浅谈晶闸管的保护

浅谈晶闸管的保护

一、浅谈晶闸管的保护(论文文献综述)

陶敏,梁家豪,梁秉岗,刘道民,刘宏,柴斌[1](2022)在《大功率晶闸管反向恢复期保护逻辑的优化设计》文中研究指明晶闸管是特高压直流输电领域中的核心设备,其运行状态直接影响了直流输电系统的稳定性。晶闸管关断过程中,电流从额定值降为零后,才具备承受反向电压的能力。由于晶闸管结电容的存在,需要一定的反向恢复电荷,使得电流过零后反向流动,这一过程称为反向恢复期。如果晶闸管在反向恢复期内端电压突然升高,斜率超过一定值后,晶闸管就会被击穿,所以需要在反向恢复期内监视晶闸管端电压,一旦电压上升率超过一定值,就必须立刻触发晶闸管,保护晶闸管不被击穿。提出了一种应用于大功率晶闸管反向恢复期保护逻辑信号的优化方案,并通过硬件电路实现。通过仿真分析及硬件电路试验测试,验证了该方案无延时的保护效果,证明了该方案在晶闸管反向恢复期保护中的优越性。

李泽,张朝辉,苏杰和[2](2021)在《超高压输电网中对电力电子技术的应用分析》文中研究表明本文主要介绍了当前超高压输电网中电气电子技术的相关应用,其中包括高压直流输电。而作为高压直流输电的一个换流核心设备,应充分了解其阀控制以及换流阀的相关技术介绍和整体设计。在当前高压输电网的工作进程中,换流阀的作用至关重要,因此,需要合理对换流阀设计进行严格分析,以此重点从换流阀的根本组合出发,分析研究其对于高压输电网的配电设备工作的影响,同时提高当前电力电子技术在我国的发展,有效强调了换流阀技术分析在对应设备开发中的重要性。

陶育菲,周中正,江雪,王雨峰,李伟林[3](2022)在《低损耗双向Z源固态直流断路器设计》文中提出随着直流输配电技术的不断发展,直流故障保护问题日渐凸显,断路器作为故障保护的一种重要装置,逐渐向损耗低、动作快方向发展。Z源固态直流断路器具有结构简单、响应迅速、分断无弧等特点,为直流保护提供了新方案。文中提出了一种新型双向Z源固态直流断路器,在分析其工作原理的基础上,给出了其设计方法,并对比了现有典型Z源直流断路器的保护特性。新型拓扑采用电容取代传统结构中二极管的反向阻断作用,降低断路器通态损耗,并通过反并联晶闸管实现能量双向流动,无须外加检测与控制电路,通过阻抗网络参数设计便可实现短路故障的迅速自动响应。最后,基于仿真和原理样机实验对所设计的固态直流断路器的有效性进行了验证。

杜玉格,李凯,冉贤贤,范彩云[4](2021)在《高压大容量耗能装置晶闸管阀设计与试验》文中认为交流耗能装置是解决柔性直流电网故障情况下功率盈余问题的关键设备,在此以张北工程交流耗能装置为例,介绍了其核心设备晶闸管阀的电气设计、结构设计、控制系统设计,对研制的交流耗能装置晶闸管阀开展型式试验和换流站现场交接试验。通过对现场调试出现的典型问题进行分析,开展了晶闸管控制单元正向电压建立定值的优化研究,完善了设计方案。

李海龙,印健[5](2021)在《核电厂柴油发电机励磁系统过电压问题研究》文中研究表明晶闸管桥式整流装置是发电机励磁系统的重要部分,晶闸管在励磁系统换相过程中引起的过电压问题,严重影响了核电厂柴油发电机的安全运行。文内针对核电厂柴油发电机励磁系统在改造过程中产生的励磁过电压问题进行研究,根据现场数据分析得出励磁过电压问题原因。针对励磁换相过电压问题,提出了一种利用滤波器限制励磁过电压的方法。经现场实测,该方法可有效限制励磁电流,解决核电厂柴油机励磁过电压问题,为同类核电项目改造提供经验参考。

王立刚[6](2021)在《一种可移动晶闸管保护装置在酒钢中板的应用》文中指出着重介绍了一种可移动晶闸管保护装置及这种装置在酒钢炼轧厂中板轧机主传交-交变频系统中的应用,并就其应用效果进行了阐述。

