電力電子技術(shù)及整流器培訓(xùn)QLXiyongWengppt課件

1、 ABB - 1 - Oil, Gas & PetrochemicalsCement, Minerals,MiningChemicalsMarine &TurbochargingMetals &FoundryPulp, Paper &PrintingLife Sciences電力電子技術(shù)及電力電子技術(shù)及整流器培訓(xùn)整流器培訓(xùn) 翁錫勇翁錫勇Xiyong Weng 授課主題：授課主題：1.什么是電力電子產(chǎn)品什么是電力電子產(chǎn)品?什么是整流器什么是整流器?2.大功率整流系統(tǒng)的構(gòu)成大功率整流系統(tǒng)的構(gòu)成3整流器的應(yīng)用領(lǐng)域及各領(lǐng)域所需整流器的參數(shù)范圍整流器的應(yīng)用領(lǐng)域及各領(lǐng)域所需

2、整流器的參數(shù)范圍4.整流器的結(jié)構(gòu)和控制方式整流器的結(jié)構(gòu)和控制方式5.大功率整流器的調(diào)壓方式及穩(wěn)流方式大功率整流器的調(diào)壓方式及穩(wěn)流方式6.大功率整流器實用技術(shù)問題大功率整流器實用技術(shù)問題7.整流器裝配質(zhì)量與產(chǎn)品故障的關(guān)系整流器裝配質(zhì)量與產(chǎn)品故障的關(guān)系1 1概念概念: :電力電子器件電力電子器件Power Electronic DevicePower Electronic Device） 可直接用于主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件?？芍苯佑糜谥麟娐分?，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。主電路主電路Main Power CircuitMain Power Circuit） 電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中

3、，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路。路。2 2分類分類: : 電真空器件電真空器件 ( (汞弧整流器、閘流管汞弧整流器、閘流管) ) 半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件 ( (采用的主要材料硅）采用的主要材料硅）電力電子器件電力電子器件n電力電子器件的分類電力電子器件的分類n按照器件能夠被控制按照器件能夠被控制的程度，分為以下三的程度，分為以下三類：類： 半控型半控型器件器件ThyristorThyristor）n 通過控通過控制信號可以控制其導(dǎo)制信號可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷。通而不能控制其關(guān)斷。n全控型器件全控型器件IGBT,MOSFET)IG

4、BT,MOSFET)n 通過控制通過控制信號既可控制其導(dǎo)通信號既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)又可控制其關(guān) 斷，斷，又稱自關(guān)斷器件。又稱自關(guān)斷器件。n不可控器件不可控器件(Power (Power Diode)Diode)n 不能用控不能用控制信號來控制其通斷制信號來控制其通斷, , 因此也就不需要驅(qū)動因此也就不需要驅(qū)動電路。電路。N+GSDP 溝道b)N+N-SGDPPN+N+N+溝道a)GSDN 溝道圖1-19EGCN+N-a )PN+N+PN+N+P+發(fā)射極柵極集電極注入?yún)^(qū)緩沖區(qū)漂移區(qū)J3J2J1GEC+-+-+-IDRNICVJ 1IDRo nb )GCc )n晶閘管的基本特性晶閘管的基本特

5、性n晶閘管正常工作時的特性總結(jié)如下：晶閘管正常工作時的特性總結(jié)如下：n承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。會導(dǎo)通。n承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。能開通。n晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。n要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下一數(shù)值以下 。U V W_+整流電路原理整流電路原理n同相逆并整流柜原理同相逆并整流柜原理n過電壓的產(chǎn)生及過電

6、壓保護(hù)n電力電子裝置可能的過電壓外因過電壓和內(nèi)因過電壓n外因過電壓：主要來自雷擊和系統(tǒng)操作過程等外因n操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起n雷擊過電壓：由雷擊引起n內(nèi)因過電壓：主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程n換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后，反向電流急劇減小，會由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過電壓。過電壓抑制措施及配置位置過電壓抑制措施及配置位置F避雷器避雷器D變壓器靜電屏蔽層變壓器靜電屏蔽層C靜電感應(yīng)過電壓抑制電容靜電感應(yīng)過電壓抑制電容RC1閥側(cè)浪涌過電壓抑制用閥側(cè)浪涌過電壓抑制用RC電路電路RC2閥側(cè)浪涌過電壓抑制用反向阻斷閥側(cè)浪涌過電壓抑制用反向阻斷式式R

