專利名稱：光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路無功補償器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)無功補償技術領域，具體說是一種光耦觸 發(fā)二路晶閘管開關控制三回路的無功補償器。
背景技術：
近年來，全世界科技界普遍關注著被稱為世界性的兩大問題，即能 源(節(jié)能、合理開發(fā)和應用)和環(huán)境(意識、改善和環(huán)境保護)。電力 工業(yè)是一個生產最佳能源產品(電力的生產、輸送、分配、轉換同時進 行)的大系統(tǒng)。如何符合用電負載需求進行有效的能量轉換，確己成為 當今電力系統(tǒng)日益關注的焦點。而原有的傳統(tǒng)的電能形態(tài)，在電能的合 理、經濟使用上，受到了很大的約束和限制甚至浪費。目前城市和農村配網存在低功率因數(shù)和諧波污染問題。大量無功電 流在電網中的流動會導致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓 跌落嚴重。諧波污染則會使用電設備所處的環(huán)境惡化，也對周圍的通信 系統(tǒng)和公用電網以外的設備帶來危害。電網中的電力負荷，大部分屬于感性負荷，電網在運行過程中需向 這些負荷設備提供相應的無功功率。如果在電網中安裝并聯(lián)電容器等無 功補償設備，就可以由補償設備提供感性負荷所消耗的無功功率。因此 無功功率補償是一項投資少，收效快的降損節(jié)能措施。晶閘管這種電力電子開關作為動態(tài)無功補償裝置中最重要的器件之一，然而其成本占整個裝置的20%以上。許多無功補償裝置仍采用的 是三回路電容投切方式，采用二回路晶閘管開關控制三回路電容投切方 式相對于三回路晶閘管開關控制三回路電容投切方式來說較好地節(jié)省 了成本?？煽康赜|發(fā)晶閘管的導通和關斷是無功補償?shù)暮诵募夹g之一，目前國內外在晶閘管觸發(fā)控制中主要使用的技術是基于脈沖變壓器的觸發(fā) 電路，其主要缺點為電路復雜、元器件多、成本高、功耗大、電路板面 積大、重量和體積較大。為了降低成本、減小體積，在三路晶閘管開關控制三回路電容投切 裝置中有采用基于光耦觸發(fā)電路的技術，但由于二路晶閘管開關控制三 回路電容投切的特殊性(主要是難以實現(xiàn)電容器實時投切)，目前還未 見光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路電容投切裝置。發(fā)明內容本實用新型提供一種光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路的無功 補償器，用以簡化無功補償裝置的電路構成、降低控制成本、縮小體積。所述光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路無功補償器，包括二回路 晶閘管8開關控制三回路的主電路，和晶閘管8控制電路，其特征是所述晶閘管8控制電路使用多個光耦3、 4作為觸發(fā)信號產生核心元件， 光耦3、 4的輸入側與智能控制電路1的投切控制輸出端10和使能輸出 端9相連接，或通過邏輯電平轉換電路與投切控制輸出端10和使能輸 出端9相連，光耦的輸出端接晶閘管控制端7，或通過觸發(fā)電平控制電 路5和阻容吸收電路6連接到晶閘管控制端7。從投切控制輸出端10和使能輸出端9輸出的信號分別控制晶閘管8 正向導通和晶閘管8負向導通。本實用新型的優(yōu)點是1、 電路簡單、成本低、功耗小、占電路板面積小、重量和體積小， 工作可靠，應用廣泛。特別適合于單臺或多臺用電設備進行無功補償?shù)?裝置，補償后功率因數(shù)X).98;2、 電容投切響應時間小于40毫秒；3、 電容器無需放電，可連續(xù)投切。


圖1是二回路晶閘管開關控制三回路電容主電路電氣原理圖， 圖2是一種光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路電容投切觸發(fā)電路實施例圖，圖3是電容投入時電容器電流波形， 圖4是晶閘管的觸發(fā)電壓波形， 圖5是導通后晶閘管管壓降。圖中l(wèi)一智能控制電路，2-—三極管，3、 4—光耦，5—觸發(fā)電平 控制電路，6—阻容吸收電路，7—晶閘管控制端，8—晶閘管，9一使能 輸出端，10—投切控制輸出端。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進一步說明圖1是二回路晶閘管開關 控制三回路電容主電路電原理圖。