一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于大型電動機控制技術(shù)領(lǐng)M，尤其是一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金、鋼鐵、石油、化工、水廠、電廠、機械加工、水利等行業(yè)中，各種大型電動機得到了廣泛的應(yīng)用，在實際使用中發(fā)現(xiàn)，電動機因為其高壓特性，使用軟啟動的方式可控性更強，其中的可控硅軟啟動具有啟動性能好、控制方便等優(yōu)點，對環(huán)境也不會造成影響，已逐漸成為大型電動機較常使用的啟動方式。
[0003]可控硅軟啟動的原理是:通過控制可控硅的導(dǎo)通角，用反并聯(lián)可控硅控制正弦波正、負(fù)半波的導(dǎo)通和關(guān)斷時間，改變正弦交流電壓的波形，使正弦交流電壓變?yōu)榉钦颐}沖式交流電壓來控制輸出電壓的大小，以限制電動機的啟動電流。
[0004]目前，國內(nèi)外采用的可控硅觸發(fā)系統(tǒng)主要有高壓取能觸發(fā)系統(tǒng)和低壓側(cè)送能觸發(fā)系統(tǒng)。高壓取能觸發(fā)系統(tǒng)是從處于高電位的可控硅兩端取能，有RC回路取能、分壓電阻取能和CT取能等方式，這種觸發(fā)系統(tǒng)受可控硅運行狀態(tài)的影響，有一定的延時時間，當(dāng)軟啟動完成啟動旁路接觸器閉合后，可控硅兩端電壓將逐漸下降到0，當(dāng)需要軟停車時，從旁路接觸器打開到觸發(fā)系統(tǒng)工作，將會由于重新取能產(chǎn)生一定的延時，在這段時間里，可控硅可能會失去有效的控制。低壓側(cè)送能觸發(fā)系統(tǒng)是通過供電變壓器將控制電源隔離并轉(zhuǎn)換為觸發(fā)系統(tǒng)所需電壓，這種觸發(fā)系統(tǒng)變壓器體積大，并且由于變壓器一次和二次繞組之間要求達到數(shù)萬伏絕緣強度，變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計困難，制造工藝復(fù)雜，經(jīng)濟成本高，難以滿足量產(chǎn)要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、可靠性高的一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置。
[0006]本實用新型采取的技術(shù)方案是:
[0007]一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，包括電動機和可控硅單元，其特征在于:所述電動機的電源端連接一隔離變壓器單元的一端，該隔離變壓器單元的另一端連接一可控娃觸發(fā)單元的一端，該可控娃觸發(fā)單元的另一端通過光纖連接一功率放大單元的輸入端，該功率放大單元的輸出端通過一高頻電流脈沖互感器單元連接所述可控娃單元的控制端。
[0008]而且，所述可控硅觸發(fā)單元的另一端連接一光纖發(fā)射單元的一端，該光纖發(fā)射單元的另一端通過光纖連接一光纖接收單元的一端，該光纖接收單元的另一端連接所述功率放大單元的輸入端。
[0009]而且，所述可控硅觸發(fā)單元使用的芯片為TC785A。
[0010]而且，所述光纖發(fā)射單元使用的芯片為HFBR-1414TZ，所述光纖接收單元使用的芯片為 HFBR-1424。
[0011]而且，所述功率放大單元使用的芯片為IR2110，該芯片IR2110的一端連接所述光纖接收單元，該芯片IR2110的另一端連接金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管輸入端，該金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的輸出端連接高頻電流脈沖互感器單元。
[0012]本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:
[0013]本實用新型中，可控硅觸發(fā)單元使用的芯片具有功耗小、輸入阻抗高、抗干擾能力強、移向范圍寬、使用可靠，電動機的同步信號經(jīng)過處理后轉(zhuǎn)變?yōu)橥矫}沖信號，該信號經(jīng)光纖傳播具有絕緣成本低、高壓側(cè)電磁干擾被隔離、信號傳輸通道絕緣性能好的特點，功率放大單元具有驅(qū)動電路簡單、可靠的特點，信號被轉(zhuǎn)變?yōu)榕c輸入在相位上完全同步的電流脈沖信號，最后的高頻脈沖電流互感器將信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕c輸入在相位、陡度上完全相同的電壓脈沖信號，再輸送到可控硅單元的控制端，實現(xiàn)軟啟動控制，由于控制信號與電動機完全同步，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，可靠性和穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的原理方框圖；
