大功率二极管整流装置
PWM整流器分类介绍
工作原理：
• 在系统瞬时功率不变的前提下，将三相静止坐标系下 的整流桥相电压变换到两相静止坐标系下（即3/2变 换），用一个模为2Uo/3的空间电压矢量在复平面上表 示出来。 • 由于三相VSR开关是双电平控制，电压矢量只有2*2*2 = 8种，其中Uo (0 ，0，0)、U7 (1, 1,1) 为零矢量， 其余6个非零矢量对称均匀分布在复平面上。在每个开 关周期中对任何给定空间电压矢量U均可用相邻两个有 效开关矢量和零矢量来等效。 • 在一个载波周期内，开关管的导通总是以零矢量开始 并以零矢量结束。
•
因此，为了实现整流器输出直流电流的恒定和输入端 接近单位功率因数，三相电流型PWM整流器的控制实际 上是一个双环控制系统。
• 外环是直流电流控制环，其目的一般是保持 的恒定。 在直流电流环中，采样的直流电流与给定值进行比较， 产生的误差经过PI调节后，输出作为整流器的网侧电 流峰值指令， ，将 与同步信号(单位幅值正弦波) 相乘，作为网侧电流指令信号 ，由 及 组成交流 电流控制环，其目的是要求网侧电流 跟踪给定电 流 ，也即实现了网侧电流对网侧电压的相位跟踪。
3 .PWM整流器的分类
• （1）按输出滤波方式分为：电压型和电流型； 电流型PWM整流器输出端采用串联滤波电感以维持输出电 流低纹波，具有近似电流源的特性。 电流型PWM整流器又称为Buck型整流器，如图2-1所示。交 流侧由L, C组成二阶低通滤波器，以滤除交流侧电流中的 开关谐波;直流侧接大电感，使直流侧电流近似为平滑的直 流。开关器件由可控器件与二极管串联组成扩以提高器件 的反向阻断能力。与电压型PWM整流器相似，电流型PWM整 流器具有四象限运行的能力.
• 以下将详细介绍: • （１）基于虚拟磁链的电压型PWM整流器直 接功率控制：
西安中电变压整流器厂技术资料-饱和电抗器控制二极管电解整流装置安装使用说明书
出厂文件注意保存西安中电变压整流器厂技术资料饱和电抗器控制二极管电解整流装置安装使用说明书西安中电变压整流器厂2010．06ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书目录1 概述————————————————————————------31.1. 用途与特点1.2. 引用技术标准1.3. 装置型号意义1.4. 主要技术规格1.5. 使用条件2. 安装使用要求----------------------------------------------53. 系统组成原理----------------------------------------------63.1. 整流主电路工作原理3.2. 饱和电抗控制电路原理3.3. 自动调节控制系统概况3.4. 稳流系统工作原理3.5. PLC 控制系统工作原理3.6. 整流机组保护工作原理3.7. 仪表显示界面与按钮3.8. 控制电源分配3.9. 电量检测电路4. 电流控制方式---------------------------------------------214.1. 触摸屏电流给定1) 电流给定状态设置2) 本地电流自动给定3) 本地电流手动给定4) 本地有载档位升降4.2. 总控触摸屏电流给定4.3. 总控计算机电流给定5. 本控触摸屏操作-------------------------------------------241) 首页2) 管理3) 机组4) 单元5) 状态6) 显示7) 报警6. 总控触摸屏操作-------------------------------------------291) 首页2) 管理3) 操作4) 状态5) 显示6) 报警7. 上级计算机操作-------------------------------------------347.1. 说明7.2. 总控 S7300 以太网通讯变量地址表7.3. 机组 S7200 采用MODBUS 通讯变量地址表7.4. 运行数据变量地址清单7.5. 运行状态变量地址清单7.6. 参数设置变量地址清单7.7. 状态设置变量地址清单7.8. 运行操作变量地址清单7.9. 电流给定变量地址清单7.10. 机组 S7200 采用MODBUS 通讯变量地址表8. 