7、C電路電路RV壓敏電阻過電壓抑制器壓敏電阻過電壓抑制器RC3閥器件換相過電壓抑制用閥器件換相過電壓抑制用RC電路電路RC4直流側(cè)直流側(cè)RC抑制電路抑制電路RCD閥器件關(guān)斷過電壓抑制用閥器件關(guān)斷過電壓抑制用RCD電路電路常用過電壓保護(hù)措施常用過電壓保護(hù)措施過電流保護(hù)措施及配置位置過電流保護(hù)措施及配置位置過電流保護(hù)過電流保護(hù) 大功率整流器主要適用于電解鋁、電解鋅、電解銅、氯堿、碳化硅、碳素、大功率整流器主要適用于電解鋁、電解鋅、電解銅、氯堿、碳化硅、碳素、牽引、勵磁等各種需要大功率整流器的場合。牽引、勵磁等各種需要大功率整流器的場合。 大功率整流器按不同形式可分為以下幾類：大功率整流器按不同形式可

8、分為以下幾類：按整流電路形式分類：按整流電路形式分類： 三相橋式電路三相橋式電路三相橋式同相逆并聯(lián)電路；三相橋式同相逆并聯(lián)電路； 雙正反星電路雙正反星電路雙正反星同相逆并聯(lián)電路；雙正反星同相逆并聯(lián)電路；按整流功率器件形式分類：按整流功率器件形式分類：大功率二極管整流大功率二極管整流大功率晶閘管整；大功率晶閘管整；按控制形式分類：按控制形式分類：開環(huán)控制型開環(huán)控制型閉環(huán)控制型；閉環(huán)控制型；按穩(wěn)流形式分類：按穩(wěn)流形式分類：飽和電抗器控制穩(wěn)流飽和電抗器控制穩(wěn)流晶閘管相控穩(wěn)流；晶閘管相控穩(wěn)流；按控制、保護(hù)形式分類：按控制、保護(hù)形式分類：以單元以單元PLCPLC為控制、保護(hù)核心為控制、保護(hù)核心以上位工以

9、上位工 控機(jī)與單元控機(jī)與單元PLCPLC為控制、保護(hù)核心；為控制、保護(hù)核心；按適用于運(yùn)行場合分類：按適用于運(yùn)行場合分類：戶內(nèi)式戶內(nèi)式戶外式；戶外式；按單臺整流柜整流脈波數(shù)分類：按單臺整流柜整流脈波數(shù)分類：6 6脈波整流脈波整流1212脈波整流；脈波整流；按結(jié)構(gòu)形式分類：按結(jié)構(gòu)形式分類：豎立式豎立式橫臥式橫臥式有柜殼有柜殼無柜殼；無柜殼；n冷卻方式：水冷卻方式：水-水，水水，水-風(fēng)風(fēng)n進(jìn)進(jìn)出出線線方式：上方式：上進(jìn)進(jìn)下出，下下出，下進(jìn)進(jìn)上出上出n防防護(hù)護(hù)等等級級：IP00,IP20,IP54n負(fù)載負(fù)載等等級級：I 級級，II 級級n穩(wěn)穩(wěn)流方式：有流方式：有載調(diào)壓載調(diào)壓+晶晶閘閘管相控管相控n 有

10、有載調(diào)壓載調(diào)壓+飽飽和和電電抗器相控抗器相控大功率整流器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)流方式大功率整流器的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)流方式大功率整流器的典型應(yīng)用領(lǐng)域大功率整流器的典型應(yīng)用領(lǐng)域n鋁電解鋁電解n化工電解化工電解n直流電弧爐直流電弧爐n鋅、銅電解鋅、銅電解各種電解領(lǐng)域要求的整流系統(tǒng)調(diào)壓范圍各種電解領(lǐng)域要求的整流系統(tǒng)調(diào)壓范圍n電鍍：電鍍：DC5006000A，624Vn電解銅：電解銅：DC2000030000A,100300Vn電解鋅：電解鋅：DC1500030000A,200500Vn燒堿：燒堿：DC1000013KA,200500Vn電解鋁：電解鋁：80KA400KA,5001350Vn制造上述整流器應(yīng)執(zhí)行的中國國家專

