專利名稱：自勵式晶閘管電流型斬波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電子變流技術(shù)、特別是一種由晶閘管構(gòu)成的自勵式電流型斬波器，適用于交流感應(yīng)電動機的內(nèi)饋調(diào)速及其它電流型電力電子控制設(shè)備。
晶閘管斬波的技術(shù)關(guān)鍵在于晶閘管的關(guān)斷，用IGBT等全控電力電子器件構(gòu)成的斬波器盡管具有電路簡單的優(yōu)點，但是受電力電子器件容量、動態(tài)參數(shù)和經(jīng)濟性的限制，在高壓大功率設(shè)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(shù)學會電力電子學會第四次全國學術(shù)會議論文集發(fā)表的《轉(zhuǎn)子斬波調(diào)速在行車遙控中的應(yīng)用》論文代表目前晶閘管電流型斬波器的技術(shù)現(xiàn)狀，它由外附的電壓源為關(guān)斷電容輔助充電，然后在關(guān)斷電容放電時形成對斬波晶閘管反向施壓而完成關(guān)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(jié)構(gòu)復雜，并且由于對關(guān)斷電容充電電流脈沖強度大、頻率高，變壓器發(fā)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(guān)斷電容只有半波產(chǎn)生關(guān)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(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)生短路而損壞器件的自勵式晶閘管電流型斬波器。
本發(fā)明的目的可以通過下述的技術(shù)方案來實現(xiàn)這種自勵式晶閘管電流型斬波器，它由并聯(lián)的主晶閘管(KK1、KK2)、組成無源逆變橋的輔晶閘管(KK3、KK4、KK5、KK6)、關(guān)斷電容C1、空芯電抗L、逆阻二極管ZK、緩沖電容C2、緩沖電抗器L1及觸發(fā)脈沖控制裝置3構(gòu)成，關(guān)斷電容C1接在組成的無源逆變橋的網(wǎng)端，無源逆變橋的閥端經(jīng)空芯電抗L與主晶閘管并聯(lián)接于電流源輸入端，構(gòu)成主晶閘管的自勵關(guān)斷電路；逆阻二極管ZK、緩沖電容C2、緩沖電抗器L1“T”型連接構(gòu)成的DCL緩沖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(fā)主晶閘管之前，預(yù)先觸發(fā)處于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(guān)斷電容C1充電、使關(guān)斷電容C1建立關(guān)斷電壓，當關(guān)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(shù)值時，電流源1不再為關(guān)斷電容C1充電，換路至電壓源負載回路，此時關(guān)斷電容C1就建立了關(guān)斷電壓，輔晶閘管KK3和KK6也失去了維持電流而自行關(guān)斷，而在關(guān)斷電容C1建立了初始關(guān)斷電壓之后，就可以按需要的占空比觸發(fā)導通主晶閘管KK1，當另一對輔晶閘管KK4和KK5觸發(fā)導通時，關(guān)斷電容C1立即放電，主晶閘管KK1被施以反向電壓而關(guān)斷，原流經(jīng)導通的主晶閘管KK1的電流被換路流向關(guān)斷電容C1，關(guān)斷電容C1放電后由電流源經(jīng)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(shù)值后，充電結(jié)束，導通的輔晶閘管(KK4、KK5)自行關(guān)斷，此后觸發(fā)導通主晶閘管KK2，當輔晶閘管KK3和KK6觸發(fā)導通時，關(guān)斷電容C1立即放電，主晶閘管KK2被施以反向電壓而關(guān)斷，流經(jīng)導通的主晶閘管KK2的電流被換路流向關(guān)斷電容C1，關(guān)斷電容C1放電后又由電流源經(jīng)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(shù)值后，充電結(jié)束，導通的輔晶閘管(KK3、KK6)自行關(guān)斷，再觸發(fā)導通主晶閘管KK1，……，如此重復，完成斬波變流任務(wù)。
上述的斬波器，逆阻二極管、緩沖電容、緩沖電抗器“T”型連接構(gòu)成的DCL緩沖電路作用有二一是使流經(jīng)電壓源負載的電流連續(xù)，并減小電流諧波；二是避免電壓源負載電流斷續(xù)引起關(guān)斷電容過充電產(chǎn)生過電壓。
