電力電子裝置過(guò)電壓保護(hù)

過(guò)電壓會(huì)使裝置的絕緣遭破壞而無(wú)法工作。常用的過(guò)電壓保護(hù)措施有：①采用阻容吸收電路。由電容和電阻串聯(lián)而成，利用電容來(lái)吸收尖峰狀態(tài)的過(guò)電壓，利用與電容串聯(lián)的電阻消耗過(guò)電壓的能量，從而抑制電路的振蕩。②選用非線性電阻器件。利用這類器件接近于穩(wěn)壓管的伏安特性和擊穿后其特性可自動(dòng)恢復(fù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力電子裝置的過(guò)電壓保護(hù)。常用器件有硒堆過(guò)電壓抑制器和壓敏電阻。③采用電子電路作過(guò)電壓檢測(cè)和保護(hù)。

過(guò)電流會(huì)使器件迅速升溫，如不及時(shí)切斷或限制過(guò)電流，器件很快會(huì)損壞。過(guò)電流越大，器件能承受過(guò)電流的時(shí)間越短。常用的過(guò)流保護(hù)措施有：①采用快速熔斷器。其熔斷時(shí)間通常在20毫秒以內(nèi)。但快速熔斷器價(jià)格較高，更換麻煩，常作為多種過(guò)流保護(hù)措施的最后一道措施。②設(shè)置交流斷路器。其動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)，為0.1～0.2秒。主要用于切斷交流電路與交流電源的連接，防止過(guò)電流進(jìn)一步擴(kuò)大。③安裝快速直流開關(guān)。其動(dòng)作時(shí)間約為10～20毫秒，可保護(hù)晶閘管等元件而快速熔斷器又不至于熔斷。安裝于交流電路的直流端，用于大、中容量電力電子裝置。④加設(shè)快速短路器。其動(dòng)作時(shí)間約為2～3毫秒。過(guò)電流發(fā)生時(shí)，它使電源變壓器經(jīng)快速短路器直接短路，防止過(guò)電流再進(jìn)入電力電子裝置。⑤采用電子電路作過(guò)電流檢測(cè)和保護(hù)。

電力電子裝置受所用器件性能的影響，承受過(guò)電壓、過(guò)電流的能力比較差。例如，電動(dòng)機(jī)、變壓器等通常可在幾倍的額定電流下工作幾秒鐘或幾分鐘，而在相同條件下電力電子器件只需0.1秒或更短時(shí)間就已損壞。因此，除在設(shè)計(jì)電力電子裝置時(shí)合理選擇器件的電壓、電流容量外，還需專門采取一些保護(hù)措施，以防止裝置內(nèi)的器件因過(guò)電流、過(guò)電壓而損壞。某些電力電子裝置對(duì)環(huán)境條件(如溫度、冷卻水壓力、風(fēng)速等)有特殊要求，需對(duì)這些條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證裝置可靠運(yùn)行。

電力電子裝置是大功率電能變換設(shè)備，它的安裝使用現(xiàn)場(chǎng)不可避免存在嚴(yán)重電磁干擾。強(qiáng)干擾信號(hào)竄入裝置中除直接使電力電子器件誤動(dòng)作外，主要干擾裝置的控制電路，使裝置誤動(dòng)作。常用抗干擾的技術(shù)措施有：①抑制干擾信號(hào)的強(qiáng)度。例如交流繼電器、交流接觸器觸頭并聯(lián)電容，可減小觸頭通斷時(shí)的電火花干擾。②合理布線以減小導(dǎo)線間的分布電容、分布電感和互感，防止干擾信號(hào)竄入。③實(shí)施電磁屏蔽。④正確選擇接地點(diǎn)并良好接地。⑤加強(qiáng)電路本身的抗干擾能力。設(shè)計(jì)時(shí)選用抗干擾性能好的電子元件。⑥控制電路共用直流穩(wěn)壓電源時(shí)，電路各部分應(yīng)單獨(dú)引線。⑦在信號(hào)強(qiáng)度允許條件下盡量降低各單元電路的輸入、輸出阻抗。⑧采用變壓器耦合等隔離手段，將控制電路與信號(hào)源或控制電路與電力電子裝置的主電路在電路上隔離，防止干擾信號(hào)竄入。