朱伟星,朱涛,李广一[7](2021)在《一种单晶闸管投切电容器的控制方法研究与优化》文中进行了进一步梳理现有晶闸管投切三相电容未进行大规模应用,主要原因在于控制不够方便,仍需使用2个以上晶闸管。分析了现有TSC的实际情况以及存在的一些缺点,提出一种单晶闸管投切电容器的简化TSC方案。通过该晶闸管投切电容器原理研究,设计单晶闸管投切三相电容器电路拓扑,并给出控制方法,并对该TSC方案进行了仿真验证。结果表明,单一晶闸管可以可靠投切三相电容器,且与现有技术相比,控制电路结构简单,具备实用价值。

玉尚鑫[8](2021)在《基于COMSOL的网状翅片结构晶闸管散热器相变材料热管理研究》文中研究说明大功率晶闸管广泛用于高压直流输电等大功率电力电子装置中。晶闸管是决定电力电子设备运行可靠性的元件。除了器件本身的性能之外,其工作温度也是影响晶闸管运行可靠性的关键原因,过高的温度温度冲击会导致设备的失效,由于温度引起的电子器件的失效占总失效原因的55%。然而,传统的热管理技术很难解决温度冲击的问题。因此,研究高效可靠的热管理技术也就成为日益重要和紧迫的课题。本文以换流阀晶闸管相变材料散热器为研究对象,使用有限元软件COMSOL建立了流热耦合模型,提出了一种相变材料散热器的网状翅片结构,并对其热管理特性进行了一系列仿真模拟,最后,讨论了网状翅片相变材料散热器结构变化对散热器的热网络参数的影响,本文所做的主要研究工作如下:(1)在计算换流阀晶闸管功率损耗及其允许温升的基础上,对比了不同类型相变材料的热物理特性,针对大功率晶闸管相变材料散热器的填充材料进行选型分析,最终确定了以高导热性液态金属作为换流阀晶闸管相变材料散热器的填充材料。(2)首次提出了一种相变材料散热器的网状翅片结构,通过网状翅片结构对填充的相变材料进行导热增强,仿真结果表明,网状翅片结构能够有效地加速相变材料的熔化与凝固过程。因此使用网状翅片结构相变材料散热器能够对大功率晶闸管进行有效的热管理。(3)本文使用相变材料热网络模型对相变材料散热器进行分析,讨论了热网络参数随散热器工作条件和结构的变化,对系统中的空气流速、翅片高度和相变材料的厚度进行对比研究。研究方法与结果可以为实际晶闸管相变材料散热器的设计提供理论指导和参考。

付旭辉[9](2021)在《10kV固态切换开关(SSTS)的研究》文中研究表明随着中国经济与科技的飞速发展,越来越多对电压敏感的负荷投入使用,如精密仪器制造工艺、连续生成过程的自动控制设备等,这些生产工艺和用电设备对供电系统的电能质量提出了更高的要求;与此同时,电网中大量的冲击性负荷以及非线性负荷投入使用,严重污染了供电系统的电能质量。目前电压暂降和短时断电已经成为电能质量最主要的问题。针对这一问题,国内外提出了静止无功补偿器(SVC)、不间断电源(UPS)、动态无功恢复器(DVR)、固态切换开关(SSTS)等多种装置解决电压暂降和短时断电的问题,固态切换开关是解决电压暂降和短时断电最经济有效的手段。晶闸管阀体是固态切换开关的核心组成部分,晶闸管阀体的性能将直接影响到整个固态切换开关的工作情况,在系统发生故障时,如何保证固态切换开关晶闸管阀体能够准确无误的导通切换也尤为重要。确保晶闸管阀体及其触发模块的性能才能保证固态切换开关的正常工作。本文重点研究固态切换开关的阀体及其触发控制单元的设计。本文主要研究快速机械开关和晶闸管阀体并联组成的混合式固态切换开关,基于固态切换开关的结构组成及其工作原理和其切换策略的分析,分析了固态切换开关的切换的影响因素,设计了10k V固态切换开关的晶闸管阀体,并对晶闸管阀体设计了动态静态均压电路和过电压保护电路。固态切换开关的晶闸管触发也是一个关键问题,在现有的晶闸管的电磁触发、光直接触发、光电触发三种触发方式中选用了光电触发的方式。设计了一种基于光电触发方式的固态切换开关触发控制单元(TCU),该触发控制单元主要包括逻辑回路、du/dt保护回路、电压检测回路、过电压保护回路,脉冲放大回路等。设计了一种新的过电压保护电路,通过与传统BOD过电压保护回路比较,本文所设计过电压保护回路,具有结构简单,动作稳定的优点。混合式固态切换开关正常工作时晶闸管两端的电压电流都接近于零,传统的RC、PT取能已不能满足固态切换开关对晶闸管门极触发的供能要求,设计了一种新的高频脉冲取能电路,该供电模块具有抗干扰能力强,输出稳定的优点,能很好的给晶闸管触发控制单元供电。本文最后搭建了晶闸管触发平台的实验,验证了所设计的固态切换开关的触发控制单元正确性,该触发控制单元在触发晶闸管的同时还能监视晶闸管的两端状态,该触发控制单元也可用于其它串联晶闸管阀体应用的场合。

