專利名稱:不失控的三相橋式半控整流電路的制作方法
本發(fā)明涉及一種用于同步發(fā)電機(jī)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的不失控的三相橋式半控整流電路。
目前，廣泛應(yīng)用的三相橋式半控整流電路是由三個(gè)二極管與三個(gè)可控硅組成的整流橋，其作用是把交流電壓變換成可以控制的直流電壓，供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁的自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，可控硅導(dǎo)電角突然變?yōu)榱銜r(shí)，這種電路會(huì)出現(xiàn)可控硅應(yīng)該關(guān)斷而關(guān)不斷，相當(dāng)于二極管工作的失控現(xiàn)象，使發(fā)電機(jī)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓和過電流，造成機(jī)組停運(yùn)，甚至損壞設(shè)備。為了防止可控硅失控，華中工學(xué)院樊俊、陳忠、涂光瑜編“同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵(lì)磁原理及應(yīng)用”一書，第75頁(yè)敘述了幾種措施(1)選用正向壓降低的續(xù)流二極管。一般要求在0.55伏以下。這有一定效果，但對(duì)二極管挑選較苛刻，難于滿足要求，對(duì)工廠批量生產(chǎn)不利。(2)續(xù)流二極管與整流橋輸出母線間的連線愈短愈好，減小連線上產(chǎn)生的壓降，以利可控硅的關(guān)斷。這只是一種與(1)相配合的輔助措施。(3)選用維持電流較大、關(guān)斷特性較好的可控硅，一般維持電流應(yīng)選60毫安以上的。其缺點(diǎn)與(1)相同。(4)設(shè)計(jì)或整定得使可控硅導(dǎo)電角不可能為零。這最有效，但實(shí)際上是不可能完全做到的。廣西大學(xué)王輯祥在“廣西電力技術(shù)”，1966年第4期發(fā)表的“可控硅勵(lì)磁失控的分析和防止”中提出的定期進(jìn)行試驗(yàn)檢查，及早發(fā)現(xiàn)失控，并采取上述相應(yīng)措施，同樣不能根本解決失控問題。
本發(fā)明采用“零線電路”，解決可控硅的失控問題。零線電路由整流二極管與兩端并聯(lián)著放電電阻的電容串聯(lián)組成。零線電路的一端接至整流橋交流電源變壓器的零點(diǎn)(即中性點(diǎn))，另一端接至整流橋輸出端正極。具有這種零線電路的三相橋式半控整流電路即是不失控的三相橋式半控整流電路。當(dāng)某相可控硅導(dǎo)通到過了自然換相點(diǎn)之后，它依靠零線電路將該相電壓與電容電壓之差反向偏置而強(qiáng)迫關(guān)斷，杜絕了可控硅失控。
這種電路線路簡(jiǎn)單，元件少，成本低。從根本上解決了失控問題。
附圖1是現(xiàn)用的三相橋式半控整流電路，(1)、(2)、(3)為整流橋交流輸入端，(12)為續(xù)流二極管。(10)為電感。(11)為電阻，兩者合成即為整流橋總負(fù)載一發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組。
附圖2是本發(fā)明不失控的三相橋式半控整流電路。(1)、(2)、(3)為整流橋交流電源變壓器的三相端，(0)為變壓器中性點(diǎn)(零線)。(4)、(5)、(6)組成零線電路。(4)為整流二極管，(5)為放電電阻，(6)為電容，(5)和(6)并聯(lián)后，再與(4)串聯(lián)，一端接(0)，另一端接整流橋輸出正極。(7)、(8)、(9)為三個(gè)可控硅，(13)、(14)、(15)為三個(gè)二極管。(10)、(11)、(12)同圖1。
附圖3是整流橋工作時(shí)的電壓波形圖。