電力電子裝置（power electronic equipment）由各類電力電子電路組成的裝置。用于大功率電能的變換和控制。又稱變流裝置。它包括整流器、逆變器、直流變流器、交流變流器、各類電源和開關(guān)、電機(jī)調(diào)速裝置、直流輸電裝置、感應(yīng)加熱裝置、無(wú)功補(bǔ)償裝置、電鍍電解裝置、家用電器變流裝置等。

其中，直流電源可由整流器或直流變流器組成，用于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、充電(備充電電源)、電鍍和科學(xué)儀器等的電源。交流電源可由變頻器(見交流變換電路)組成。分為變頻變壓電源(用于交流籠式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速)、恒頻恒壓電源(用以構(gòu)成交流不停電電源)、交流穩(wěn)壓電源、中頻感應(yīng)加熱電源(電源輸出頻率達(dá)8千赫，用于感應(yīng)加熱和淬火)、高頻加熱電源(電源輸出頻率高于8千赫，用于淬火和焊接)等。利用電力電子器件的快速開關(guān)性能，可構(gòu)成靜止式無(wú)觸點(diǎn)大功率開關(guān)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電磁式有觸點(diǎn)大功率開關(guān)。

電力系統(tǒng)是能源利用、輸送和配給的主要載體,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用?；茉春蜌夂颦h(huán)境的危機(jī)使得電力系統(tǒng)正在從規(guī)?；l(fā)展向可持續(xù)發(fā)展和智能化轉(zhuǎn)型。分布式電源和儲(chǔ)能裝置的大規(guī)模接入,地方電網(wǎng)、微型電網(wǎng)與主干電網(wǎng)的配合,高效、靈活的輸電方式,配電和用電的智能化雙向互動(dòng),供電質(zhì)量和可靠性的提高,是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的特征。

在電力系統(tǒng)中,可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電、儲(chǔ)能裝置的功率轉(zhuǎn)換、交直流電網(wǎng)的柔性互聯(lián)、配用電能的雙向流動(dòng)、無(wú)功和諧波的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償都需要依靠電力電子裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著高電壓、大功率電力電子器件的發(fā)展,變換器模塊化、單元化和智能化水平的提升，控制策略和調(diào)制策略性能的提高,電力電子裝置在電力系統(tǒng)中將會(huì)發(fā)揮更大的作用 。2100433B

電力電子裝置自問世以來(lái)，在強(qiáng)電和弱電兩個(gè)領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用，為了普及電力電子知識(shí)，推廣電力電子應(yīng)用技術(shù)，我們編寫了《電力電子裝置應(yīng)用電路實(shí)例精選》一書。

本書共整理選編了近些年來(lái)電力電子科研人員、專家學(xué)者研制的實(shí)用電路142例。這些電路涉及電力電子技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，如晶閘管測(cè)試、晶閘管交流開關(guān)、晶閘管控制開關(guān)、晶閘管觸摸開關(guān)、照明燈控制、裝飾燈控制、警示燈控制、報(bào)警器控制、家用電器控制、電源控制、電動(dòng)機(jī)控制、晶閘管調(diào)壓控制、逆變/變頻控制、電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速等各類實(shí)用電路。

書中每個(gè)電路均分為電路圖、電路原理說(shuō)明和元器件選擇三大部分，對(duì)于一些復(fù)雜的電路還有較詳細(xì)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。因此，本書具有較強(qiáng)的通用性和實(shí)用性，非常適合廣大電力電子技術(shù)、電路設(shè)計(jì)人員和電力電子愛好者閱讀和參考。本書還可作為職業(yè)院校培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的選材。