文档介绍：NARI
晶闸管整流装置的换相
过电压保护技术研究
2008年5月
晶闸管反向恢复特性的建模
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
影响换相过电压的其他因素
仿真模型的实验验证
主要内容
理论基础
晶闸管的关断特性
三相全控桥换相过电压产生原因
当VT1即将关断时,VT3导通,VT1与VT3并联导通换流,iVT1逐渐下降,iVT3则逐渐上升。当电流iVT1降到零时,由于晶闸管的反向恢复特性,交流回路电感La、Lb上就会产生幅值很高的换相过电压。
晶闸管反向恢复特性的建模
理论基础
反向恢复电流的数学模型
突然截止模型虽然常用,但存在着较大的误差;
指数函数模型可以获得比较精确的计算结果,但不便于常规计算;
双曲函数模型虽然能够得到与实验更加相符的电流电压波形,但是其参数确定比较困难,实际中较少采用。
双曲函数模型
突然截止模型
指数函数模型
晶闸管反向恢复特性的建模
晶闸管反向恢复电流的数学模型
根据晶闸管的基本结构和内部物理过程,采用集中电荷的分析观点,可以证明反向恢复电流是按指数函数规律衰减的。
优点:克服了突然完全截止分析方法的缺点。
求解电路的微分方程组比较繁琐,需要计算机数值求解。
晶闸管反向恢复特性的建模
典型的换相过电压保护方案
分别并联保护方案
集中阻断保护方案
晶闸管反向恢复特性的建模
测量条件为: di/dt=,Ur=800v,Rs=10Ω,Cs=1uf ;
晶闸管反向恢复特性的建模
模型的测试
仿真参数:U1=200V,R1=5Ω,
U2=-800V,R2=,
L=101uH,Rs=10Ω,Cs=1uF。
仿真波形与测量波形非常接近,误差基本上在10%以内。
模型能够动态计算恢复电流参数,可以直接组建交流电路的仿真平台。
在相同的C参数条件下,存在一个最佳的R值与关系曲线的最低点相对应,并且是唯一的。
例如:当C=10μF时,在R==。
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
吸收电阻R与过电压倍数K的关系曲线
一、单个晶闸管吸收回路的仿真
吸收电阻的设计原则
电阻损耗Wr与C的关系很大。
R的大小对Wr的影响非常有限,当R增大到一定程度时,电阻功耗Wr的变化率趋于平缓。
晶闸管RC吸收回路的仿真研究
吸收电阻R与电阻损耗Wr的关系曲线
单个晶闸管吸收回路的仿真
吸收电阻的损耗