自勵式晶閘管電流型斬波器的製作方法
2024-03-08 01:49:15
專利名稱：自勵式晶閘管電流型斬波器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力電子變流技術、特別是一種由晶閘管構成的自勵式電流型斬波器，適用於交流感應電動機的內饋調速及其它電流型電力電子控制設備。
晶閘管斬波的技術關鍵在於晶閘管的關斷，用IGBT等全控電力電子器件構成的斬波器儘管具有電路簡單的優點，但是受電力電子器件容量、動態參數和經濟性的限制，在高壓大功率設備上使用的這類斬波器，可靠性就不如晶閘管斬波器。
1990年中國電工技術學會電力電子學會第四次全國學術會議論文集發表的《轉子斬波調速在行車遙控中的應用》論文代表目前晶閘管電流型斬波器的技術現狀，它由外附的電壓源為關斷電容輔助充電，然後在關斷電容放電時形成對斬波晶閘管反向施壓而完成關斷，這種斬波器存在以下不足1、需要外附的電壓源和變壓器，電路結構複雜，並且由於對關斷電容充電電流脈衝強度大、頻率高，變壓器發熱嚴重。
2、當受到意外擾動，而使充電和放電晶閘管同時導通時，將造成電壓源短路、損壞器件，可靠性差。
3、關斷電容只有半波產生關斷作用，而另外半波為空程，因而限制了斬波器的頻率和效率，斬波效率和頻率低。
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種不需要外附電源和變壓器、即使受到擾動導致晶閘管誤導通也不會產生短路而損壞器件的自勵式晶閘管電流型斬波器。
本發明的目的可以通過下述的技術方案來實現這種自勵式晶閘管電流型斬波器，它由並聯的主晶閘管(KK1、KK2)、組成無源逆變橋的輔晶閘管(KK3、KK4、KK5、KK6)、關斷電容C1、空芯電抗L、逆阻二極體ZK、緩衝電容C2、緩衝電抗器L1及觸發脈衝控制裝置3構成，關斷電容C1接在組成的無源逆變橋的網端，無源逆變橋的閥端經空芯電抗L與主晶閘管並聯接於電流源輸入端，構成主晶閘管的自勵關斷電路；逆阻二極體ZK、緩衝電容C2、緩衝電抗器L1「T」型連接構成的DCL緩衝電路輸入端接在主晶閘管兩端、輸出端可接電壓源負載2。這樣的斬波器投入使用時，在觸發主晶閘管之前，預先觸發處於對角線上的一對輔晶閘管KK3和KK6，使電流源通過空芯電抗器L對關斷電容C1充電、使關斷電容C1建立關斷電壓，當關斷電容C1兩端電壓升高至電壓源負載2固定的直流電壓數值時，電流源1不再為關斷電容C1充電，換路至電壓源負載迴路，此時關斷電容C1就建立了關斷電壓，輔晶閘管KK3和KK6也失去了維持電流而自行關斷，而在關斷電容C1建立了初始關斷電壓之後，就可以按需要的佔空比觸發導通主晶閘管KK1，當另一對輔晶閘管KK4和KK5觸發導通時，關斷電容C1立即放電，主晶閘管KK1被施以反向電壓而關斷，原流經導通的主晶閘管KK1的電流被換路流向關斷電容C1，關斷電容C1放電後由電流源經導通的輔晶閘管(KK4、KK5)重新充電，但充電電壓極性與前相反，待充電達到電壓源負載2固定的直流電壓數值後，充電結束，導通的輔晶閘管(KK4、KK5)自行關斷，此後觸發導通主晶閘管KK2，當輔晶閘管KK3和KK6觸發導通時，關斷電容C1立即放電，主晶閘管KK2被施以反向電壓而關斷，流經導通的主晶閘管KK2的電流被換路流向關斷電容C1，關斷電容C1放電後又由電流源經導通的輔晶閘管(KK3、KK6)充電，充電電壓極性又與前相反，待充電達到電壓源負載2固定的直流電壓數值後，充電結束，導通的輔晶閘管(KK3、KK6)自行關斷，再觸發導通主晶閘管KK1，……，如此重複，完成斬波變流任務。
上述的斬波器，逆阻二極體、緩衝電容、緩衝電抗器「T」型連接構成的DCL緩衝電路作用有二一是使流經電壓源負載的電流連續，並減小電流諧波；二是避免電壓源負載電流斷續引起關斷電容過充電產生過電壓。