装置调试------------------------------------------------628.1. 概述8.2. 一般检查1) 外观检查2) 绝缘检查3) 水路检查8.3. 通电检查8.4. 系统调试1) 检查2) 轻载试验3) 重载试验4) 负载试验5) 正常运行9. 维护使用-------------------------------------------------649.1. 操作程序9.2. 一般维护9.3. PLC 的维护和诊断9.4. 故障停机后的检查与处理10.包装运输-------------------------------------------------65 11.技术资料-------------------------------------------------65 12.备品备件-------------------------------------------------65 13.附录-----------------------------------------------------661. 主电路控制系统框图2. 网络控制系统框图3. 稳流控制系统框图4. 总控屏 S7300 控制框图5. 总控屏电源供给与二次电路6. 总控屏开关量输入输出7. 总控屏模拟量输入8. 总控屏端子图9. 整流 A 柜主电路图10. 整流 B 柜主电路图11. 主电路过电压保护12. 整流 A 柜水温水压检测13. 整流 B 柜水温水压检测14. 整流 A 柜母线温度检测15. 整流 B 柜母线温度检测16. 整流 A 柜元件损坏检测17. 整流 B 柜元件损坏检测18. 整流 A 柜绝缘监测19. 整流 B 柜绝缘监测20. 整流 A 柜端子图21. 整流 B 柜端子图22. 机组可编程输入输出分配图23. 内部通讯地址表24. 电源分配图25. 仪表显示与变送图26. A 柜稳流控制电路27. B 柜稳流控制电路28. A 柜电流电压检测29. B 柜电流电压检测30. 可编程硬件配置31. 可编程基本单元32. 开关量输入输出一33. 开关量输入输出二34. 模拟量输入一35. 模拟量输入二36. 输入隔离继电器一37. 输入隔离继电器二38. 输入隔离继电器三39. 输出继电器40. 直流母线逆流检测41. 直流母线整流电流检测42. 控制与稳流柜端子图一43. 控制与稳流柜端子图二44. 控制与稳流柜端子图三45. 控制与稳流柜端子图四46. 控制与稳流柜端子图五西安中电变压整流器厂ZHS-2x54KA/550V 二极管电解整流装置安装使用说明书第3/66 页1 概述1.1.用途与特点ZHS 系列全数字二极管电解整流装置适用于电化学及其它性质类似负荷作直流电源使用，是国内新一代、新结构电化学用电解整流装置。
功率二极管在电路中的用途
功率二极管在电路中的用途功率二极管（Power Diode）是一种主要用于功率电子电路中的二极管。
与普通二极管相比，功率二极管的特点是能够处理更大的电流和功率。
功率二极管的用途广泛，主要包括以下几个方面：1. 整流器：功率二极管最常见的用途之一是作为整流器。
在交流电源交流到直流电源的转换中，功率二极管常被用作整流电路中的整流二极管。
在这种应用中，功率二极管通过允许电流只在一个方向上通过，将交流信号转换为具有相同极性的直流信号。
功率二极管的高电流和低压降特性使得它非常适合作为整流二极管，可在高功率电源和工业设备中广泛应用。
2. 保护装置：功率二极管也被用作过压保护装置。
当电路中的电压超过一定范围时，功率二极管能够迅速导通，将过压电流导向地。
通过这种方式，功率二极管保护了其他电子元件免受过压的损害。
这种过压保护装置通常被安装在电路中，例如电源输入端或一些对过压很敏感的器件前。
3. 功率逆变器（Inverter）：功率逆变器是将直流电源转换为交流电源的电子器件，常用于太阳能发电系统、变频空调等领域。
在功率逆变器中，功率二极管起到了很大的作用。
逆变器把直流电输入，使用功率二极管将直流电转换为脉冲电压，并通过另外的电路将脉冲电压转换为交流电。
功率二极管的高速开关特性和可逆的电流传导特性使得它在功率逆变器中发挥着重要的作用。
4. 电流限制器：功率二极管还可用于电流限制电路。
为了保护电子电路和设备免受电流过大的损坏，通常会使用功率二极管在电路中作为电流限制器。
