專利名稱：可控硅逆變變頻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源變換裝置，尤其是一種可控硅逆變變頻裝置。
現(xiàn)有的工業(yè)大功率逆變電源裝置一般都采用晶閘管元件作為主要開(kāi)關(guān)元件，而對(duì)這些開(kāi)關(guān)元件的關(guān)斷(換向)控制多采用性能指標(biāo)較高、價(jià)格亦較昂貴的高壓電容器進(jìn)行強(qiáng)迫換向，如

圖1所示就是現(xiàn)有通信用交流不停電電源中普遍采用的一種典型逆變電路，這種電路構(gòu)成的逆變裝置存在若干缺點(diǎn)，第一是關(guān)斷損耗大，有時(shí)可占輸出功率的20％以上；第二是浪涌電壓高，常要求配備很大的濾除設(shè)備第三是容易出現(xiàn)誤通現(xiàn)象；第四是啟動(dòng)失誤率高，一般在8-15％之間。此外還有波形失真問(wèn)題，由于存在上述種種不足，因此，采用這種電路很難制成數(shù)百千瓦以上的大功率逆變裝置。
中國(guó)專利88101020.0公開(kāi)了一種“交流變頻調(diào)速裝置及其逆變器電路”，該逆變器電路針對(duì)現(xiàn)有逆變器采用高壓電容器強(qiáng)迫換向存在的多種不足，為了改善換向性能，采用了一種新的逆變換向控制電路和在逆變器輸出端并聯(lián)電容器的方法代替原來(lái)的電容器強(qiáng)迫換向。該逆變器由三部分組成，如圖2，其一是由六支晶閘管元件組成的三相橋式可控逆變主電路及其部件，其二是由一支新型可關(guān)斷晶閘管(GTO)串接一個(gè)反向電壓源組成的逆變換向控制電路及其部件，該逆變換向控制電路或部件并聯(lián)在三相橋式可控逆變主電路及其部件上，用以控制晶閘管元件的換向。其二是將一組電容器接成星形或三角形連接的電容器支路接入三相橋式可控逆變主電路的輸出端。該電容器組的作用是保證晶閘管可靠換向，減少逆變器輸出電流的諧波分量，以及抑制尖峰電壓。該逆變裝置的關(guān)斷(換向)過(guò)程是通過(guò)可關(guān)斷晶閘管的短時(shí)導(dǎo)通，使直流側(cè)電流經(jīng)GTO回路短接，造成流向三相橋式可控逆變主電路的電流降到零，從而使正在導(dǎo)通的晶閘管電流也降到零，達(dá)到關(guān)斷(換向)的目的。這種裝置采用回路短接方式進(jìn)行換向，其主要缺點(diǎn)是裝置本身電流損耗大；其次是啟動(dòng)失誤率增高；此外，利用該電路難以制成數(shù)百千瓦的大功率逆變裝置。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，關(guān)斷可靠，電流損耗小的可控硅逆變變頻裝置。
本實(shí)用新型的可控硅逆變變頻裝置具有一個(gè)由可控硅構(gòu)成的三相逆變切換電路裝置，通過(guò)該裝置中六個(gè)可控硅的輪流導(dǎo)通，可將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流輸出；和一個(gè)與上述可控硅的控制極相連并控制其導(dǎo)通的觸發(fā)控制裝置及直流輸入裝置。此外，還有一個(gè)包括諧振電流發(fā)生裝置和選通關(guān)斷電路裝置構(gòu)成的對(duì)上述可控硅進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷裝置，所述的諧振電流發(fā)生裝置是由兩個(gè)中間串有電感的可控硅選通電路與一個(gè)LC振蕩電路組成的，電感通過(guò)一個(gè)中間抽頭與LC振蕩電路的電容相連；選通關(guān)斷電路裝置是由分為兩組的六個(gè)可控硅組成的，其中第一組可控硅的陽(yáng)極與諧振電流發(fā)生裝置相連，陰極分別與逆變切換電路裝置的三相電路相連，構(gòu)成對(duì)控制正半周電流輸出的可控硅進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷電流回路；第二組可控硅的陰極與諧振電流發(fā)生裝置相連，陽(yáng)極分別與逆變切換電路裝置的三相電路相連，構(gòu)成對(duì)控制負(fù)半周電流輸出的可控硅進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷電流回路。上述關(guān)斷裝置中可控硅的控制極均與觸發(fā)控制裝置相連。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，關(guān)斷可靠，消除了誤通現(xiàn)象，大大降低了關(guān)斷損耗。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
圖1是采用高壓電容器進(jìn)行換向的逆變電源基本電路圖2是采用可關(guān)斷晶閘管換向的逆變電源電路圖3是可控硅逆變變頻裝置電路方框圖圖4是可控硅逆變變頻裝置電路圖參照附圖，本實(shí)用新型包括一個(gè)逆變切換電路裝置，觸發(fā)控制裝置，關(guān)斷裝置及電源輸入裝置。
逆變切換裝置為一個(gè)由六支可控硅(1、2、3、4、5、6)構(gòu)成的三相逆變切換電路裝置，其中可控硅(1、3、5)控制三相電路上半周輸出電流，可控硅(2、4、6)控制三相電路下半周輸出電流，通過(guò)這六支可控硅的輪流導(dǎo)通，可將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流輸出。
觸發(fā)控制電路裝置采用TTL集成電路，振蕩電路及關(guān)斷時(shí)間的產(chǎn)生均用555時(shí)基電路；關(guān)斷時(shí)間為輪流公用；關(guān)斷時(shí)間與導(dǎo)通時(shí)間采用調(diào)制解調(diào)方式；觸發(fā)編碼電路采用VMOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管；關(guān)斷脈沖與導(dǎo)通脈沖共用一個(gè)脈沖變壓囂。
