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晶閘管智能模塊
晶閘管智能模塊
晶閘管智能模塊

  把一個或幾個晶閘管芯片按一定的形式連接並與觸發係統、各種傳感器或者其它控製單元通過特殊的方法封裝成模塊,能直接完成交流調壓、全控整流、穩流穩壓等各種功能,並且具備各種保護能力,它完全不同於單隻封裝晶閘管芯片的模塊,草莓污视频软件稱它為晶閘管智能模塊(簡稱模塊)。

  模塊可應用於各行各業需要對電力能量大小進行調整和變換的場合。如變壓器調壓,加熱行業調溫,金屬加工行業的電鍍、電解,電源行業電池充放電、電源穩壓,電磁行業的勵磁以及各行業廣泛使用的直流電機調速、交流電機軟起動等。

  模塊的使用非常簡單,隻需用一個可調的電壓或者電流信號即可對模塊輸出電壓的大小進行平滑調節,從而實現弱電對強電的控製。

  電壓或電流信號可取自各種控製儀表、計算機D/A輸出,電位器直接從直流電源分壓等各種方法。控製信號可以有0~10V,4~20mA兩種形式。

  模塊規格型號標識方法

  晶閘管芯片聯結

  圖 2:三相交流                                          圖 3:三相整流


  圖 4:單相交流                                         圖 5:單相整流

  模塊型號和規格

  模塊的規格和型號見表1:

                     


  注:1、電流規格為模塊最大導通角下能輸出的直流電流平均值或交流電流有效值。電壓規格為模塊輸入端子間最高輸入交流電壓有效值

  表中列出的型號隻標明一般用戶可選的電流數,特殊電流規格用戶訂貨時需說明。

  使用快速入門

  (1)模塊的控製功能端口符號定義

  +12V:外接+12V直流電源正極。

  GND:外接+12V直流電源負極(地)。

  GND1:控製信號地線,與GND相通。

  CON10V:0~10V控製信號輸入

  (默認控製信號,可以按用戶要求改為其它控製信號)

  TESTE:檢測電源,方便用戶檢測模塊功能時用。可外接4.7K~20K電位器,取出0~10V信號。

  CON20mA:4~20mA控製信號輸入。

  (2)模塊工作的必要條件

  模塊要正常工作,必須具備以下條件:

  ①+12V直流電源:模塊內部控製電路的工作電源,+12V電源正極接+12V端子,公共端子接GND端子。

  ②控製信號:0~10V(4~20mA)控製信號,用於對輸出電壓大小進行調整的控製信號,正極接CON10V(CON20mA),負極接GND1。

  ③供電電源和負載:供電電源一般為電網或者供電變壓器,接模塊的輸入端子;負載為用電器,接模塊的輸出端子。

  (3)應用實例

  模塊的輸入端子接380V電網,模塊的輸出端子接燈泡,用電位器取出0~10V的控製信號對燈泡上的電壓進行調整,此電路也可以用於對模塊工作正常與否的檢測。


  模塊的進一步應用

  (1)導通角與模塊輸出電流的關係

  模塊的導通角與模塊能輸出的最大電流有直接關係,模塊的標稱電流是最大導通角時能輸出的最大電流。在小導通角(輸出電壓與輸入電壓比值很小)下輸出的電流為很尖的脈衝,儀表顯示的電流也很小(直流儀表一般顯示平均值,交流儀表顯示非正弦電流時比實際值小),但是輸出電流的有效值很大,半導體器件的發熱與有效值的平方成正比,會使模塊嚴重發熱甚至燒毀。因此,模塊應在最大導通角的65%以上工作。

  (2)模塊電流規格的選取方法

  考慮到晶閘管產品一般都是非正弦電流,存在導通角的問題並且負載電流有一定的波動性和不穩定因素,且晶閘管芯片抗電流衝擊能力較差,在選取模塊電流規格時必須留出一定餘量。推薦選擇方法如下:

  I>K∙I負載∙U最大∕U實際

  K:安全係數,阻性負載K=1.5,感性負載K=2;

  I負載:負載流過的最大電流;

  U實際:負載上的最小電壓;

  U最大:模塊能輸出的最大電壓;(三相整流模塊為輸入電壓的1.35倍,單相整流模塊為輸入電壓的0.9倍,其餘規格均為1.0倍);

  I:需要選擇模塊的最小電流,模塊標稱的電流必須大於該值。

  例:某係統用三相整流模塊電爐調溫,380V輸入,輸出電流130A,輸出直流電壓可調350V~450V,應選擇什麽型號的模塊?