上述的斬波器，空芯電抗器的作用是抑制關(guān)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(guān)斷電容的電壓，使關(guān)斷電壓按斬波電流的大小正比變化，從而形成關(guān)斷自適應(yīng)控制，進一步提高了關(guān)斷可靠性。
上述的斬波器，脈沖觸發(fā)控制裝置3是為主、輔晶閘管提供所需觸發(fā)脈沖的電子裝置。
上述的斬波器，并聯(lián)聯(lián)接的兩斬波主晶閘管(KK1、KK2)采取相位交錯的叉相工作方式工作，承擔斬波開關(guān)工作，通過改變其斬波占空比，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(xiàn)斬波控制。
本發(fā)明的上述斬波器，具有如下優(yōu)點1、主晶閘管分兩組、組成主晶閘管關(guān)斷電路的四只輔晶閘管也分兩組對稱輪流導通工作，晶閘管開關(guān)頻率是斬波器斬波頻率的1/2，斬波器斬波頻率是每只晶閘管開關(guān)頻率的2倍，使晶閘管的開關(guān)損耗降低，同時也使斬波器的工作頻率得以提高。
2、關(guān)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、由于無外附電壓源和變壓器，電路結(jié)構(gòu)簡單，還克服了現(xiàn)有技術(shù)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(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳述

圖1為本發(fā)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(yīng)用本發(fā)明所提供的自勵式晶閘管電流型斬波器的內(nèi)饋調(diào)速電動機的電原理圖。
參照附圖1，本發(fā)明所提供的這種自勵式晶閘管電流型斬波器，它由并聯(lián)的主晶閘管(KK1、KK2)、組成無源逆變橋的輔晶閘管(KK3、KK4、KK5、KK6)、關(guān)斷電容C1、空芯電抗L、逆阻二極管ZK、緩沖電容C2、緩沖電抗器L1及觸發(fā)脈沖控制裝置3構(gòu)成，關(guān)斷電容C1接在組成的無源逆變橋的網(wǎng)端，無源逆變橋的閥端經(jīng)空芯電抗L與主晶閘管并聯(lián)接于電流源輸入端，構(gòu)成主晶閘管的自勵關(guān)斷電路；逆阻二極管ZK、緩沖電容C2、緩沖電抗器L1“T”型連接構(gòu)成的DCL緩沖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(fā)明在斬波式內(nèi)饋調(diào)速電動機上的應(yīng)用實例，其調(diào)速電動機本體4的調(diào)節(jié)繞組與三相有源逆變器2’的網(wǎng)端相聯(lián)構(gòu)成本發(fā)明附圖1中的電壓源負載2，而調(diào)速電動機本體4的轉(zhuǎn)子繞組與三相整流器1’的網(wǎng)端相聯(lián)、和三相整流器1’及三相整流器1’閥端串聯(lián)的平波電抗器L2構(gòu)成本發(fā)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占空比，即可實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.一種自勵式晶閘管電流型斬波器，其特征在于它是由并聯(lián)的主晶閘管(KK1、KK2)、組成無源逆變橋的輔晶閘管(KK3、KK4、KK5、KK6)、關(guān)斷電容(C1)、空芯電抗(L)、逆阻二極管(ZP)、緩沖電容(C2)、緩沖電抗器(L1)及觸發(fā)脈沖控制裝置(3)構(gòu)成的，關(guān)斷電容(C1)接在組成的無源逆變橋的網(wǎng)端，無源逆變橋的閥端經(jīng)空芯電抗(L)與主晶閘管并聯(lián)接于電流源輸入端，構(gòu)成主晶閘管的自勵關(guān)斷電路；逆阻二極管(ZK)、緩沖電容(C2)、緩沖電抗器(L1)“T”型連接構(gòu)成的DCL緩沖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，由并聯(lián)的主晶閘管、組成無源逆變橋的輔晶閘管、關(guān)斷電容、空芯電抗、逆阻二極管、緩沖電容、緩沖電抗器及觸發(fā)脈沖控制裝置構(gòu)成，改變主晶閘管斬波占空比，即實現(xiàn)對電壓源負載的電流控制，具有1、晶閘管的開關(guān)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(xiàn)有技術(shù)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(yōu)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(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者屈維謙 申請人:屈維謙