正確地選擇晶閘管、整流管等電力電子器件對保證整機設(shè)備的可靠性及降低設(shè)備成本具有重要意義。元件的選擇要綜合考慮其使用環(huán)境、冷卻方式、線路型式、負載性質(zhì)等因素，在保證所選元件各參數(shù)具有裕量的條件下兼顧經(jīng)濟性。

  由于電力電子器件的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，具體應(yīng)用形式多種多樣，下面僅就晶閘管元件在整流電路和單項中頻逆變電路中的選擇加以說明。

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  整流電路器件選擇

  工頻整流是晶閘管元件較常用的領(lǐng)域之一。元件選用主要考慮其額定電壓和額定電流。

  (1) 晶閘管器件的正反向峰值電壓VDRM和VRRM：

  應(yīng)為元件實際承受較大峰值電壓UM的2-3倍，即VDRM/RRM=(2-3)UM。各種整流線路對應(yīng)的UM值見表1。

  (2) 晶閘管器件的額定通態(tài)電流IT(AV)：

  晶閘管的IT(AV)值指的是工頻正弦半波平均值，其對應(yīng)的有效ITRMS=1.57IT(AV)。為使元件在工作過程中不因過熱損壞，流經(jīng)元件的實際有效值應(yīng)在乘以安全系數(shù)1.5-2后才能等于1.57IT(AV)。假設(shè)整流電路負載平均電流為Id，流經(jīng)每個器件的電流有效值為KId，則所選器件的額定通態(tài)電流應(yīng)為：

  IT(AV)=(1.5-2)KId / 1.57=Kfd*Id

  Kfd為計算系數(shù)。對于控制角α=0O時，各種整流電路下的Kfd值見表1。

  表1：整流器件的較大峰值電壓UM及通態(tài)平均電流計算系數(shù)Kfd

  整流電路單相半波單項雙半波單項橋式三相半波三相橋式帶平衡電抗器

  的雙反星型

  Kfd

  α=0O電阻負載10.50.50.3750.3680.185

  電感負載0.450.450.450.3680.3680.184

  注：U2為主回路變壓器二次相電壓有效值;單項半波電感負載電路帶續(xù)流二極管。

  選擇元件IT(AV)值還應(yīng)考慮元件散熱方式。一般情況下風(fēng)冷比水冷相同元件的額定電流值要低;自然冷卻情況下，元件的額定電流要降為標(biāo)準(zhǔn)冷卻條件下的三分之一。

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  中頻逆變元件的選擇

  一般400HZ以上的工作條件下，應(yīng)考慮使用KK器件;頻率在4KHz以上時，可考慮使用KA器件。這里主要介紹一下并聯(lián)逆變電路中元件的選擇(見圖一)。

  (1) 元件正向和反向峰值電壓VDRM、VRRM 元件正向和反向峰值電壓應(yīng)取其實際承受較大正、反向峰值電壓的1.5-2倍。假設(shè)逆變器直流輸入電壓為Ud，功率因數(shù)為cosψ則：

  VDRM/RRM=(1.5-2)πUd /(2cosψ)

  (2) 元件的額定通態(tài)電流IT(AV) 考慮到元件在較高頻率下工作時，其開關(guān)損耗非常顯著，元件的額定通態(tài)電流應(yīng)按實際流過其有效值I的2-3倍來考慮，即

  IT(AV)=(2-3)I/1.57

  假設(shè)逆變器直流輸入電流為Id，則所選器件IT(AV)為

  IT(AV)=(2-3)×Id/(1.57 )

  (3) 關(guān)斷時間tq 并聯(lián)逆變線路中，KK元件的關(guān)斷時間選擇要根據(jù)觸發(fā)引前時間tf和換流時間tr來決定。一般取：

  tq=(tf-tr)×

  (當(dāng)功率因數(shù)為0.8時tf約為周期的十分之一，tr按元件di/dt小于或等于100A/μS來確定) 在頻率較高時，可通過減小換流時間tr，并適當(dāng)犧牲功率因數(shù)增加tf的方法來選擇具有合適tq值的元件