何云娇[10](2021)在《一种可编程双向保护结构的设计》文中研究指明程控交换机设备经常受到雷电、交流电源波动和电磁感应等外部应力的冲击,会直接在用户线接口电路(Subscriber Line Interface Circuit,SLIC)上产生大dv/dt高峰值的电压瞬间突变及大di/dt高峰值的浪涌电流。这使得连接的终端设备和系统无法正常工作或直接被损毁。因此,就需要双向保护结构来实现SLIC浪涌防护,从而保护整机系统。文中基于对SLIC的保护,开展了一种可编程双向保护结构的设计和开发,主要工作如下:1、提出一种可编程双向保护结构的电路框架,采用四个独立的保护结构,分别为两正向和两负向,在横向模式和纵向模式下对超过SLIC电源干线的电压起限压作用。其中两个缓冲NPN晶体管分别连接两个NPNP晶闸管提供负向浪涌保护,另两个缓冲PNP晶体管分别连接两个PNPN晶闸管提供正向浪涌保护。四个缓冲晶体管为每个保护部分提供独立控制,其基极端分别与SLIC负电源电压及正电源电压相连,这使得保护结构在母线电压高于正电源电压+1.4 V或低于负电源电压-1.4 V时触发导通,实现电压跟随及可编程双向保护。2、针对所提出的可编程双向保护结构中的集成器件深入分析,确定各器件的电学参数,综合考虑保护器件和控制管之间的兼容性和隔离问题,在降低工艺成本的基础上,建立了可单片集成的工艺制程。以此为基础进行了基于P型衬底和N型衬底不同器件的工艺参数和器件结构参数的设计仿真,满足预设要求,最后进行了版图设计。3、对设计的芯片进行了流片,测试数据显示器件各部分耐压已完全达标,可在-110 V-+110 V大电压范围内实现可编程双向保护,维持电流大于150 m A,触发电流小于5 m A,管芯可承受10/700μs波形,峰值电压±2500 V、峰值电流±62.5 A的脉冲测试。

二、浅谈晶闸管的保护(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、浅谈晶闸管的保护(论文提纲范文)

(1)大功率晶闸管反向恢复期保护逻辑的优化设计(论文提纲范文)

1 晶闸管反向恢复期及其现有保护逻辑介绍
2 反向恢复保护功能及电路实现
3 电路仿真及试验
4 结论

(2)超高压输电网中对电力电子技术的应用分析(论文提纲范文)

1 我国高压输电网中存在的电力问题
2 高压输电网中对换流阀的相关要求
    2.1 阀控制与换流阀的相关介绍
    2.2 换流阀的主要分类以及VBE的主要介绍
    2.3 高压输电网对换流阀的相关要求
3 换流阀高压输电网中的设计与应用
    3.1 换流阀的相关介绍
    3.2 晶闸管换流阀的结构电气连接介绍
    3.3 换流阀的电气设计
    3.4 换流阀的相关参数选择
4 结语

(3)低损耗双向Z源固态直流断路器设计(论文提纲范文)

0 引言
1 Z源固态直流断路器
2 新型双向固态直流断路器
    2.1 稳定状态
    2.2 短路故障状态
3 断路器参数设计
    3.1 电容参数设计
    3.2 电感参数设计
4 仿真与实验验证
    4.1 新型断路器仿真与实验验证
    4.2 不同结构断路器仿真对比分析
5 结语

(5)核电厂柴油发电机励磁系统过电压问题研究(论文提纲范文)

