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本文目录一览：

• 1、abb灭磁开关为什么有四对主触头
• 2、可控硅触发电路的触发方式有哪些？
• 3、双向可控硅调压对电网有影响吗
• 4、双向可控硅的结构是怎样的？怎样工作？

abb灭磁开关为什么有四对主触头

一、可控硅跨接器灭磁系统

在传统的直流开关灭磁系统中，所应用的直流开关均具有土、弧触头，以满足正常磁场回路的切合以及灭磁操作的需要。当这种特殊设计和制造的直流开关用于非线性电阻灭磁系统时，由于对开关主触头断开时产生的弧压有严格的要求，而使得开关的结构复杂化：在某些情况下，甚至要求开关具有两个或更多的串联主触头，建立更高的断口电压，以满足在灭磁时使非线性电阻导通并将励磁电流换流到灭磁回路中的要求。这种专用的开关价格较高，市场较小，因而对生产及开发均带来了不利的影响。为此，国外目前生产专用灭磁开关的制造厂正逐渐减少，取而代之的是采用无辅助弧触头的通用直流断路器作为灭磁开关使用。 由于通用直流断路器用途广泛，属批量生产，在使用上亦有成熟的经验，为此这一取代技术趋势在国外的灭磁系统设计中已成为主流，并在此基础上开发了与直流断路器配合使用的可控硅跨接器灭磁系统。 1．线性电阻跨接器灭磁系统

以ABB公司典型灭磁线路作为接线方式的实例，灭磁系统如图1所示。

灭磁系统所应用的直流断路器是单极的，由并联连接的正、反向可控硅整流器组成的跨接器与线性灭磁电阻连接，并接在励磁绕组两端。这种灭磁及过电压保护回路，国外统称为Crowbar回路，在国内则称之为跨接器。在这种唤纤蠢可控硅跨接器网路中包括有下列元件： (1)反向过电压保护和灭磁可控硅元们：Z1、正向过电压保护元件Z2： (2)包括有过电压测量单元的可控硅触发回路： (3)电源、电流监测及报警网路。

可控硅元件的参数选择，应满足灭磁时元件所承受的热容量以及直流断路器断开时的最

大弧电压。

为保证与直流断路器配合使用的可控硅跨接器可靠地工作，ABB公司在设计中作了许多作了许多考虑，为励磁提供通路的可控硅Z1的触发回路由多重的测量回路予以保证。在对直流断路器发出跳闸指令的同时，由独立的触发回路使灭磁可控硅元件Z1导通。即使此触发回路故障，由直流断路器断开时所产生的过电压也足以使灭磁可控硅元件Z1导通。 此外，可控砖元件自身可提供一种最后的过电压保护措施。当选择可控硅元件Z1的正向峰值阻断电压低于断路器产生的弧电压时，即使在上述两种触发网路均故障的情况下，此时可控砖元件Z1自身亦将被此弧电压强制触发而构成通路。这种操作方式虽然会导致可控硅元们：损坏，但是却可抑制过电压对励磁绕组的危害。

另外，当感应的过电压正方向与整流器输出正端相同时，如果感应电压足够高，在感应电压的作用下将使发电机的励磁电流被闭锁而趋于零，直流回路被阻断并由此引起过电压。过电压的持续时间决定于发电机励磁电流被阻断到零和重新呈现正电流的时间间隔。 在图2中示出了一台1150MVA汽轮发电机在转子功率角δ=180°失去同步时，发电机励磁回路在正向反电压作用下，由于励磁电流被阻断而引起的转子过电压波形图。 为了安全上的考虑，在上述状态下，由于励磁电流的减少、或者说反向电流的增加所引起的过电压，应保证其峰值不超过转子绕组的试验电压值以及可控硅整流器的反向峰值阻断电压值。为此，在正向过电压作用下，测量回路中的雪崩二极管BOD将被触发导通，进而触发正向过电压保护可控硅元件Z1，使正向过电压被吸收和抑制(图2)。

应予以说明的是，一旦正向过电压保护元件Z2导通，此时必须立即切断整流器的触发脉冲，避免电源侧继续通过Z2向灭磁电阻续流。当正向过电压回路动作后、非同步状态仍在继续时，通常经过一段时间例如5s后，需跳磁场断路器进行灭磁。