当电流超过预设值时，功率二极管会导通，将过大的电流引流到负载侧或地。
这种电流限制器可以防止电流大于指定值时对电路的损坏。
5. 逆变器保护：在逆变器中，功率二极管还常常被用于保护逆变器的开关管。
逆变器通常使用开关管来控制电流的流向和开关状态，但这些开关管在负载短路等异常情况下容易受到电流过大的损坏。
为了保护这些开关管，功率二极管被连接并起到保护作用。
当开关管遭受过大的电流冲击时，功率二极管会导通并利用其低压降特性吸收并分散过大的电流，从而保护开关管不受损坏。
大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响
大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响摘要：由于非线性负载以及电力电子器件的应用，大功率整流系统在实际运行中必然产生大量的谐波电流，从而给功率计量与系统效率提升带来一系列影响。
这不但对电网自身重要电气设备造成重大影响，而且给广大用户带来严重的危害，甚至已经影响到企业的正常生产和产品质量。
基于此，本文主要对大功率整流装置产生的谐波对电力系统的影响进行分析探讨。
关键词：大功率；整流装置；产生谐波；电力系统；影响1、前言在现代诸多工业生产工艺中，如电解金属工艺、串接石墨化工艺等，采用大功率整流装置供电已经相当普遍，即将220kV、110kV、35kV以及10kV等电压等级的高压交流电源进线，通过调压变压器-整流变压器组降压调压，再通过可控硅或二极管整流装置为生产系统输出0～1500V电压可调、电流最高可达350kA的直流电。
这样大功率的整流装置，对当地电力电网的影响是不可忽视的。
文中就大功率整流装置产生的谐波对电力系统的各种影响和危害做出定性分类，为电力系统和大功率整流装置用户进行谐波治理提供些许帮助。
2、谐波的不良影响供电系统存在高次谐波造成的影响和危害是多方面的，下面从两个方面来分别加以阐述：2.1整流装置的负荷特性及其对电力系统的影响2.1.1供电点的功率因数问题大功率整流装置的投入，若负荷内部没有充足的无功补偿容量，就会从系统吸收大量的无功功率，造成系统供电点处的功率因数下降。
2.1.2电力系统电压稳定性问题当大功率整流装置的工况处于变化较大时，如整流变压器组的调压变压器处于调压状态，整流装置的功率便会发生一定范围的波动。
尽管这个功率波动与大功率冲击性负荷相比对电力系统是一个微扰，但是如果上级电力系统存在无功功率缺陷，而整流装置调压变压器的有载分接头控制又缺乏“柔性智能”的策略，即不能在线识别系统的无功状态而单方面保持供电点处的电压水平，则势必将无功缺额转移到供电的主电压网，从而使主网电压严重下降，甚至发展成为“电压崩溃”。
大功率整流器 原理
大功率整流器原理
《大功率整流器原理》
大功率整流器是一种用于将交流电转换为直流电的装置，通常用于工业和电力系统中。
其原理主要是利用电力电子器件来完成交流电向直流电的转换，以满足大功率直流电负载的需求。
整流器通常采用半导体器件，如整流二极管和晶闸管来实现电流的单向传输。
在交流输入电压的每个正半周，整流器将电压转换为直流输出，并通过滤波电路来提供稳定的直流电压。
整流器的类型包括单相全波整流、三相半波整流和三相全波整流等。
其中，三相全波整流器最常用于大功率应用中，由于其能够提供更稳定的直流电压输出。
在大功率整流器中，还会配备功率电子器件如可控硅、IGBT和功率晶体管等，以实现对电压和电流的精确控制。
这些器件可以通过PWM技术来调整输出电压和频率，从而满足不同负载的需求。
总之，大功率整流器的原理是利用电力电子器件来将交流电转换为直流电，通过滤波和控制技术来提供稳定的直流输出。
它在工业和电力系统中扮演着重要角色，为大功率直流负载提供可靠的电源支持。
二极管整流器
vidd
1 L0s
vs
u
A
xAxBu
X
B
上式可求得解析解，也可通过MATLAB计算求解
(b)
tf
t
tb
1T 2
id
0
dvd dt
1 Cd Rload
vd
(ttf )
vd(t)vd(tf )eCdRload
vs
-vs
O
wt
3.2.2 恒流型负载下理想电路的 工作原理
• 输出电压vd和电流id
vd (t) vs
特点： vd表达式同电阻负载 ，只是id电流波形不同
vs
-vs
O
wt
• 输入电流（电源电流)is
is iidd
