎn)單的大功率晶閘管之外,還需要機(jī)型諸如逆變器等設(shè)備的加入。這些小型設(shè)備的主要作用就是輔助晶閘管進(jìn)行工作。這些器械如何不能有效的完成自身所需要承擔(dān)的工作,那會(huì)就會(huì)對(duì)變流裝置造成巨大的損害。因此,如何合理的安排這些輔助的位置,是非常重要的。一定要將晶閘管置入一個(gè)安全可靠的位置,才能讓變流裝置更好的活動(dòng)。
晶閘管的應(yīng)用在當(dāng)前的時(shí)代,還顯得比較稚嫩。其應(yīng)用的地方并非很多,但是其單一產(chǎn)品的多功能性卻有效的體現(xiàn)了出來。這樣的產(chǎn)品,是未來發(fā)展的重點(diǎn)。因此,針對(duì)晶閘管的繼續(xù)研究是有必要的。同時(shí),為了科技的發(fā)展,在原有晶閘管上的改進(jìn)也是當(dāng)前重要的研究項(xiàng)目。只有科技發(fā)展的更好,我國(guó)才能建設(shè)的更好。
[1]傅鵬晶.閘管在大功率變流和開關(guān)中的應(yīng)用[J].電力電子,2004,(04).
[2]王挺澤.大功率變流器晶閘管燒損的原因與對(duì)策[J].機(jī)車電傳動(dòng),1997,(01).
[3]黃垂兵,潘啟軍,馬名中,等.大功率晶閘管開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)[J].船艦電子工程,2013,(12).
[4]傅鵬,高格,李定,等.晶閘管在大功率變流和開關(guān)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2004,(08).
(作者單位:[1]趙衛(wèi),西安派瑞功率半導(dǎo)體變流技術(shù)股份有限公司;[2]閆麗娜,陜西秦通電力工程有限公司。)