專利名稱：一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及屬于柔性交流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償 設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置。
背景技術(shù)：
隨著大功率非線性、沖擊性負(fù)荷的不斷增加，高壓靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備(SVC) 的應(yīng)用也越來(lái)越多，特別是在冶金、采礦和電氣化鐵路等重要場(chǎng)合中，SVC設(shè)備都扮演著重 要角色。一般地，TCR由兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管與一個(gè)電抗器串聯(lián)組成，控制器通過(guò)調(diào)整觸 發(fā)角的大小來(lái)改變SVC補(bǔ)償裝置所吸收的無(wú)功分量，從而達(dá)到調(diào)整無(wú)功功率的效果，因此， SVC補(bǔ)償裝置能否快速、準(zhǔn)確地觸發(fā)晶閘管就顯得尤為重要。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝 置，在控制器的控制下可以快速、準(zhǔn)確地產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，以達(dá)到穩(wěn)定地觸發(fā)晶間管閥組的目 的。解決了以往晶閘管觸發(fā)一致性差的問(wèn)題，并同時(shí)解決了觸發(fā)脈沖的隔離問(wèn)題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備 中的觸發(fā)脈沖形成裝置，該裝置主要包括同步信號(hào)形成電路、觸發(fā)脈沖生成電路、觸發(fā)脈 沖展寬電路和電光轉(zhuǎn)換電路四大部分，所述的同步信號(hào)形成電路與觸發(fā)脈沖生成電路相連 接，觸發(fā)脈沖生成電路與觸發(fā)脈沖展寬電路相連接，觸發(fā)脈沖展寬電路與電光轉(zhuǎn)換電路相 連接。本實(shí)用新型還包括以下特征1、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是同步 信號(hào)形成電路由變壓器、電壓比較器、非門U3A、非門U3B、計(jì)數(shù)器U4和計(jì)數(shù)器TO組成，所述 的變壓器連接電壓比較器，電壓比較器連接非門U3A，非門U3A連接非門U3B，非門U3B連 接計(jì)數(shù)器U4,計(jì)數(shù)器U4連接計(jì)數(shù)器TO，所述的電壓比較器型號(hào)為L(zhǎng)M311，計(jì)數(shù)器U4型號(hào)為 74LS590,計(jì)數(shù)器U5型號(hào)為74LS590。2、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是觸發(fā) 脈沖生成電路由4位比較器74LS85和8位比較器74LS688組成，所述的4位比較器74LS85 連接8位比較器74L688。3、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是觸發(fā) 脈沖展寬電路采用IC NE555組成單穩(wěn)電路。4、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是電光 轉(zhuǎn)換電路包括HFBR-1521光發(fā)送器、光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451和IC74LS07組成，IC74LS04連 接光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451，光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451連接HFBR-1521光發(fā)送器。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器與線電壓同步計(jì)數(shù)，同步效果好；觸發(fā)脈沖可以根據(jù)公式 自由展寬，滿足各種不同類型晶閘管驅(qū)動(dòng)板的需要；晶閘管觸發(fā)一致性好，具有電光轉(zhuǎn)換電 路，抗干擾能力強(qiáng)，與以往的觸發(fā)脈沖形成裝置相比，還具有硬件電路簡(jiǎn)單，可靠性高，擴(kuò)展 性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
圖1是觸發(fā)脈沖形成裝置原理框圖圖2是同步信號(hào)形成電路圖3是觸發(fā)脈沖生成電路圖4是脈沖展寬電路圖5是電光轉(zhuǎn)換電路
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，該裝置主要包括同步信 號(hào)形成電路、觸發(fā)脈沖生成電路、觸發(fā)脈沖展寬電路和電光轉(zhuǎn)換電路四大部分，所述的同步 信號(hào)形成電路與觸發(fā)脈沖生成電路相連接，觸發(fā)脈沖生成電路與觸發(fā)脈沖展寬電路相連 接，觸發(fā)脈沖展寬電路與電光轉(zhuǎn)換電路相連接。本實(shí)用新型還包括以下特征1、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是同步 信號(hào)形成電路由變壓器、電壓比較器、非門U3A、非門U3B、計(jì)數(shù)器U4和計(jì)數(shù)器TO組成，所述 的變壓器連接電壓比較器，電壓比較器連接非門U3A，非門U3A連接非門U3B，非門U3B連 接計(jì)數(shù)器U4,計(jì)數(shù)器U4連接計(jì)數(shù)器TO，所述的電壓比較器型號(hào)為L(zhǎng)M311，計(jì)數(shù)器U4型號(hào)為 74LS590,計(jì)數(shù)器U5型號(hào)為74LS590。