if vs 0 if vs 0
特点： is表达式同电阻负载， 只是电流波形不同
• 线电流有效值
Is
2 3 Id
• 基波有效值 • 谐波有效值
• 功率因数 PFP SIIss1coss10.955
Is1 0.78Id
I sh
I s1 h
h 5, 7,11,13
3.3.2 恒压型负载
• 假设id断续 • 任何时候只
有2个二极 管导通
• 等效电路如 （b）所示
A reaA A reaB
包含恒压型负载 特点：负载 中的电势影 响了二极管 的导通时刻
•二极管导通时刻
vs Ed
vdiodevs(vLEd)
• vs E d 后，
二极管仍可导通 一段时间
3.2 单相二极管桥式整流器
电路结构
内阻抗 滤 波 电 容
整流二极管技术及在各领域的应用
整流二极管技术及在各领域的应用随着我国电子信息产业的不断进步，半导体分立器的产量不断增多，从而带动了我国整流二极管市场的发展。
整流二极管技术被广泛应用于计算机及外设、网络通信、汽车电子、led显示屏、消费电子等领域，对我国经济的发展起到了深远的影响，促进了我国社会经济效益。
一、整流二极管的工作原理整流，就是将交流电变为直流电的过程。
电力网在将电力供给用户的时候，供给的都是交流电，然而有些情况下，交流电不能满足用户的需求，尤其是各行业在应用电力的时候，各种无线电装置需要用到的则是直流电，在这种情况下，就需要将交流电进行整流变为直流电来应用。
整流二极管是一种半导体器件，它能将交流电能转变为直流电能。
整流二极管一般包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。
整流二极管具有单向导电特性，即电流只能从正极流向负极，而不能从负极流向正极。
只有加在二极管两端的正向电压达到一定值时二极管才会导通，导通以后二极管两端的电位差趋近于零，相当于一根导线。
如果加在二极管两端的电压为反向电压，由于二极管内部PN结的作用，通过的反向电流将会很小，可以认为趋近于零，内部电阻趋于无穷大，可以看做是截止状态。
（如图1.）二、整流二极管的选择和运用二极管属于整流元器件，在二极管的选配上，要根据不同的整流方式和负载功率的大小来进行合理的选配。
如果二极管选配不当，极有可能损坏用电设备或整流电路。
另外，如果二极管功率选配参数不匹配，将有可能造成能耗的损失，造成浪费，从而增加不必要的成本。
在整流二极管的运用上，如果电压高或者电流较大，可以将二极管进行串联或并联来使用。
整流二极管通常能够承受较大的正向电流，内部多为平面型结构，散热性好。
因此，无论是在工业行业还是家用方面都应用广泛。
三、整流二极管技术在各个领域的应用整流二极管技术被广泛应用于各个领域当中，下面我将从以下几个方面来进行整流二极管技术的探讨。
3.1. 整流二极管技术在太阳能充电器领域的应用现阶段我国提倡绿色出行，无论是电动车，还是电动汽车，已经越来越多见。
整流器及其原理
整流器及其原理整流器(英文：rectifier)是把交流电转换成直流电的装置，可用于供电装置及侦测无线电信号等。
整流器可以真空管，引燃管，固态矽半导体二极管，汞弧等制成。
相反，一套把直流电转换成交流电的装置，则称为逆变器(inverter)。
整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。
它有两个主要功能：第一，将交流电(AC)变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器;第二，给蓄电池提供充电电压。
因此，它同时又起到一个充电器的作用。
整流器汽车发电机产生的经过整流器整流过后的直流电，波形仍然具有不规则的波动，直接影响了车辆点火的准确性;输出电压无法保持相对恒定，造成每次火花塞点火的能量差别大容易使您的爱车引擎抖动，出现换档顿挫、提速缓慢无力、怠速不稳以及车用空调效率低下等情形。
从而大大降低了车载电器设备的性能和使用寿命;再加上高龄汽车的电路系统老化，电路阻l变高的影响，对您的爱车的影响也就变得日益明显。
电子整流器的作用是帮助车消除杂波干扰、稳定输出电压、提高电源系统的瞬间放电能力、增加扭力输出、加快油门反应、延长电池使用寿命、缩短汽车引擎启动时间、提高点火效率等，尤其是对小排量的车，效果比较明显。
半导体PN结在正向偏置时电流很大，反向偏置时电流很小。