0 引言
1 三相整流回路换相过电压
    1.1 晶闸管反向恢复特性
    1.2 桥式整流装置换相过程分析
2 备用柴油机励磁系统的谐波特性分析
3 限制措施
    3.1 限制励磁过电压原理
    3.2 限制励磁过电压效果
4 结论

(6)一种可移动晶闸管保护装置在酒钢中板的应用(论文提纲范文)

1 引言
2 背景技术
3 事故案例
4 可移动的晶闸管保护装置
5 可移动晶闸管保护装置的应用
6 结语

(7)一种单晶闸管投切电容器的控制方法研究与优化(论文提纲范文)

1 现有晶闸管投切电容器存在的问题
    1.1 基本原理
    1.2 电路结构
    1.3 典型电容器回路投切过程分析
2 单晶闸管投切三相电容器的设计方案
    2.1 单晶闸管投切电容器的电路拓扑
    2.2 单晶闸管投切电容器的控制电路
    2.3 单晶闸管投切电容器的继电保护方案
3 仿真验证分析
4 结语

(8)基于COMSOL的网状翅片结构晶闸管散热器相变材料热管理研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 相变材料散热器的研究现状
        1.2.1 相变散热原理
        1.2.2 相变材料研究进展
        1.2.3 相变散热技术研究进展
        1.2.4 相变散热数值计算领域研究现状
    1.3 应用相变散热技术对晶闸管进行热管理亟需解决的技术难题
    1.4 本研究的主要内容
第二章 相变材料热管理特性研究
    2.1 引言
    2.2 换流阀晶闸管的损耗与允许温升计算
        2.2.1 十二脉波整流电路原理
        2.2.2 晶闸管损耗计算
        2.2.3 晶闸管等效热路模型和允许温升计算
    2.3 相变材料传热模型
        2.3.1 COMSOL Mutiphysics软件简介
        2.3.2 相变模型
    2.4 相变材料热管理特性分析与讨论
        2.4.1 相变材料的热物性
        2.4.2 有机相变材料热管理特性对比与分析
        2.4.3 金属相变材料热管理特性对比与分析
    2.5 本章小结
第三章 网状翅片结构相变材料散热器有限元分析
    3.1 引言
    3.2 网状翅片结构相变材料散热器物理模型
        3.2.1 热源模型
        3.2.2 散热器模型
    3.3 网状翅片结构相变材料散热器数学模型
        3.3.1 传热模型
        3.3.2 流场模型
        3.3.3 模型假设与边界条件
    3.4 有限元仿真结果及分析
        3.4.1 功率损耗对网状翅片结构相变材料散热器的影响
        3.4.2 空气流速对网状翅片结构相变材料散热器的影响
        3.4.3 翅片高度对网状翅片结构相变材料散热器的影响
        3.4.4 相变材料填充厚度对网状翅片结构相变材料散热器的影响
    3.5 本章小结
第四章 网状翅片结构相变材料散热器热网络分析
    4.1 引言
    4.2 相变材料散热器热网络模型
    4.3 运行条件与结构变化对网状翅片结构散热器热网络的影响
        4.3.1 空气流速的影响
        4.3.2 翅片高度的影响
        4.3.3 相变材料填充厚度的影响
第五章 总结与展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 研究不足与未来展望
    5.3 主要创新点
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况

(9)10kV固态切换开关(SSTS)的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电能质量问题的危害及分类和现有解决方案
        1.2.1 电能质量问题的分类
        1.2.2 电能质量问题的现有解决方案
    1.3 固态切换开关的国内外研究现状
    1.4 本论文主要研究内容
2 固态切换开关结构及工作原理
    2.1 固态切换开关的工作原理
    2.2 固态切换开关切换策略
        2.2.1 自然切换
        2.2.2 强迫切换
    2.3 切换时间的影响因素
        2.3.1 固态切换开关的换流过程定性分析
        2.3.2 仿真分析
    2.4 快速机械开关的介绍
    2.5 本章小结
3 固态切换开关晶闸管阀体的设计
    3.1 晶闸管的选型
        3.1.1 晶闸管的结构与工作原理
        3.1.2 固态切换开关的参数指标
    3.2 晶闸管的动静态均压
        3.2.1 晶闸管阀的静态均压
        3.2.2 晶闸管阀的动态均压
    3.3 晶闸管阀体的过电压保护
    3.4 晶闸管阀体的触发
        3.4.1 电磁触发
        3.4.2 直接光触发
        3.4.3 光电触发
    3.5 本章小结
4 晶闸管阀触发控制单元(TCU)
    4.1 高频脉冲电源取能
    4.2 触发控制单元结构组成及功能
    4.3 过电压保护
        4.3.1 BOD过电压保护
        4.3.2 本论文过电压保护
    4.4 du/dt保护回路
    4.5 逻辑回路
    4.6 电源监测回路
    4.7 电压检测回路
    4.8 脉冲功率放大回路
    4.9 光接收回路
    4.10 光发射回路
    4.11 本章小结
5 晶闸管的触发实验
    5.1 触发实验平台的搭建
    5.2 触发实验结果与分析
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢

(10)一种可编程双向保护结构的设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 浪涌防护简介
        1.2.1 浪涌简介
        1.2.2 浪涌防护器件分类及简介
    1.3 国内外研究现状及选题意义
        1.3.1 国外发展概况
        1.3.2 国内发展概况
    1.4 本课题的主要工作
第二章 晶闸管的工作原理
    2.1 功率晶闸管的结构和工作特性
    2.2 晶闸管的工作过程
        2.2.1 反向阻断
        2.2.2 正向阻断及转折
        2.2.3 晶闸管的I-V特性
    2.3 阴极短路结构
        2.3.1 阴极短路晶闸管的转折特性
        2.3.2 阴极短路晶闸管的d V/dt耐量
        2.3.3 阴极短路晶闸管的导通面积
    2.4 晶闸管的开关特性
        2.4.1 开启过程
        2.4.2 关断过程
    2.5 本章小结
第三章 可编程双向保护结构的设计
    3.1 可编程双向保护结构工作原理
    3.2 主要应用场景
    3.3 电学参数指标
        3.3.1 静态参数指标
        3.3.2 动态参数指标
    3.4 器件横向结构设计
    3.5 器件纵向结构设计
        3.5.1 晶闸管纵向结构设计
        3.5.2 晶体管纵向结构设计
    3.6 器件电学特性仿真
        3.6.1 N管电学特性仿真
        3.6.2 P管电学特性仿真
    3.7 本章小结
第四章 可编程双向保护结构的工艺与版图设计
    4.1 工艺流程设计
    4.2 可编程双向保护结构的关键工艺设计
        4.2.1 三极管的基区及发射区设计
        4.2.2 晶闸管的阴极区及基区设计
    4.3 穿通及截止环工艺设计
    4.4 版图设计
    4.5 本章小结
第五章 流片结果及分析
    5.1 流片结果
    5.2 问题分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 下一步工作
致谢
参考文献
攻硕期间取得的研究成果

四、浅谈晶闸管的保护(论文参考文献)

  • [1]大功率晶闸管反向恢复期保护逻辑的优化设计[J]. 陶敏,梁家豪,梁秉岗,刘道民,刘宏,柴斌. 电气传动, 2022(02)
  • [2]超高压输电网中对电力电子技术的应用分析[J]. 李泽,张朝辉,苏杰和. 中国设备工程, 2021(24)
  • [3]低损耗双向Z源固态直流断路器设计[J]. 陶育菲,周中正,江雪,王雨峰,李伟林. 电力系统自动化, 2022(04)
  • [4]高压大容量耗能装置晶闸管阀设计与试验[J]. 杜玉格,李凯,冉贤贤,范彩云. 电力电子技术, 2021(10)
  • [5]核电厂柴油发电机励磁系统过电压问题研究[A]. 李海龙,印健. 中国核科学技术进展报告(第七卷)——中国核学会2021年学术年会论文集第3册(核设备分卷、核材料分卷), 2021
  • [6]一种可移动晶闸管保护装置在酒钢中板的应用[J]. 王立刚. 甘肃冶金, 2021(05)
  • [7]一种单晶闸管投切电容器的控制方法研究与优化[J]. 朱伟星,朱涛,李广一. 电力与能源, 2021(04)
  • [8]基于COMSOL的网状翅片结构晶闸管散热器相变材料热管理研究[D]. 玉尚鑫. 广西大学, 2021(02)
  • [9]10kV固态切换开关(SSTS)的研究[D]. 付旭辉. 西华大学, 2021(02)
  • [10]一种可编程双向保护结构的设计[D]. 何云娇. 电子科技大学, 2021(01)

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浅谈晶闸管的保护
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