附圖2的工作原理可通過附圖3的波形分析，解釋如下設(shè)(1)相可控硅(7)在ωt1時(shí)由(1)相脈沖觸發(fā)。這時(shí)，(1)、(3)相導(dǎo)電，即電流由(1)相經(jīng)(7)，負(fù)載(10)、(11)、(3)相二極管(13)回到(3)相。負(fù)載電壓為U13在ωt1-ωt2區(qū)間，20點(diǎn)電位為正，高于中性點(diǎn)電位，(4)因電壓反偏置而截止;在ωt2以后，20點(diǎn)電位變負(fù)，低于(0)點(diǎn)電位(設(shè)電容原未被充電)，(4)承受正向電壓而導(dǎo)通，給電容(6)充電，一直充至U1峰值;此時(shí)，(2)相可控硅(8)由(2)相脈沖觸發(fā)導(dǎo)通，20點(diǎn)電位又變?yōu)檎?，再迭加電?6)上電壓，二極管(4)反偏置而截止。電容(6)已充好的電荷通過電阻(5)按U6規(guī)律釋放。當(dāng)ωt＝ωt3時(shí)，電容(6)上電壓U6已衰減至接近于自然換相點(diǎn)電壓。如果可控硅(8)在繼續(xù)導(dǎo)通，則20點(diǎn)電位跟隨(2)點(diǎn)變化，此時(shí)，U6＝U2。以后，U2越來越低，U6越來越高。當(dāng)U2＜U6時(shí)，二極管(4)導(dǎo)通，將U2與U6的差值電壓反向加于可控硅(8)上，使其強(qiáng)迫關(guān)斷，電感(10)儲(chǔ)能乃不得不由續(xù)流管(12)釋放。與此同時(shí)，電容(6)通過(4)、(10)、(11)、(14)，再由(2)相電壓U2充電，一直充至U2的峰值。這時(shí)，(3)相可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，20點(diǎn)電位變正，(4)截止，電容(6)向(5)放電。以后重復(fù)上述過程。這就是可控硅整流橋在發(fā)電機(jī)及觸發(fā)控制系統(tǒng)正常工作時(shí)的情況。
如果整流橋在工作中突然丟失三相觸發(fā)脈沖，若恰好發(fā)生在ωt1瞬間，則可控硅(7)將一直導(dǎo)通至自然換相點(diǎn)。過了換相點(diǎn)，如果(7)還因續(xù)流繼續(xù)導(dǎo)通，則當(dāng)U1＜U6時(shí)，(4)導(dǎo)通，使U6與U1的差值電壓反向加于可控硅(7)因而截止，以后各相也因無脈沖而截止，故輸出電壓為零，即不會(huì)失控。
如果發(fā)電機(jī)運(yùn)行中突然發(fā)生過電壓，引起觸發(fā)脈沖移相而使導(dǎo)電角為零時(shí)，其防止失控的原理同上，可控硅不但不會(huì)失控，而且能迅速使輸出電壓降為零，充分發(fā)揮了強(qiáng)行減磁的作用，進(jìn)一步改善了可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
不失控的三相橋式半控整流電路中，零線電路的參數(shù)這樣選擇整流二極管(4)采用0.5-1安，反向峰值電壓為電源變壓器副邊相電壓峰值的2倍;電容(6)采用10～30微法電容器。工作電壓為電源變壓器副邊相電壓;電阻(5)采用1～3千歐電阻器，容量大小為電容兩端電壓的平方除以電阻值，單位瓦。
若將附圖2中的整流二極管(4)與電阻(5)、電容(6)的串聯(lián)位置互換，效果相同。
本發(fā)明不僅適用于同步發(fā)電機(jī)的可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，也適用于同步電動(dòng)機(jī)的可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的不失控的三相橋式半控整流電路。現(xiàn)用的三相橋式半控整流電路是由三個(gè)二極管與三個(gè)可控硅組成的整流橋。本發(fā)明的特征在于增加了一個(gè)零線電路，零線電路由整流二極管(4)與兩端并聯(lián)著放電電阻(5)的電容(6)串聯(lián)組成。零線電路的一端接到電源變壓器的零點(diǎn)，另一端接到整流橋正極。
專利摘要
本發(fā)明是一種用于可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)的不失控的三相橋式半控整流電路?，F(xiàn)用的三相橋式半控整流電路，在電機(jī)運(yùn)行中會(huì)發(fā)生可控硅失控現(xiàn)象?！安皇Э氐娜鄻蚴桨肟卣麟娐贰笔窃谌鄻蚴桨肟卣麟娐分性黾恿憔€電路而成。零線電路由整流二極管與兩端并聯(lián)著電阻的電容串聯(lián)組成，一端接到電源變壓器零點(diǎn)，另一端接至整流橋正極，該電路線路簡(jiǎn)單，元件少，從根本上解決了失控問題。
文檔編號(hào)H02M7/12GK87106609SQ87106609
公開日1988年5月18日 申請(qǐng)日期1987年9月29日
發(fā)明者黃定元 申請(qǐng)人:黃定元導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan