一種新型直流電弧發(fā)生裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電學(xué)檢測領(lǐng)域，特別涉及一種新型直流電弧發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]機械式開關(guān)設(shè)備是用觸頭來分斷電路電流的，只要電路中電壓大于10?20V，電流大于80?100mA，動、靜觸頭在分斷時就會在觸頭間產(chǎn)生電弧，此時電路中的電流繼續(xù)流通，直到電弧熄滅觸頭間隙成為絕緣介質(zhì)后，電路才被分斷。發(fā)生在開關(guān)設(shè)備中的電弧稱為開關(guān)電弧。產(chǎn)生電弧的根本原因是觸頭本身及觸頭周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的自由電子。觸頭分斷電路電流時必然會產(chǎn)生電弧，當(dāng)電弧被熄滅后電路才算被開斷。電弧燃燒時，弧焰中心的溫度約為5000~7000K，由弧中心沿半徑向外弧溫度逐漸下降。因此分析電弧的物理性質(zhì)以及電學(xué)性質(zhì)對開關(guān)電器的分斷有著極其重要的意義。本實用新型設(shè)計了一種新型直流電弧發(fā)生裝置，可以產(chǎn)生一定電流下的直流電弧，分析不同電流下的直流電弧的性質(zhì)，用來進一步研宄開關(guān)電器的分斷性能，完善開關(guān)電器的分斷特性有著重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種新型直流電弧發(fā)生裝置。通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):主要包括輸入電路，中間電路，輸出電路和控制電路；各模塊之間的連接關(guān)系為:輸入電路由啟動保護和一次整流電路構(gòu)成，將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楹幸欢}動成分的直流電；中間電路由濾波電路、逆變電路與變壓電路構(gòu)成，將輸入的含有脈動成分的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髅}沖；輸出電路由二次整流電路、增壓引弧模塊以及直流輸出電路組成，將中間電路的交流脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)的直流電，增壓引弧模塊是在輸出端產(chǎn)生一個瞬間的上萬伏的電壓來引燃電弧；控制電路將輸出電路的直流電流進行采樣，與給定電路的電流進行比較，經(jīng)放大電路放大后控制脈寬調(diào)制電路發(fā)出指令，驅(qū)動電路將脈寬調(diào)制電路發(fā)出的指令轉(zhuǎn)變?yōu)槟孀兤魉璧目刂菩盘?，以達到控制逆變開關(guān)通斷，實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)且穩(wěn)定的目的。
[0004]所述輸入電路包括啟動保護和一次整流電路。啟動保護主要由壓敏電阻，熱敏電阻和啟動電阻構(gòu)成，保護電路免受過電壓、過電流的沖擊；一次整流電路利用二極管的單向?qū)щ娦?，把輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楹幸欢}動成分的直流電。
[0005]所述中間電路包括濾波電路、逆變電路和變壓電路。濾波電路將輸入電路一次整流過后的直流電的高次諧波濾除，又經(jīng)逆變電路將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流脈沖信號，經(jīng)變壓電路變?yōu)樗桦妷合碌慕涣髅}沖信號。
[0006]所述控制電路包括給定電路，采樣輸出，比較器，放大電路，脈寬調(diào)制電路和驅(qū)動電路。給定電路用來設(shè)定輸出電路產(chǎn)生電弧的電流；輸出采樣是對輸出電路的電流信號進行采樣；比較器將給定電路與輸出采樣電路的信號進行比較，經(jīng)放大電路放大后傳遞給脈寬調(diào)制電路；控制脈寬調(diào)制電路根據(jù)放大電路的輸出，通過芯片內(nèi)部電路產(chǎn)生的占空比波形；驅(qū)動電路的作用是對脈寬調(diào)制電路的指令進行放大和電平轉(zhuǎn)換，并給逆變器提供開關(guān)驅(qū)動信號，控制逆變器在一個周期內(nèi)的導(dǎo)通時長和關(guān)斷時長，達到控制輸出電路電壓的目的。
[0007]所述輸出電路包括二次整流電路，增壓引弧模塊，以及直流輸出電路。二次整流電路采用12只快速整流管全波整流方式輸出并聯(lián)供電，將變壓電路產(chǎn)生的高頻交流脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)的直流電，提高直流輸出電路的可靠性；增壓引弧模塊由高壓發(fā)生電路，高頻振蕩發(fā)生電路和引弧線圈組成，可以產(chǎn)生一個瞬間的上萬伏的沖擊電壓，來引燃電弧，并在電弧引燃后自動退出；直流輸出電路時產(chǎn)生電弧的電路，可以產(chǎn)生穩(wěn)定燃燒的電弧，并且電弧的電壓電流可以控制。