11、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是：制造上述整流器應(yīng)執(zhí)行的中國國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是：n JBT-8740 電化學(xué)用整流器電化學(xué)用整流器整流器的應(yīng)用領(lǐng)域及各領(lǐng)域所需整流器的整流器的應(yīng)用領(lǐng)域及各領(lǐng)域所需整流器的典型參數(shù)范圍典型參數(shù)范圍近年全球使用近年全球使用ABB1000V 以上大功率整流器的部分電解鋁企業(yè)以上大功率整流器的部分電解鋁企業(yè)nSohar 5 x 103kA.1650V Diode Oman 2019nSao Luis 6 x 48kA.1250V Thyristor Brazil 2019nNordural 4 x 65kA.1500V Thyristor Brazil 2019nAlba 1 x 72kA.158

12、0V Diode Bahrain 2019nSterlite 5 x 87.5kA.1300V Diode India 2019nNorsk 1 x 40kA.1150V Diode Norway 2019nAlouette 5 x 89kA.1320V Diode Canada 2019nTomago 3 x 65kA.1250V Diode Australia 2019nSundal 5 x 69kA.1500V Diode Norway 2019nDunkirk 1 x 100kA.1200V Diode France 2019近年全球使用近年全球使用ABB1000V 以上大功率整流器的

13、部分電解鋁企業(yè)以上大功率整流器的部分電解鋁企業(yè)Dubal 14x57.5kA.1130V Diode UAE 2019Norsk 1 x 36.2kA.1360VDiode Norway 2019 Pingguo 5 x 56kA.1150V ThyristorChina 2019Elkem 2 x 60kA .1200VThyristo Norway 2019 10 x 27.5kA .1000VDiode 1968 交流變頻器交流變頻器高頻開關(guān)電源高頻開關(guān)電源高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)與晶閘管直流系統(tǒng)的技術(shù)性能對照高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)與晶閘管直流系統(tǒng)的技術(shù)性能對照 性能優(yōu)異的各種器件性能優(yōu)異的各

14、種器件IP54型型 HCR-40000A/1300VIP54型型 HCR-31500A/1080VIP54 型型 HCR-31500A/1080V整流橋臂整流橋臂主要專有技術(shù)簡介2. 獨(dú)特的水腔結(jié)構(gòu)腰果型立柱、大電流焊接式；主要專有技術(shù)簡介3. 新型高壓式管接頭；主要專有技術(shù)簡介4. ABB技術(shù)、軍工生產(chǎn)的軟連接；性能優(yōu)異的水-風(fēng)冷卻器及控制電路n單機(jī)組整流系統(tǒng)原理單機(jī)組整流系統(tǒng)原理HCR大電流整流器大電流整流器應(yīng)用在電解鋁廠的大功率整流機(jī)組應(yīng)用在電解鋁廠的大功率整流機(jī)組整流變壓器整流變壓器高壓開關(guān)高壓開關(guān)母線開關(guān)母線開關(guān)直流電流傳器直流電流傳器綜合自綜合自動化系動化系統(tǒng)統(tǒng)整流器整流器 冷卻系

15、統(tǒng)冷卻系統(tǒng)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)n典型典型6機(jī)組整流系統(tǒng)單線圖機(jī)組整流系統(tǒng)單線圖應(yīng)用于電解鋁廠的大功率整流系統(tǒng)范例應(yīng)用于電解鋁廠的大功率整流系統(tǒng)范例6 6 70 kA - 1300 70 kA - 1300 VdcVdcABBDCS500數(shù)字式控制系統(tǒng)操作面板操作面板測量儀表測量儀表遙控操作盤遙控操作盤高壓開關(guān)高壓開關(guān)整流變壓器整流變壓器硅整流器硅整流器直流電流直流電流傳感器傳感器冷卻器冷卻器Rectifier transformer:primary windingsecondary windingconnection: Yd1 Dd0CT protectionCT metering35kV primary voltageOLTC VVIII 400 Y+/-11 steps23 positionsUvo 354VUvo 354VRegulating transformer:CT TICT MCT PCT MCT PCT MCT PCT TICT MCT PCT MCT PCT MCT PCT PCT PCT TICT P1U1