应说明的是，在传统习惯上，多将用于灭磁的开关称为灭磁开关，这是不确切的。因为此开关的功能不仅是灭磁，而且用于正常时磁场回路的切合，所以称之为磁场断路器是较为适宜的，依此，对应用于跨接器灭磁和陪回路中的无弧触头的标准通用直流开关，称之为直流断路器是适宜的。应当强调指出，这种直竖正流断路器还具有另殊功能，即它附有过流脱扣线圈，可用

于保护直流侧直接短路故障，而一般磁场断路器是不具备这一功能的应说明的是，在切断交流断路器前，应先消除可控硅整流器的脉冲信号：并使灭磁电阻回路可控硅元件导通，进行换流操作可显著减轻交流断路器的负担。作为应用实例，在图5中示出了由美国西屋公司研制的用于600MW汽轮发电机组的交流灭磁系统原理图。

DXCB型交流灭磁系统的灭磁和过电压保护回路分别独立的接入灭磁或过电压保护限流电阻，此接线与其它国外公司开发的线路是不同的，其灭磁程序为：

在灭磁时，首先切断功率整流柜的脉冲，然后分断功率整流柜交流断路器。在断开交流断路器过程中，在发电机励磁绕组回路中将产生很高的过电压，以力求维持发电机励磁电流不变，当此过电压值超过与灭磁可控硅整流器Z1并联的限压二级管BOD的正向峰值阻断电压值时(图中未画出)，限压二极管正向导通，使灭磁可控硅Z1随之导通，发电机励磁电流通过灭磁电阻回路进行灭磁，与灭磁电阻串联的电感Ld用以降低励磁电流的衰减速度和危及转子绕组安全的过电压值。

灭磁回路中限压二极管BOD的伏安特性曲线的基本特性为：限压二极管BOD在正向电压作用下，在非导通段流过的正向漏电流很小；当外加电压继续上升、并达到二极管转折电压UBo时，限压二极管导通，其两端正向通态电压仅为儿伏，并允许流过规定额定电流值：当外加正向电压消失，限压二极管又恢复其阻断特性；当限压二极管外加反向电压大于反向峰值阻断电压时，限压二极管处于反向击穿损坏，其工作特性不可恢复。

在灭磁回路中，根据灭磁时转子过电压值的设定，可将多个限压二极管串联，然后再并联在灭磁可控砖整流器S1的两端。只要BOD元件承受的外加正向电压小于其正向阻断电压，将不导通：在灭磁时，在转子过电压的作用下，BOD导通，然后由导通的BOD触发灭磁可控砖元件，实现灭磁要求。

可控硅触发电路的触发方式有哪些？

可控硅的4种触发方式：

1、强电触发: 采用MOC3061、MOC3021等高压光耦，从可控硅的A极引入触发电压，这种触发不需要其他触发电源，电路非常简单，主要元器件工作在400V强脉冲环境，可靠性最差。 采用触发二极管（DB3）电路与这种结构相似。

2、变压器隔离触发: 这是工业上最常用结构，优点是强弱电隔离触发波形好，缺点是长脉冲触发时变压器体积太大，成本高电路复杂。元器件隐肢逗工作在100V脉冲环境，可靠性一般。

3、隔离电源直流触发: 图片上的这种触发结构，缺点是功耗较大，发热量大。优点是强弱隔离触发电流大，低频长脉冲、高频脉冲串等都适用，电路简单成本低，元器件工作在20V脉冲环境。可靠性好。这种机构饥型的移相触发器经半年多实际使用(10kw变压器负载，镀铝机蒸发舟加热)，极少出现烧保险丝和烧可控硅现象，原来是采用变压器触发结构，经常烧保险丝，可控硅也有损坏。

4、其过零触发控制方式由于对电网无污染 ,在许多调功设灶卖备中都采用这种触发方式。可控硅作为大功率电子器件在工程中得到广泛应用 ,

双向可控硅调压对电网有影响吗

有。经过双向可控硅调压后，输出电压的波形已不是标准的正瞎档弦波，会对电网带来污染，也可影响家用电器的正常使用，所以双向可控硅调压对电网有影响。硅堆调压装置的原理是一种大电流硅堆调压装置，包括底板，底板上安装有用于调压的硅堆、用于根据顷行控制指令来改变硅链连接磨乎乱数量。