[0008]本實用新型的有益效果為:本實用新型體積小，重量小，便于攜帶，并且效率高、噪聲小，實現(xiàn)了經(jīng)濟性和實用性。
【附圖說明】
[0009]圖1是所述一種新型直流電弧發(fā)生裝置功能框圖。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型提供了一種新型直流電弧發(fā)生裝置。下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0011]圖1所示為所述新型直流電弧發(fā)生裝置的功能框圖，主要包括輸入電路，中間電路，輸出電路和控制電路。輸入電路由啟動保護和一次整流電路構(gòu)成，將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為含有一定脈動成分的直流電；中間電路由濾波電路，逆變電路與變壓電路構(gòu)成，濾波電路將高次諧波濾除，變壓電路將逆變電路輸出的高頻脈沖信號轉(zhuǎn)化為平整的交流信號；輸出電路由二次整流，增壓引弧模塊與直流輸出電路構(gòu)成，增壓引弧模塊產(chǎn)生一個瞬間的上萬伏的過電壓來引弧，二次整流輸出的直流電用來維持電弧的穩(wěn)定燃燒；控制電路將輸出的直流電流采樣，與給定電路的電流進行比較，比較器的信號經(jīng)放大電路放大后控制脈寬調(diào)制電路發(fā)出指令，驅(qū)動電路將脈寬指令轉(zhuǎn)化為逆變電路所需的控制信號，以達到控制電子器件通斷時間比的目的，來實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)且穩(wěn)定。
【主權(quán)項】
1.一種新型直流電弧發(fā)生裝置，其特征在于:包括輸入電路，中間電路，輸出電路和控制電路；各模塊之間的連接關(guān)系為: 輸入電路由啟動保護和一次整流電路構(gòu)成，將輸入的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楹幸欢}動成分的直流電；中間電路由濾波電路、逆變電路與變壓電路構(gòu)成，將輸入的含有脈動成分的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣髅}沖；輸出電路由二次整流電路、增壓引弧模塊以及直流輸出電路組成，將中間電路的交流脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)的直流電，增壓引弧模塊是在輸出端產(chǎn)生一個瞬間的上萬伏的電壓來引燃電??；控制電路將輸出電路的直流電流進行采樣，與給定電路的電流進行比較，經(jīng)放大電路放大后控制脈寬調(diào)制電路發(fā)出指令，驅(qū)動電路將脈寬調(diào)制電路發(fā)出的指令轉(zhuǎn)變?yōu)槟孀兤魉璧目刂菩盘?，以達到控制逆變開關(guān)通斷，實現(xiàn)輸出電壓可調(diào)且穩(wěn)定的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型直流電弧發(fā)生裝置，其特征在于:所述輸入電路由啟動保護與一次整流電路構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型直流電弧發(fā)生裝置，其特征在于:所述中間電路由濾波電路，逆變電路和變壓電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型直流電弧發(fā)生裝置，其特征在于:所述控制電路由采樣輸出，比較器，給定電路，放大器，脈寬調(diào)制電路以及驅(qū)動電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型直流電弧發(fā)生裝置，其特征在于:所述輸出電路由二次整流電路，增壓引弧電路以及直流輸出電路組成。
【專利摘要】本實用新型屬于電學(xué)檢測領(lǐng)域，特別涉及一種新型直流電弧發(fā)生裝置。本實用新型包括輸入電路，中間電路，輸出電路和控制電路。輸入電路由啟動保護和一次整流電路構(gòu)成，將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為含有一定脈動成分的直流電；中間電路由濾波電路，逆變電路與變壓電路構(gòu)成，濾波電路將高次諧波濾除，變壓電路將逆變電路輸出的高頻脈沖信號轉(zhuǎn)化為平整的交流信號；輸出電路由二次整流，增壓引弧模塊與直流輸出電路構(gòu)成，增壓引弧模塊產(chǎn)生瞬間的上萬伏的過電壓來引弧，二次整流輸出的直流電用來維持電弧的穩(wěn)定燃燒；控制電路對輸出的直流電采樣，與給定電路比較，經(jīng)放大電路后輸出指令控制逆變電路；本實用新型體積小，重量輕，實現(xiàn)了經(jīng)濟性和實用性。
【IPC分類】H02M7-04, H02M3-24, G01R31-327
【公開號】CN204376736
【申請?zhí)枴緾N201420838998
【發(fā)明人】李衛(wèi)國, 焦彥俊, 陽以歆, 賈國濱, 陳艷, 孫淑艷
【申請人】華北電力大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月26日