整流二极管就是利用PN结的这种单向导电特性将交流电流变为直流的一种PN结二极管。
通常把电流容量在1安以下的器件称为整流二极管，1安以上的称为整流器。
常用的半导体整流器有硅整流器和硒整流器，产品规格很多，电压从几十伏到几千伏，电流从几安到几千安。
整流器广泛用于各种形式的整流电源中。
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大功率二极管整流装置
大功率二极管整流装置将高压的交流电源直接降为低压交流同时配合二极管整流装置将之变换为石墨化炉用的直流电，系统组成比较复杂，维护保养工作较多。
我厂大功率二极管整流装置主要有以下几个部分组成
变压器包括变压器本体、整流装置、油水冷却装置、控制操作台以及高压保护系统。
1、变压器本体，变压器本体主要组成部分有大油枕、小油枕、呼吸器、瓦斯继电器、压力
释放阀、油温传感器、高压套管、有载调压开关、无载调压开关、低压出线铜排、以及变压器外壳和内部的绕组、电抗器等。
变压器的接线方式等数据可以在铭牌上查到。
下图是我厂3#、4#炉变的铭牌
1、变压器本体
此特种变压器高压侧移相7.5度，低压侧为双反星型带平衡电抗器同相逆并联接线方式。
交流侧输出电压为6相交流。
移相：在绕组高压侧采用曲折绕组的方式，使电压的相位发生变化，本变压器为正移相
7.5度，多台变压器移相配合可以降低整流装置注入电网的谐波提高功率因数
双反星型带平衡电抗器接线方式可以在使用同样的元器件的情况下将电流提高一倍电压降低一倍，适用于大电流低电压的场合，比如石墨化炉。
无载分接开关可以在无电压的情况通过串入或切除绕组的方法来改变变压器的匝数比，调节电压。
有载分接开关可以在带电压、带负载的情况下调整变压器的电压，
两个调压开关的配合使用可以输出工艺要求的电压和电流，顺利完成生产任务。
高压套管主要起绝缘的作用，将35KV的高电压和变压器外壳绝缘起来。
瓦斯继电器通过变压器油的气化来推动输出报警和故障信号，使变压器安全可靠运行。
当变压器油热胀冷缩时油枕内的空气通过呼吸器进出，既保证了变压器内部的压力平衡，又隔绝了外部可能窜入的水分对变压器绝缘的破坏。
压力释放阀在变压器内部严重故障时可以打开快速释放出高压的油和气，降低变压器内部的压力，保护变压器外壳和密封性能不受破坏
大小油枕利用同一个枕体内部隔开，大油枕连接变压器本体，小油枕连接调压开关。
两侧各有个油位计可以实时显示大小油枕的油位。
油温传感器可以显示实时的油温，并远传至操作台供油温控制器显示并判断故障。
2、整流装置
分左整流、右整流以软铜排和变压器二次出线相连。
内部主要有12个整流桥，其中6组共阳极6组共阴极，分别汇接在直流母排的负极和正极上。
每个二极管前都串联了一个快速熔断器，器件过流时快熔动作，输出报警同时切断电路保护整流器件不受损坏。
整流器上面也有一套保护装置
瓦斯继电器在整流内部故障时输出报警和故障信号
压力释放阀保护整流器外壳和密封性能。
热电阻温度计检测整流器温度
母线热电偶检测正负母线的温度，上传至控制器作为保护和故障判断的依据
整流器的保护方式还有阻容的过电压抑制回路，和二极管的均流检测回路。
有兴趣的可以深入研究。
3、油水冷却器
主要由油泵、油泵控制箱、油流继电器、油压检测、螺旋板换热器和晾水塔构成
油泵为变压器和整流装置油循环提供动力提高散热效果，即强迫油循环方式。
油泵控制箱控制两台油泵的启动同时中继油流信号和油压信号。
螺旋板换热器交换高温的变压器油和晾水塔来的冷水之间的热量
晾水塔将和变压器油换热回来的热水通过自然蒸发降低其温度，然后循环回换热器
4、操作台
操作台是对整流装置操作，以及保护的低压设施。
主要有各种变压器和整流器的远方操作按钮、各种控制器以及信号显示和报警等构成。
主要包含大量的继电器控制回路、显示仪表、控制仪表等。
操作台是整个整流装置的灵魂，各种显示数据必须准确、报警和保护的动作必须准确。
必须严格按照操作规程操作，避免误操作引起的停车事故。
5、高压保护
整流装置投资巨大，若有严重故障很难维修，而且会严重影响正常生产。
所以对变压器
的保护极其重要，对于我厂的生产工艺而言，短时的失电不会对生产造成严重影响，所以对变压器保护的要求采取宁可误动作，不能故障时不动作的原则。
变压器高压保护主要由过流保护、过电压保护、差动保护、油温、各种重瓦斯、以及整流器输出的各种高压跳闸信号。