可控硅整流器

    一种以硅单晶为基本材料的P1N1P2N2四层三端器件，创制于1957年，由于它特性类似于真空闸流管，所以国际上通称为硅晶体闸流管，简称晶闸管T。又由于晶闸管最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件，简称为可控硅SCR。
    在性能上，可控硅不仅具有单向导电性，而且还具有比硅整流元件（俗称“死硅”）更为可贵的可控性。它只有导通和关断两种状态。
    可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备，如果超过此频率，因元件开关损耗显着增加，允许通过的平均电流相降低，此时，标称电流应降级使用。
    可控硅的优点很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍数高达几十万倍；反应极快，在微秒级内开通、关断；无触点运行，无火花、无噪音；效率高，成本低等等。
    可控硅的弱点：静态及动态的过载能力较差；容易受干扰而误导通。
    可控硅从外形上分类主要有：螺栓形、平板形和平底形。
    可控硅元件的结构
    不管可控硅的外形如何，它们的管芯都是由P型硅和N型硅组成的四层P1N1P2N2结构。见图1。它有三个PN结（J1、J2、J3），从J1结构的P1层引出阳极A，从N2层引出阴级K，从P2层引出控制极G，所以它是一种四层三端的半导体器件。

    某一电压(或电流)的有效值与其平均值之比，我们称之为波形系数。在可控硅整流电路中波形系数是个值得注意的问题。为说明这个问题，我们先按图1所示的可控硅半波整流电路做个实验，各元件的型号和参数仅供参考。
    先将R值调至最大，接通电源，此时直流电压表指示为零，灯泡不亮。然后慢慢减小R值，电压表读数逐渐增大，灯泡逐渐增亮。我们会发现当直流电压表指示为10伏时，灯泡便达到正常亮度了，这就是说灯泡的功耗已达额定功率了，若再继续增高电压，灯泡就可能烧毁。为什么电压表的读数还远没有达到灯泡的额定电压36伏，而灯泡的功耗却已达到额定功率了呢?
    灯光中流过的电流是单向脉动电流，灯泡两端的电压为单向脉动电压，其波形如图2中实线所示。直流电压表的读数是这种脉动电压的平均值，而刁；是它的有效值。其有效值却要比平均值大得多。
    根据电工学知识，这种周期性的单向脉动电压的有效值U。乃是瞬时值的平方在一个周期内平均值的算术平方根(均方根值)，即
    将不同的Q值代入式(3)，就得到相应的K值，如表一所示。由表一可以看出，当可控硅的移相角由零变到n时，波形系数K值逐渐增大，而且增大的速度越来越快，当。接近，I时，K值将急聚增加(而U和Uo都急聚下降。)
    现在再来看看实验结果。据式(2)可算出，当直流电压表指示10伏即U。=10伏时，COn=-0．7979，波形系数K~3．57， Uo~35．7伏。Uo己相当接近灯泡的额定电压了，所以灯泡达到正常亮度。
    根据同样的道理可算出，  当G相同时，在电阻性负载的全波可控整流电路中，输出脉动电压(波形见图3中的实线)系数的1／／2倍。在上述计算中，均忽略了可控硅导通时的正向压降。对其他形式的整流电路以及负载呈电感性时输出电压的波形系数，本文不再赘述。
    由上面的分析可知，在用可控硅进一行整流时，直流电压表(或电流表)上L的读数是输出电压(或电流)的平均1K值，不能将读数直接代入公式卜U2  L来计算负载上的功耗，这是因为式中U为负载R，上的电压有效值，即U=Uo。
    如欲减小波形系数，使输出出电压有效值接近于平均值，有三条措施可取：
    (1)  尽量减小可控硅的移相角，如Q：o时，则K=I．57(单相半波)：  (2)当负载额定电压比输入交流电压的有效值低得多时，先用变压器降压再进行整流；  (3)尽量采用单向可控整流或三相可控整流电路。如忽视波形系数的影响，尽管电压表的读数还远未达到负载的额定电压，但仍有可能烧毁电器，以致造成不应有的损失。这是必须注意的。
    在实际应用中，为方便起见，我们可根据表二来估算不同的输出直流电压时的波形系数，从而估算出输出电压的有效值。表二中的n为直流电压表的读数U。与输入交流电压有效值U的比。即    23 (3)，便可得到相应的波形系数K。例如在图1所示的电路中，当直流电压表指示为 50伏时，n=50／220~0．23，根据表二可估算出此时波形系数K在2．32和1．98之间。
    对于全波可控整流电路来说，
    根据同样的道理，可得出全波可控整流电路中，对应于不同n值(可控硅全导通时n取得最大值0．9)时的波形系数K。

    输入电压范围：(三相)380V±10[%] 50-60Hz
    稳定度：≤±1[%]
    波纹电压：≤2[%]
    冷却方式：风冷、油冷、水冷
    调节范围：连续0-100[%]
    保护措施：过电流、过热、过压、及短路缺相等保护
    功能选择：普通型、低纹波型、周期换向型、交直流叠加型（着色）

    1、整流结构先进
    采用先进出口变压器结构设计大大提高了整流效率节约了能源并使整机体积、重量大为减小，可靠性大为提高。
    2、控制特性良好
    采用的控制电路与国际主流可控硅控制电路可完全互换，该控制电路它具有自动稳压/稳流、自动电流密度、0-180秒任意调节软启动等良好控制功能，并可通过接口实现计算机控制，是目前最先进的可控硅控制系统。
    3、保护功能完善
    具有缺相、输出短路/过载、超温的完善自动保护。
    4、选用优质材料及采用严谨的制造工艺
    变压器铁芯采用进口优质硅钢片晶粒取向裁片并严格控制接缝。
    变压器线圈采用优质无氧铜线材绕制并采用两次浸渍工艺
    一次侧控制型整流器原边采用进口高压可控硅元件，付边采用国产优质整流元件
    二次侧控制采用进口可控硅元件。
    5、具备妥善的防护措施
    整流器的控制部分采用三重防腐处理。优良的防腐蚀设计使整机具有极好的环境耐受力，工作的可靠性大大提高，设备的环境适应能力远高于整流器国家标准。
    6、操作方便
    配备简单实用的遥控操作箱，即方便使用者在工位就近操作又可方便整流器安装选位。