2、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是觸發(fā) 脈沖生成電路由4位比較器74LS85和8位比較器74LS688組成，所述的4位比較器74LS85 連接8位比較器74L688。3、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是觸發(fā) 脈沖展寬電路采用IC NE555組成單穩(wěn)電路。4、所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特征是電光 轉(zhuǎn)換電路包括HFBR-1521光發(fā)送器、光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451和IC 74LS07組成，IC74LS04連 接光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451，光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451連接HFBR-1521光發(fā)送器。實(shí)施例2本實(shí)用新型工作原理(1)首先接收來(lái)自PT的交流同步電壓信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為5V電平信號(hào)，然后經(jīng)同 相整形后變成50Hz 50%占空比同步方波信號(hào)，用以控制同步計(jì)數(shù)器。同步電壓信號(hào)經(jīng)電壓 比較器形成與線電壓同步的方波信號(hào)，再經(jīng)整形后作為同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)。清零信號(hào) 為低電平時(shí)清零計(jì)數(shù)器，為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，從而使計(jì)數(shù)器與線電壓同步計(jì)數(shù)，取 得很好的同步效果。(2) 12位同步計(jì)數(shù)器通過(guò)二進(jìn)制比較器與DSP輸出的晶閘管控制角的二進(jìn)制數(shù)值 進(jìn)行比較，當(dāng)同步計(jì)數(shù)器的輸出值與DSP的輸出值相等時(shí)，比較電路輸出一窄脈沖。同步電 壓信號(hào)經(jīng)電壓比較器形成與線電壓同步的方波信號(hào)，再經(jīng)整形后作為同步計(jì)數(shù)器的清零信 號(hào)。清零信號(hào)為低電平時(shí)清零計(jì)數(shù)器，為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，從而使計(jì)數(shù)器與線電壓
4同步計(jì)數(shù)，取得很好的同步效果。(3)由于比較電路輸出的觸發(fā)脈沖為一窄脈沖，觸發(fā)品閘管寬度不夠，需要展寬， 因此需經(jīng)過(guò)脈沖展寬電路進(jìn)行展寬后，才會(huì)形成SVC設(shè)備所需的晶閘管觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈 沖展寬電路采用NE555單穩(wěn)電路，脈沖寬度tw可以根據(jù)公式tw = Rl · C · 1η3 1. IRl · C 進(jìn)行設(shè)置，靈活地滿足不同場(chǎng)合的實(shí)際應(yīng)用。(4)最后為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，需將觸發(fā)脈沖通過(guò)電光轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)行光電 隔離后，再送入到晶閘管閥組的驅(qū)動(dòng)單元，完成對(duì)晶閘管閥組的觸發(fā)任務(wù)。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝 置多使用光纖來(lái)傳遞信號(hào)，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。而采用HFBR系列光發(fā)送器來(lái)發(fā)送信 號(hào)，可實(shí)現(xiàn)電路、接口簡(jiǎn)單有效、可靠性高。光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451則具有低阻抗、高電流速 率的特點(diǎn)，并可避免產(chǎn)生長(zhǎng)的拖尾現(xiàn)象。實(shí)施例3
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明圖1是觸發(fā)脈沖形成裝置原理框圖，主要包括同步信號(hào)形成電路、觸發(fā)脈沖生成 電路、觸發(fā)脈沖展寬電路、電光轉(zhuǎn)換電路四大部分。晶閘管的控制角是以線電壓過(guò)零且電壓 變化率為正的時(shí)刻為計(jì)算零點(diǎn)，以線電壓過(guò)零且電壓變化率為負(fù)的時(shí)刻為180°點(diǎn)，基于此 設(shè)計(jì)晶閘管觸發(fā)脈沖形成裝置中的同步信號(hào)形成電路，電路原理見(jiàn)圖2，裝置首先接收來(lái)自 PT的100V交流電壓信號(hào)，經(jīng)變壓器調(diào)壓后將100V的線電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成5V交流信號(hào)，再經(jīng) LM311電壓比較器形成與線電壓同步的方波信號(hào)square+，通過(guò)兩級(jí)非門整形后作為12位 同步計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)CLR+。CLR+為低電平時(shí)清零計(jì)數(shù)器，為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)， 從而使計(jì)數(shù)器與線電壓同步計(jì)數(shù)。