双向可控硅的结构是怎样的？怎样工作？

双向可控硅的工作原理1.可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成 　 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，桥段汪BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。　由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。　 由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化　2,触发导通　 在控制极G上加入正向电压时（见图5）因J3正偏，P2区的空穴时入N2区，N2区的电子进入P2区，形成触发电流IGT。在可控硅的内部正反馈作用（见图2）的基础上，加上IGT的作用，使可控硅提前导通，导致图3的伏安特性OA段左移，IGT越大，特性左移越快。一、可控硅的概念和结构？晶闸管又叫可控硅。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图2(a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图2(b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。0 image.height0){if(image.width=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}"图2二、晶闸管的主要工作特性为了能够直观地认识晶闸管的工作特性，大家先看这块示教板(图3)。晶闸管VS与小灯泡EL串联起来，通过开关S接在直流电源上。注意阳极A是接电源的正极，阴极K接电源的负极，控制极G通过按钮开关SB接在3V直流电源的正极(这里使用的是KP5型晶闸管，若采用KP1型，应接在1.5V直流电源的正极)。晶闸管与电源的这种连接方式叫做正向连接，也就是说，给晶闸管阳极和控制极所加的都是正向电压。现在我们合上电源开关S，小灯泡不亮，说明晶闸管没有导通；再按一下按钮开关SB，给控制极输入一个触发电压，小灯泡亮了，说燃毁明晶闸管导通了。这个演示实验给了我们什么启发呢敏仔?0 image.height0){if(image.width=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}"图3这个实验告诉我们，要使晶闸管导通，一是在它的阳极A与阴极K之间外加正向电压，二是在它的控制极G与阴极K之间输入一个正向触发电压。晶闸管导通后，松开按钮开关，去掉触发电压，仍然维持导通状态。晶闸管的特点： 是“一触即发”。但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图3中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。三、用万用表可以区分晶闸管的三个电极吗?怎样测试晶闸管的好坏呢?普通晶闸管的三个电极可以用万用表欧姆挡R×100挡位来测。大家知道，晶闸管G、K之间是一个PN结〔图2(a)〕，相当于一个二极管，G为正极、K为负极，所以，按照测试二极管的方法，找出三个极中的两个极，测它的正、反向电阻，电阻小时，万用表黑表笔接的是控制极G，红表笔接的是阴极K，剩下的一个就是阳极A了。测试晶闸管的好坏，可以用刚才演示用的示教板电路(图3)。接通电源开关S，按一下按钮开关SB，灯泡发光就是好的，不发光就是坏的四、晶闸管在电路中的主要用途是什么?普通晶闸管最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。如果把二极管换成晶闸管，就可以构成可控整流电路。现在我画一个最简单的单相半波可控整流电路〔图4(a)〕。在正弦交流电压U2的正半周期间，如果VS的控制极没有输入触发脉冲Ug，VS仍然不能导通，只有在U2处于正半周，在控制极外加触发脉冲Ug时，晶闸管被触发导通。现在，画出它的波形图〔图4(c)及(d)〕，可以看到，只有在触发脉冲Ug到来时，负载RL上才有电压UL输出(波形图上阴影部分)。Ug到来得早，晶闸管导通的时间就早；Ug到来得晚，晶闸管导通的时间就晚。通过改变控制极上触发脉冲Ug到来的时间，就可以调节负载上输出电压的平均值UL(阴影部分的面积大小)。在电工技术中，常把交流电的半个周期定为180°，称为电角度。