關(guān)斷裝置由諧振電流發(fā)生裝置和選通關(guān)斷電路裝置組成。其中諧振電流發(fā)生裝置是由兩個(gè)中間串有電感(15)的可控硅選通電路和一個(gè)LC振蕩電路組成。電感(15)通過(guò)中間抽頭與LC振蕩電路的電容相連，選通關(guān)斷電路裝置是由分為兩組的六個(gè)可控硅(9、10、11、12、13、14)組成的，其中第一組可控硅(9、10、11)的陽(yáng)極與諧振電流發(fā)生裝置相連，陰極分別與逆變切換電路裝置的三相電路相連，構(gòu)成對(duì)控制正半周電流輸出的可控硅(1、3、5)進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷電流回路，第二組可控硅(12、13、14)的陰極與諧振電流發(fā)生裝置相連，陽(yáng)極分別與逆變切換電路裝置的三相電路相連，構(gòu)成對(duì)控制負(fù)半周電流輸出的可控硅(2、4、6)進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷電流回路。本裝置中所有可控硅(1-14)的控制極都與觸發(fā)控制電路相連，并受其控制導(dǎo)通。
工作時(shí)，接通直流電源，在觸發(fā)控制電路的控制下，可控硅(1-6)間隔60°依次觸發(fā)導(dǎo)通，并且每只可控硅導(dǎo)通180°，假設(shè)，最初可控硅1導(dǎo)通，A相電路正半周有電流輸出，在10ms時(shí)，觸通可控硅7和可控硅11，諧振電流經(jīng)電感17，可控硅11、可控硅1、可控硅7、電感15、電容16形成回路，該諧振電流方向與導(dǎo)通的可控硅1的原電流方向相反，從而使可控硅1關(guān)斷。經(jīng)T=ΠLC]]>后，觸通可控硅2，實(shí)現(xiàn)了A相電路的換向，可控硅2導(dǎo)通10ms時(shí)，觸發(fā)控制電路觸通可控硅8和可控硅14，諧振電流經(jīng)電感15，可控硅8、可控硅2、可控硅14、電感17、電容16形成回路，該諧振電流方向與導(dǎo)通的可控硅2的電流方向相反，從而使可控硅2關(guān)斷。為了保證關(guān)斷的可靠性，在每相電路的兩個(gè)可控硅之間設(shè)置一個(gè)均衡電感(18、19、20)，以使可控硅在關(guān)斷期間得到一個(gè)負(fù)壓，消除門極載流子，同時(shí)亦提高了起動(dòng)的可靠性。
為了消除浪涌?jī)呻妷?，每相電路的輸出?jīng)過(guò)兩個(gè)鉗位二極管。采用本裝置電路可制成功率為300KW或更大的逆變變頻電源設(shè)備，而且設(shè)備本身的關(guān)斷損耗只占額定輸出功率的千分之五左右，無(wú)浪涌電壓，不存在誤通現(xiàn)象。負(fù)載變化時(shí)，對(duì)電流波形無(wú)影響，啟動(dòng)成功率達(dá)百分之一百。
權(quán)利要求1.一種可控硅逆變變頻裝置，該裝置具有一個(gè)由可控硅(1、2、3、4、5、6)構(gòu)成的三相逆變切換電路裝置，通過(guò)該裝置中六個(gè)可控硅的輪流導(dǎo)通，可將輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流輸出；一個(gè)與上述可控硅的控制極相連并控制其導(dǎo)通的觸發(fā)控制裝置及直流輸入裝置，其特征在于還有一個(gè)包括諧振電流發(fā)生裝置和選通關(guān)斷電路裝置構(gòu)成的對(duì)可控硅(1、2、3、4、5、6)進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷裝置，所述的諧振電流發(fā)生裝置是由兩個(gè)中間串有電感(15)的可控硅選通電路和一個(gè)LC振蕩電路組成的，電感(15)通過(guò)中間抽頭與LC振蕩電路的電容相連；選通關(guān)斷電路裝置是由分為兩組的六個(gè)可控硅(9、10、11、12、13、14)組成的，其中第一組可控硅(9、10、11)的陽(yáng)極與諧振電流發(fā)生裝置相連，陰極分別與逆變切換電路裝置的三相電路相連，構(gòu)成對(duì)控制正半周電流輸出的可控硅(1、3、5)進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷電流回路；第二組可控硅(12、13、14)的陰極與諧振電流發(fā)生裝置相連，陽(yáng)極分別與逆變切換電路裝置的三相電路相連，構(gòu)成對(duì)控制負(fù)半周電流輸出的可控硅(2、4、6)進(jìn)行關(guān)斷控制的關(guān)斷電流回路，上述可控硅(7、8、9、10、11、12、13、14)的控制極與觸發(fā)控制電路裝置相連，并受其控制導(dǎo)通。
專利摘要一種可控硅逆變變頻裝置，包括三相逆變切換電路裝置、觸發(fā)控制裝置及直流輸入裝置，一個(gè)由諧振電流發(fā)生裝置和選通關(guān)斷電路裝置構(gòu)成的關(guān)斷裝置對(duì)三相逆變切換電路的可控硅進(jìn)行關(guān)斷控制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出功率大，可達(dá)300KW以上，而且設(shè)備本身的關(guān)斷損耗小，無(wú)浪涌電壓輸出，不存在誤通現(xiàn)象，負(fù)載變化時(shí)，對(duì)電流波形無(wú)影響，啟動(dòng)成功率達(dá)百分之百。
文檔編號(hào)H02M7/523GK2247894SQ9521598
公開(kāi)日1997年2月19日 申請(qǐng)日期1995年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月4日
發(fā)明者楊希良 申請(qǐng)人:楊希良