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所在位置:工控博客苑 -- 我的自動化世界 -- 淄博華能電氣控制有限公司關于晶閘管模塊產品的報告

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薛秀章先生

     學歷:大學專科
     職稱:工程師
     年齡:41歲
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淄博華能電氣控制有限公司關于晶閘管模塊產品的報告

發表評論(5)   作者:薛秀章    發布時間:2008年1月20日  

    一、晶閘管技術在國民經濟中的作用
    晶閘管(可控硅)自1957年問世以來,隨著生產技術的不斷發展進步,其產品已應用于各類電器設備。它在變流調速、調光、調壓、調功、固態開關、自動化控制等方面發揮著極其重要的作用。大容量晶閘管在直流輸電、電力機車牽引、船舶推進等強電領域更顯示出其巨大威力。在各種電氣設備及工業自動化控制方面,用電力晶閘管技術進行變流控制是目前國內外普遍采用的一種技術。這種技術的主要優點是節材、節電、和提高能源利用率。廣泛應用該項技術,會推動科學發展、社會進步。產生良好的社會效益和經濟效益,因此吸引著世界各國的電力電子專家大力開發和推廣以電力晶閘管為基礎的電力電子技術。
    二、晶閘管技術的發展狀況及存在的問題
    晶閘管之所以受到人們的重視并得以推廣應用,主要是因為它有一個優良的控制特性。從應用角度來說,晶閘管器件實質上是一個受控開關的固體開關。它有一個門極,可以用較小能量的信號根據需要在某一時刻對其實施觸發,令晶閘管迅速開通,流過強大的電流,從而實現用小功率控制大功率過程。是微電子技術控制電力的手段之一。但是晶閘管在使用時必須設計組裝一套大的主電路和觸發系統,并且要求設計者、使用者必須具備電力系統的知識,具備電子控制系統、晶閘管、熱學等知識。這樣,就把晶閘管的設計及應用限制在一個小范圍里,難以普及應用。
    晶閘管及其控制部分是晶閘管技術的核心,就目前世界的技術水平看,其應用技術已經非常成熟。但是把晶閘管及其控制電路組合成模塊確非常困難,是跨學科技術的集成。控制系統一般由同步、移相控制、高頻調制、脈沖功放等電路組成,電路復雜體積龐大安裝調試困難,抗干擾和可靠性差,制造成本塔高,觸發系統存在電磁干擾,難于同各種控制儀器儀表接口,不易實現機電一體化控制。就目前的技術和應用狀況,能設計和安裝調試該觸發系統的也僅限于一些具有較高專業水平的工程技術人員。幾十年來,世界各國圍繞如何更加簡便、可靠、高效、低成本、高自動化應用晶閘管,進行了大量探索和研究并取得了很大的進展:
    一是把原來分立使用的晶閘管器件按需要的個數封裝在一個模塊里。
    二是在復雜的門極觸發控制系統上,將功能控制器件用幾塊專用集成電路替代。
    三是把晶閘管和控制系統集成在一起
    以上前兩點的改進就整個系統的簡化和使用方便上仍未取得有效進展,還遠不能做到將這樣一個系統集成為一個簡單模塊的要求,對晶閘管整個系統的改進沒有本質上的提高。第三點的改進是革命性的,大大的提高了晶閘管產品應用的方便性。但由于集成化的許多問題沒有很好的得到解決,方便使用的同時但卻帶來了新的問題:
    1. 受同步信號的影響,輸入電壓范圍小
    2. 特性離散性大,可靠性差,易出故障
    3. 參數受溫度和輸出電流影響很大
    4. 輸出易不平衡,并且無法調節
    5. 抗電磁干擾能力差
    三、在改進晶閘管技術上所做的工作
    集成后的模塊存在以上缺點的主要原因沒有根本解決晶閘管和控制系統集成存在的問題,要徹底改變以上缺點,必須對整個系統進行根本性的技術改進:
    (1)更改同步信號獲取方式
    同步信號是影響產品性能的決定性因素之一。現在競爭對手的產品是縮小了同步變壓器的體積,改用小同步變壓器,但卻變的不穩定,易出故障,受溫度影響巨大。為此我們直接去掉了同步變壓器,采用全新的同步方式,并且在信號幅度、抗干擾、溫度特性等方面有巨大提高,完美的解決了同步信號的輸入問題,極大的提高了產品的性能和可靠性。
    (2)獨立開發全新集成電路
    盡管國內外已有多種集成電路可供選擇,但都是采用模擬電路形式,可靠性低,穩定性差,控制精度低。為此我們針對模擬電路和現有大規模數字電路的種種缺點專門研制、開發了全新的數字控制集成電路,增加了功能并且極大的提高了產品的可靠性,拓寬了產品的使用范圍。
    (3)更改了驅動方式
    晶閘管每個門極觸發需要數瓦的功率脈沖。驅動電路發熱嚴重,可靠性差。為此我們開發和生產了小體積功率脈沖變壓器和可變功率脈沖驅動方式,在滿足了門極觸發功率下,相比競爭對手產品的驅動電路發熱量降低了一半,極大的提高了可靠性。
    (4)優化控制電路的設計
    選用高質量的元器件,精密優化控制電路的設計,使其能在更高的溫度和強電磁環境下工作。
    以上問題是制約晶閘管產品穩定性、可靠性、技術指標根本性問題,也是當前市場上模塊化產品不完善的地方,我們通過對以上問題的全面改進提高和優化生產工藝設計出了全新的晶閘管模塊。
    四、智能晶閘管模塊的技術性能
    模塊產品有整流和交流調壓兩種類型,可應用于單相和三相場合。我們的產品相對于市場上現有的模塊化產品有以下主要優點:
    (1) 寬輸入電壓范圍
    (2) 模塊抗電磁干擾能力強,工作穩定可靠
    (3) 各項性能和參數指標提高兩倍
    模塊的主要用途:交直流電機的調速、工業電器自動化、固體開關、勵磁、電鍍、調溫、調光、穩壓、工業電源、機電一體化、軍工、通訊等。
 

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 評論人署名:楊勝玖 評論時間:2010-7-12 10:43:00

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 評論人署名:楊勝玖 評論時間:2010-7-12 10:43:00

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 評論人署名:楊勝玖 評論時間:2010-7-12 10:43:00

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 評論人署名:修電器的 評論時間:2011-8-14 20:27:00

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    學習了
 評論人署名:綠色園林001 評論時間:2015-1-7 9:42:00

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