这样，在U2的每个正半周，从零值开始到触发脉冲到来瞬间所经历的电角度称为控制角α；在每个正半周内晶闸管导通的电角度叫导通角θ。很明显，α和θ都是用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围的。通过改变控制角α或导通角θ，改变负载上脉冲直流电压的平均值UL，实现了可控整流。五、在桥式整流电路中，把二极管都换成晶闸管是不是就成了可控整流电路了呢?在桥式整流电路中，只需要把两个二极管换成晶闸管就能构成全波可控整流电路了。现在画出电路图和波形图(图5)，就能看明白了。六、晶闸管控制极所需的触发脉冲是怎么产生的呢?晶闸管触发电路的形式很多，常用的有阻容移相桥触发电路、单结晶体管触发电路、晶体三极管触发电路、利用小晶闸管触发大晶闸管的触发电路，等等。今天大家制作的调压器，采用的是单结晶体管触发电路。七、什么是单结晶体管?它有什么特殊性能呢?单结晶体管又叫双基极二极管，是由一个PN结和三个电极构成的半导体器件(图6)。我们先画出它的结构示意图〔图7(a)〕。在一块N型硅片两端，制作两个电极，分别叫做第一基极B1和第二基极B2；硅片的另一侧靠近B2处制作了一个PN结，相当于一只二极管，在P区引出的电极叫发射极E。为了分析方便，可以把B1、B2之间的N型区域等效为一个纯电阻RBB，称为基区电阻，并可看作是两个电阻RB2、RB1的串联〔图7(b)〕。值得注意的是RB1的阻值会随发射极电流IE的变化而改变，具有可变电阻的特性。如果在两个基极B2、B1之间加上一个直流电压UBB，则A点的电压UA为：若发射极电压UEUA，二极管VD截止；当UE大于单结晶体管的峰点电压UP(UP=UD＋UA)时，二极管VD导通，发射极电流IE注入RB1，使RB1的阻值急剧变小，E点电位UE随之下降，出现了IE增大UE反而降低的现象，称为负阻效应。发射极电流IE继续增加，发射极电压UE不断下降，当UE下降到谷点电压UV以下时，单结晶体管就进入截止状态。八、怎样利用单结晶体管组成晶闸管触发电路呢?单结晶体管组成的触发脉冲产生电路在今天大家制作的调压器中已经具体应用了。为了说明它的工作原理，我们单独画出单结晶体管张弛振荡器的电路(图8)。它是由单结晶体管和RC充放电电路组成的。合上电源开关S后，电源UBB经电位器RP向电容器C充电，电容器上的电压UC按指数规律上升。当UC上升到单结晶体管的峰点电压UP时，单结晶体管突然导通，基区电阻RB1急剧减小，电容器C通过PN结向电阻R1迅速放电，使R1两端电压Ug发生一个正跳变，形成陡峭的脉冲前沿〔图8(b)〕。随着电容器C的放电，UE按指数规律下降，直到低于谷点电压UV时单结晶体管截止。这样，在R1两端输出的是尖顶触发脉冲。此时，电源UBB又开始给电容器C充电，进入第二个充放电过程。这样周而复始，电路中进行着周期性的振荡。调节RP可以改变振荡周期。九、在可控整流电路的波形图中，发现晶闸管承受正向电压的每半个周期内，发出第一个触发脉冲的时刻都相同，也就是控制角α和导通角θ都相等，那么，单结晶体管张弛振荡器怎样才能与交流电源准确地配合以实现有效的控制呢?为了实现整流电路输出电压“可控”，必须使晶闸管承受正向电压的每半个周期内，触发电路发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这种相互配合的工作方式，称为触发脉冲与电源同步。0 image.height0){if(image.width=510){this.width=510;this.height=image.height*510/image.width;}}"怎样才能做到同步呢?大家再看调压器的电路图(图1)。请注意，在这里单结晶体管张弛振荡器的电源是取自桥式整流电路输出的全波脉冲直流电压。在晶闸管没有导通时，张弛振荡器的电容器C被电源充电，UC按指数规律上升到峰点电压UP时，单结晶体管VT导通，在VS导通期间，负载RL上有交流电压和电流，与此同时，导通的VS两端电压降很小，迫使张弛振荡器停止工作。当交流电压过零瞬间，晶闸管VS被迫关断，张弛振荡器得电，又开始给电容器C充电，重复以上过程。这样，每次交流电压过零后，张弛振荡器发出第一个触发脉冲的时刻都相同，这个时刻取决于RP的阻值和C的电容量。调节RP的阻值，就可以改变电容器C的充电时间，也就改变了第一个Ug发出的时刻，相应地改变了晶闸管的控制角，使负载RL上输出电压的平均值发生变化，达到调压的目的。双向晶闸管的T1和T2不能互换。否则会损坏管子和相关的控制电路。

关键词：可控硅 可控硅的 灭磁可控硅 电阻 电阻连接 磁电阻 双向可控硅