  選擇方法:三相整流模塊,380V輸入,最大輸出直流電壓為380×1.35=510V,電爐為阻性負載,按公式輸出電流應不小於1.5×130×510/350=284A,可選取320A的模塊,型號為:MTS-ZL-320。

  (3)模塊的輸出特性

  模塊的控製電壓與控製角α的關係因負載性質和電路形式的不同而有所區別:

  單相整流調壓模塊用於阻性負載時,α有效範圍為0°~180°,控製電壓對應0.5V~9.5V;用於感性負載時α範圍為0°~90°,控製電壓對應於5V~9.5V。

  三相全控整流調壓模塊用於阻性負載時,α有效範圍為0°~120°,控製電壓對應2V~8V;感性負載時,α範圍為0°~90°,控製電壓對應於3.5V~8V。

  三相半控整流調壓模塊用於阻性負載時,α有效範圍為0°~180°,控製電壓對應0.5V~9.5V。

  單相交流調壓模塊用於阻性負載時,α有效範圍為0°~180°,控製電壓對應0.5V~9.5V。

  三相全控交流調壓模塊用於阻性負載時,α有效範圍為0°~150°,控製電壓對應1.5V~9V。

  三相半控交流調壓模塊用於阻性負載時,α有效範圍為0°~210°,控製電壓對應0.5V~9.5V。

  三相整流充放電模塊逆變放電時,α有效範圍為90°~180°,控製電壓對應0.5V~5V;整流充電時,α有效範圍為0°~90°,控製電壓對應5V~9.5V。

  注:交流調壓模塊用於感性負載時α應大於負載阻抗角Ψ,即α≥Ψ;當α≤Ψ時,模塊已輸出最大電壓,且不再隨α的改變而變化。

  圖 7:控製電壓與控製角        圖 8:各種模塊的輸出特性

  以上特性圖僅供參考。 

  (4)模塊的控製端口與控製線

  模塊控製端口有5腳、9腳和15腳三種不同形式的引出插座,分別對應於5芯、9芯、15芯的控製線。如果控製線有屏蔽層,屏蔽層應和直流電源地線相連。

  模塊控製端口插座和控製線插座上都有編號,各引腳控製與控製引線顏色對照見表2:

  (5)不同控製信號相互轉換的方法


  圖 9:電位器取控製信號             圖 10:4~20mA轉換成0~10V


  圖 11:0~5V轉換成0~10V             圖 12:0~10mA轉換成0~10V

  模塊的保護方法

  ①過電流保護

  過流保護一般都推薦外接快速熔斷器的方法,但快速熔斷器對於短路保護引起的過流效果很好,對於一般性的過流並不能起到很好的保護效果,因為兩倍於快速熔斷器額定值的電流在幾秒內才能熔斷。如果要取得較好的保護效果,可采用快速熔斷器並使用外接過流保護功能的控製板。

  快速熔斷器接線方法:串聯於模塊的交流輸入端即可,三相模塊三隻,單相模塊一隻。

  快速熔斷器參數選擇

  額定電壓大於電路工作電壓。

  熔斷器額定電流一般取負載電流的百分之七十到八十。

  ②過電壓保護

  模塊的過壓保護,推薦使用阻容吸收和壓敏電阻兩種方式。

  阻容吸收

  阻容吸收回路能有效抑製晶閘管由導通到截止時產生的過電壓,有效避免晶閘管被擊穿。

  接線方法:阻容吸收回路並聯在模塊每一隻晶閘管芯片上即可。反並聯芯片可共用一組。

  壓敏電阻

  壓敏電阻可以吸收由於雷擊或其它原因產生的能量較大、持續時間較長的過電壓,一般用於輸入電壓有強烈幹擾的地方。

  i.壓敏電阻接線:將壓敏電阻並聯於模塊的交流輸入端。

  ii.壓敏電阻的選擇:

  a.對於500V以下係統,可按710V≤V/1mA≤1000V選取。

  壓敏電阻標稱電壓(V/1mA),是指壓敏電阻流過1mA電流時它兩端的電壓,接線方法見圖17~18。

  b.壓敏電阻的耐流容量用戶可自己選取。


  圖 17:三相模塊                   圖 18:單相模塊 

  (7)模塊工作直流電源要求

  推薦使用廠家配套的直流電源!直流電源極性接反會燒壞模塊!

  用戶自己選擇直流電源時必須滿足以下要求:

  ①輸出電壓要求:+12V電源:+12±0.5V,紋波電壓小於20mV。

  ②輸出電流要求:標稱電流小於500安培產品:I+12V>0.5A;標稱電流大於500安培產品:I+12V>1A。

  (8)散熱器風機的選用

  模塊正常工作時必須配備散熱器和風機。

  散熱器和風機選擇:推薦采用廠家配套的散熱器和風機。用戶自備時按以下原則選取:

  1、必須能保證模塊正常工作時散熱底板溫度不大於75℃;

  2、模塊負載較輕時,可減小散熱器的大小或采用自然冷卻;

  3、有水冷條件的,應首選水冷散熱。

  表5~6中列出了不同型號模塊工作在額定電流,環境溫度為40℃時所需的散熱器長度、風機規格、數量及散熱器參數等,以供參考:

  模塊的安裝與測試

  (1)把散熱器和風機按通風要求裝配於機箱合適位置。

  (2)在模塊導熱底板表麵與散熱器表麵各均勻塗覆一層導熱矽脂,然後用四個螺釘把模塊固定於散熱器上,固定螺釘不要一次擰緊,幾個螺釘要依次固定,用力要均勻,反複幾次,直至牢固,使模塊底板與散熱器表麵緊密接觸。

  (3)用接線端頭環帶將銅線紮緊,最好浸錫。然後套上絕緣熱縮管,用熱風或熱水加熱收縮。將接線端頭固定於模塊電極上,並保持良好的平麵壓力接觸。嚴禁將電纜銅線直接壓接在模塊電極上。

  (4)為延長產品使用壽命,建議每隔3-4個月維護一次,更換一次導熱矽脂,清除表麵灰塵,緊固各壓接螺釘。

  四、模塊的構造特點和參數

  1、模塊的構造特點

  (1)德國進口低壓降方形芯片,陶瓷覆銅板(DCB)焊接工藝。

  (2)自主設計的10位A/D專用數字觸發電路,性能穩定可靠。

  (3)控製電路、晶閘管芯片與導熱底板相互隔離。

  2、模塊的一般參數

  (1)輸出電壓不對稱度:<2%

  (2)輸出電壓不穩定度:<0.5%

  (3)多種觸發脈衝,適用於不同應用場合

  (4)特殊電阻同步電路,三相自適應,可靠性、穩定性遠高於變壓器同步方式

  (5)感性負載特殊優化,適用各種空載、輕載、重載感性負載

  3、模塊內部晶閘管芯片主要參數

  (1)正反向峰值耐壓:≥1400V;

  (2)di/dt:100A/μs;

  (3)dv/dt:500V/μs

  模塊外形及安裝尺寸


          單相模塊                   三相交流模塊               三相整流模塊

            圖 19                           圖 20                           圖 21

               

  使用環境要求

  (1)工作場所環境溫度範圍:-25℃~+45℃。

  (2)模塊周圍應幹燥、通風、遠離熱源、無塵、無腐蝕性液體和氣體。

  (3)模塊不能當作隔離開關使用,為保證安全,模塊前麵需加空氣開關。

  注:本說明書圖表和所列內容僅供參考,如有變更,恕不通知用戶。