电力电子技术基础-华南理工大学：13-保护－串并联.pptVIP

* Fundamentals of Power Electronics Technology 电力电子技术基础 South China University of Technology 第二部分 电力电子器件 6 South China University of Technology 第四章 电力电子器件的驱动和保护 4.6 电力电子器件及装置的保护 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——过流的原因 电力电子技术基础 过电流——过载和短路两种情况 常用措施：快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器 电子电路作为第一保护措施，快熔仅作为短路时的部分区段的保护，直流快速断路器整定在电子电路动作之后实现保护，过电流继电器整定在过载时动作 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——快速熔断器 电力电子技术基础 快速熔断器 电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施 选择快熔时应考虑： (1)电压等级根据熔断后快熔实际承受的电压确定 (2)电流容量按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定 (3)快熔的I 2t值应小于被保护器件的允许I 2t值 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 ——检测基－射极电压的过流保护电路 电力电子技术基础 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——检测集－射极电压的过流保护电路 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——电流检测元器件 1 电流互感器 2 直检式霍尔电流传感器 3 磁平衡式霍尔电流传感器 4 相位差磁调制式直流电流传感器 5 零磁通电流互感器 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——电流互感器 电磁式电流互感器(简称电流互感器)，工作原理和变压器相似。 在测量交变的大电流时，为能够安全的测量，在线路上串联一个变压器，并且一次侧的匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的电流，而与二次电流无关。 电流互感器(CT)二次侧不能开路，开路时会在二次侧感应出很高的电压，从而危及二次侧设备和人身安全。 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——霍尔效应 在磁场不太强时，电位差与电流强度I和磁感应强度B成正比，与板的厚度d成反比 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——直检式霍尔电流传感器 由于磁场与霍尔元件的输出呈线性关系，因此可利用霍尔元件测得的信号大小，来反映被测电流的大小。这种测电流的方法称为直检法。 当被测的电流通过一根导线时，在该导线周围产生磁场B，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比。将霍尔器件接成如图所示的电路并放置在磁场B 之中，当电路中所产生的电流I 通过1、3 端提供给霍尔器件时，则霍尔器件的2、4 端将输出一个霍尔电压 。 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——直检式霍尔电流传感器 通电导线周围所产生的磁场与流过导线的电流成正比，该磁场通过聚磁环聚集感应到霍尔器件上，使之有一信号输出。因为霍尔器件有良好的线性，可用标定后的霍尔输出测出电流的大小。这种模式称为直接检测式 它是利用磁平衡的工作原理，即主回路电流Ip 在聚集磁环产生磁场，该磁场又被通过次级线圈的电流所产生的反向磁场所补偿，使霍尔器件处于检测零磁场的工作状态。 其具体工作过程为：当主回路有一电流通过时，由导线所产生的磁场被聚磁环所聚集，感应霍尔器件使之有一信号输出，这一信号驱动相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流通过多匝绕组产生的磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，当Ip 与匝数相乘所产生的磁场与Is 与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is 不再增加，霍尔器件起到零磁通的作用。此时可以通过Is 来测试Ip，当Ip 变化时，平衡受到破坏，霍尔器件就有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡，从磁场的失衡到再次平衡所需要的时间不到1us，这是一个动态平衡的过程。 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——磁平衡式霍尔电流传感器 电力电子技术 第二部分 电力电子器件 电力电子技术基础 ——磁平衡式霍尔电流传感器 特点  测量范围宽。可测量任意波形的电流和电压信号；而普通互感器只适用50 Hz正弦波形或直流信号； 测量精度高。在工作温度区内，精度优于1%，而普通互感器一般精度为3%～5%； 线性度好，优于0.1%； 　　　　　　 (4) 动态性能好，响应速度快。响应时间小于1 μs，而普通互感器响应时间为10～12 ms； (5) 测量区间宽，过载能力强。当测量电流超负荷时，内部电流和磁路均有饱和作用， 不会损坏模块； (6) 尺寸小，重量轻，安装简单方便；