整個電路使用兩個雙向雙控晶閘管8 ，如何對晶閘管8的控制端進行實時有效的控制，其觸發(fā)電路是實現(xiàn)正常 運行的關鍵之一。圖2是光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路電容投切 觸發(fā)電路的一個實施例。其顯示的為光耦觸發(fā)一路無(A相)晶閘管開關，另外一路(C相) 觸發(fā)電路圖與此相同。R3、 R4、 R22和R23為均壓電阻，為了保證二 個光耦3、 4承受相同的電壓值。如圖2所示，電路的主要器件是耐高壓輸出光耦3、4，由于光耦3、 4還需承受很高的反向電壓，為提高耐壓能力，采用二個光耦3、 4串聯(lián) 加均壓電阻。基本原理及工作過程如下使能輸出端9輸出由智能控制電路1發(fā)出的使能信號，低電平有效。 以A相晶閘管開關為例(對于C相，觸發(fā)與導通原理與此相同)，使 能輸出端9輸出低電平時，光耦4的輸入側符合導通邏輯，串聯(lián)的二個 光耦4的輸出端在+ 15V電源電壓和AK1和AK2之間電壓(晶閘管8 兩極之間的電壓)在正向過零共同作用下導通，則相對于AK2， AG2 為正電壓，晶閘管8正向導通；投切控制輸出端10輸出控制信號，為高電平有效。以A相晶閘管 8開關為例(對于C相，觸發(fā)與導通原理與此相同)投切控制輸出端10 輸出高電平時，三極管Ql集電極-發(fā)射極導通，串聯(lián)的二個光耦3的輸 入側符合導通邏輯，在+ 15V電源電壓和AK1和AK2之間電壓(晶閘管8兩極之間的電壓)在負向過零共同作用下導通，則相對于AK1， AG1為正電壓，晶閘管8負向導通。本實施例中光耦3、 4是由輸入電平控制的輸出為雙向可控硅的器 件，實際電路中可有多種情況，或是光耦3、 4，或是輸入側的智能控制 電路l，或在光耦3、 4輸出側，帶有檢測交流信號過零的功能，并可在 過零時瞬間觸發(fā)無功補償器輸出端發(fā)出到晶閘管控制端7的觸發(fā)信號。 本補償器結合智能控制電路l運用在對晶閘管開關實時控制的電路中起 到了非常好的效果，投切控制輸出端10和使能輸出端9的輸出信號由 智能控制電路1產生。光耦3、 4由投切控制輸出端10和使能輸出端9 控制觸發(fā)使能，投切控制輸出端10和使能輸出端9分別使能晶閘管8 正向導通的觸發(fā)和晶閘管8負向導通的觸發(fā)，無功補償器輸出端為晶閘 管控制端7觸發(fā)信號，通過觸發(fā)電平控制電路5和阻容吸收電路6連接 到晶閘管控制端7。從圖3、 4、 5中可以看到測試結果，電容電流的投 切波形如圖3所示，晶閘管的觸發(fā)電壓波形如圖4，導通后晶閘管壓降 波形如圖5所示。
權利要求1.一種光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路無功補償器，包括二回路晶閘管(8)開關控制三回路的主電路，和晶閘管(8)控制電路，其特征是所述晶閘管(8)控制電路使用多個光耦(3、4)作為觸發(fā)信號產生核心元件，光耦(3、4)的輸入側與智能控制電路(1)的投切控制輸出端(10)和使能輸出端(9)相連接，或通過邏輯電平轉換電路與投切控制輸出端(10)和使能輸出端(9)相連，光耦(3、4)的輸出端接晶閘管控制端(7)，或通過觸發(fā)電平控制電路(5)和阻容吸收電路(6)連接到晶閘管控制端(7)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路無 功補償器，其特征是從投切控制輸出端(10)和使能輸出端(9)輸 出的信號分別控制晶閘管(8)正向導通和晶閘管(8)負向導通。
專利摘要一種光耦觸發(fā)二路晶閘管開關控制三回路無功補償器，包括二回路晶閘管(8)開關控制三回路的主電路，和晶閘管(8)控制電路，所述晶閘管控制電路使用多個光耦(3、4)作為觸發(fā)信號產生核心元件，光耦(3、4)的輸入側與智能控制電路(1)的投切控制輸出端(10)和使能輸出端(9)相連接，或通過邏輯電平轉換電路與之相連，光耦的輸出端接晶閘管控制端。本實用新型的優(yōu)點是1.電路簡單、成本低、功耗小、占電路板面積小、重量和體積小，工作可靠，應用廣泛。特別適合于單臺或多臺用電設備進行無功補償?shù)难b置，補償后功率因數(shù)≥0.98；2.電容投切響應時間小于40毫秒；3.電容器無需放電，可連續(xù)投切。
文檔編號H03K17/79GK201113448SQ20072008764
公開日2008年9月10日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權日2007年10月22日
發(fā)明者于華民, 周治國, 涂海華 申請人:于華民;周治國;涂海華