同步計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘為250000Hz。這樣，計(jì)數(shù)器在每半個(gè) 周期(IOms)內(nèi)計(jì)數(shù)最大值為2500。很明顯，計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)值與時(shí)間同步增長(zhǎng)。圖3是觸發(fā)脈沖生成電路，當(dāng)12位同步計(jì)數(shù)器的輸出值與DSP輸出的晶閘管控制 角的二進(jìn)制數(shù)值相等時(shí)，由12位數(shù)字比較電路輸出一窄脈沖TP+，同時(shí)將TP+送入脈沖展寬 電路。圖3中DO-Dll為12位計(jì)數(shù)器輸送來(lái)的二進(jìn)制數(shù)值，PhaseO-Phasell為DSP輸出的 晶閘管控制角二進(jìn)制數(shù)值，UU U2構(gòu)成12位數(shù)值比較器，TP+為觸發(fā)脈沖。由于TP+為一 窄脈沖，觸發(fā)晶閘管寬度不夠，需要展寬。所以應(yīng)用NE555單穩(wěn)電路將TP+脈沖展寬。電路原理見(jiàn)圖4，窄脈沖經(jīng)過(guò)NE555構(gòu)成的單穩(wěn)電路展寬為Ims寬的脈沖J+，送往 電光轉(zhuǎn)換電路。脈沖寬度tw可由下式確定tw = Rl · C · 1η3 1. IRl · C由于要同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)晶閘管，需要將一路電觸發(fā)脈沖轉(zhuǎn)換為多路光信號(hào)，再送入 到晶閘管閥組的驅(qū)動(dòng)單元。圖5是其中一路電光轉(zhuǎn)換電路，觸發(fā)脈沖J+經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路740LS7 驅(qū)動(dòng)后，再送入SN75451以驅(qū)動(dòng)光纖，光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451連接HFBR-1521光發(fā)送器。最 終將隔離后的觸發(fā)脈沖送入到晶閘管閥組側(cè)，用于驅(qū)動(dòng)晶閘管。
權(quán)利要求一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，該裝置主要包括同步信號(hào)形成電路、觸發(fā)脈沖生成電路、觸發(fā)脈沖展寬電路和電光轉(zhuǎn)換電路四大部分組成，其特征是同步信號(hào)形成電路與觸發(fā)脈沖生成電路相連接，觸發(fā)脈沖生成電路與觸發(fā)脈沖展寬電路相連接，觸發(fā)脈沖展寬電路與電光轉(zhuǎn)換電路相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特 征是同步信號(hào)形成電路由變壓器、電壓比較器、非門U3A、非門U3B、計(jì)數(shù)器U4和計(jì)數(shù)器TO 組成，所述的變壓器連接電壓比較器，電壓比較器連接非門U3A，非門U3A連接非門U3B，非 門U3B連接計(jì)數(shù)器U4，計(jì)數(shù)器U4連接計(jì)數(shù)器U5，所述的電壓比較器型號(hào)為L(zhǎng)M311，計(jì)數(shù)器 U4型號(hào)為74LS590，計(jì)數(shù)器U5型號(hào)為74LS590。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特 征是觸發(fā)脈沖生成電路由4位比較器74LS85和8位比較器74LS688組成，所述的4位比 較器74LS85連接8位比較器74L688。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特 征是觸發(fā)脈沖展寬電路采用IC NE555組成單穩(wěn)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，其特 征是電光轉(zhuǎn)換電路包括HFBR-1521光發(fā)送器、光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451和IC 74LS07組成， IC74LS04連接光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451，光纖驅(qū)動(dòng)電路SN75451連接HFBR-1521光發(fā)送器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，該裝置主要包括同步信號(hào)形成電路、觸發(fā)脈沖生成電路、觸發(fā)脈沖展寬電路、電光轉(zhuǎn)換電路四大部分。本實(shí)用新型目的在于提供一種應(yīng)用于高壓無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備中的觸發(fā)脈沖形成裝置，在控制器的控制下可以快速、準(zhǔn)確地產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，以達(dá)到穩(wěn)定地觸發(fā)晶閘管閥組的目的。并解決了以往晶閘管觸發(fā)一致性差的問(wèn)題，同時(shí)解決了觸發(fā)脈沖的隔離問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201623488SQ20092010119
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者張景旭, 王國(guó)強(qiáng), 王瑞艦, 費(fèi)承堯, 邢金偉, 陶長(zhǎng)海, 齊紅超 申請(qǐng)人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司