上述的斬波器，空芯電抗器的作用是抑制關斷電容充放電時的電流上升率，防止輔晶閘管因電流上升率過大而造成損壞，同時，空芯電抗器還按斬波電流大小正比例地提高關斷電容的電壓，使關斷電壓按斬波電流的大小正比變化，從而形成關斷自適應控制，進一步提高了關斷可靠性。
上述的斬波器，脈衝觸發控制裝置3是為主、輔晶閘管提供所需觸發脈衝的電子裝置。
上述的斬波器，並聯聯接的兩斬波主晶閘管(KK1、KK2)採取相位交錯的叉相工作方式工作，承擔斬波開關工作，通過改變其斬波佔空比，即通過改變斬波主晶閘管的導通時間與周期的比值來實現斬波控制。
本發明的上述斬波器，具有如下優點1、主晶閘管分兩組、組成主晶閘管關斷電路的四隻輔晶閘管也分兩組對稱輪流導通工作，晶閘管開關頻率是斬波器斬波頻率的1/2，斬波器斬波頻率是每隻晶閘管開關頻率的2倍，使晶閘管的開關損耗降低，同時也使斬波器的工作頻率得以提高。
2、關斷電容僅由輸入電流源充電，不需要外附電壓源和變壓器。
3、由於無外附電壓源和變壓器，電路結構簡單，還克服了現有技術受到擾動而導致晶閘管誤導通致使電壓源短路、損壞器件的弊端。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述
圖1為本發明所提供的自勵式晶閘管電流型斬波器的電原理圖。
圖2為應用本發明所提供的自勵式晶閘管電流型斬波器的內饋調速電動機的電原理圖。
參照附圖1，本發明所提供的這種自勵式晶閘管電流型斬波器，它由並聯的主晶閘管(KK1、KK2)、組成無源逆變橋的輔晶閘管(KK3、KK4、KK5、KK6)、關斷電容C1、空芯電抗L、逆阻二極體ZK、緩衝電容C2、緩衝電抗器L1及觸發脈衝控制裝置3構成，關斷電容C1接在組成的無源逆變橋的網端，無源逆變橋的閥端經空芯電抗L與主晶閘管並聯接於電流源輸入端，構成主晶閘管的自勵關斷電路；逆阻二極體ZK、緩衝電容C2、緩衝電抗器L1「T」型連接構成的DCL緩衝電路輸入端接在主晶閘管兩端、輸出端可接電壓源負載2。
附圖2是本發明在斬波式內饋調速電動機上的應用實例，其調速電動機本體4的調節繞組與三相有源逆變器2』的網端相聯構成本發明附圖1中的電壓源負載2，而調速電動機本體4的轉子繞組與三相整流器1』的網端相聯、和三相整流器1』及三相整流器1』閥端串聯的平波電抗器L2構成本發明附圖1中的電流源，三相有源逆變器2』的逆變角固定在最小角度不變，改變斬波主晶閘管的斬波佔空比，即可實現電機轉速調節。
權利要求
1.一種自勵式晶閘管電流型斬波器，其特徵在於它是由並聯的主晶閘管(KK1、KK2)、組成無源逆變橋的輔晶閘管(KK3、KK4、KK5、KK6)、關斷電容(C1)、空芯電抗(L)、逆阻二極體(ZP)、緩衝電容(C2)、緩衝電抗器(L1)及觸發脈衝控制裝置(3)構成的，關斷電容(C1)接在組成的無源逆變橋的網端，無源逆變橋的閥端經空芯電抗(L)與主晶閘管並聯接於電流源輸入端，構成主晶閘管的自勵關斷電路；逆阻二極體(ZK)、緩衝電容(C2)、緩衝電抗器(L1)「T」型連接構成的DCL緩衝電路輸入端接在主晶閘管兩端、輸出端可接電壓源負載(2)。
全文摘要
一種自勵式晶閘管電流型斬波器，由並聯的主晶閘管、組成無源逆變橋的輔晶閘管、關斷電容、空芯電抗、逆阻二極體、緩衝電容、緩衝電抗器及觸發脈衝控制裝置構成，改變主晶閘管斬波佔空比，即實現對電壓源負載的電流控制，具有1、晶閘管的開關損耗降低、斬波器工作頻率得以提高，2、不需要外附電壓源，3、無外附電壓源和變壓器，電路簡單，還克服了現有技術受擾動而導致晶閘管誤導通致使電壓源短路、損壞器件的弊端之優點。
文檔編號H02M3/04GK1317864SQ0111912
公開日2001年10月17日 申請日期2001年5月16日 優先權日2001年5月16日
發明者屈維謙 申請人:屈維謙