[0015]圖2是可控硅觸發(fā)單元輸出的觸發(fā)脈沖波形；
[0016]圖3是經(jīng)光纖傳輸后輸出的波形；
[0017]圖4是高頻脈沖電流互感器輸出的觸發(fā)波形。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。
[0019]一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，如圖1所示，包括電動機I和可控硅單元，本實用新型的創(chuàng)新在于:所述電動機的電源端2連接一隔離變壓器單元的一端，該隔離變壓器單元的另一端連接一可控硅觸發(fā)單元的一端，該可控硅觸發(fā)單元的另一端通過光纖3連接一功率放大單元的輸入端，該功率放大單元的輸出端通過一高頻電流脈沖互感器單元連接所述可控娃單元的控制端。
[0020]本實施例中，所述可控娃觸發(fā)單元的另一端連接一光纖發(fā)射單元的一端，該光纖發(fā)射單元的另一端通過光纖連接一光纖接收單元的一端，該光纖接收單元的另一端連接所述功率放大單元的輸入端。
[0021]所述可控硅觸發(fā)單元使用的芯片為TC785A。所述光纖發(fā)射單元使用的芯片為HFBR-1414TZ，所述光纖接收單元使用的芯片為HFBR-1424。所述功率放大單元使用的芯片為IR2110，該芯片IR2110的一端連接所述光纖接收單元，該芯片IR2110的另一端連接金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管輸入端(G柵極)，該金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的輸出端(D漏極)處的高壓電纜連接高頻電流脈沖互感器單元。
[0022]1.以3片可控硅專用觸發(fā)芯片TC785A為觸發(fā)系統(tǒng)的核心，輸出三相反并聯(lián)可控硅的同步觸發(fā)脈沖；
[0023]2.采用HFBR-1414TZ和HFBR-1424組成光纖收發(fā)器，通過光纖將同步脈沖信號傳送至功率放大電路板；
[0024]3.通過IR2110功率驅(qū)動芯片和MOSFET開關(guān)管，將光纖傳輸?shù)碾妷盒盘栟D(zhuǎn)換成電流脈沖信號；
[0025]4.電流脈沖信號經(jīng)高壓電纜穿芯高頻電流互感器，在電流互感器二次側(cè)輸出可控硅觸發(fā)脈沖，驅(qū)動可控硅導(dǎo)通。
[0026]TC785A可控硅專用觸發(fā)芯片是采用先進IC工藝設(shè)計制作的單片集成電路，能夠及時準(zhǔn)確的導(dǎo)通可控硅，主要適用于三相可控硅移相觸發(fā)電路，與國內(nèi)市場目前流行的KC系列電路相比，具有功耗小、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、使用可靠等特點。同步交流信號經(jīng)過變壓器隔離后，送人TC785A可控硅專用觸發(fā)芯片，TC785A自動輸出同步脈沖信號。
[0027]觸發(fā)脈沖信號首先經(jīng)過電-光轉(zhuǎn)換為光脈沖信號，光脈沖信號通過低功耗光纖傳輸?shù)焦β史糯箅娐钒迳系墓?電脈沖轉(zhuǎn)換器，光-電轉(zhuǎn)換器輸出的電壓脈沖信號經(jīng)整理后送人功率放大電路。采用光纖傳輸可以降低絕緣成本，隔離高壓側(cè)對低壓側(cè)的電磁干擾，徹底解決了信號傳送通道的絕緣問題。
[0028]光纖傳輸過來的脈沖信號，經(jīng)整理后送人IR2110功率驅(qū)動集成芯片，該芯片是一種雙通道、柵極驅(qū)動、高壓高速功率器件的單片式集成驅(qū)動模塊，在芯片中采用了高度集成的電平轉(zhuǎn)換技術(shù)，大大簡化了邏輯電路對功率器件的控制要求，同時提高了驅(qū)動電路的可靠性。IR2110通過驅(qū)動MOSFET開關(guān)管的導(dǎo)通，輸出和觸發(fā)脈沖在相位上完全同步的電流脈沖信號。
[0029]電流脈沖信號經(jīng)高壓電纜穿芯高頻電流互感器，在電流互感器的二次側(cè)輸出和觸發(fā)脈沖相位、陡度上完全相同的電壓脈沖信號，脈沖信號經(jīng)整理后直接驅(qū)動高壓可控硅導(dǎo)通，保證了觸發(fā)系統(tǒng)的安全。
[0030]本實用新型中，采用可控硅專用觸發(fā)芯片，實現(xiàn)自動同步的觸發(fā)脈沖，保證每相的導(dǎo)通角的觸發(fā)點相同而不產(chǎn)生誤觸發(fā)。光纖隔離和高頻脈沖電流互感器，使系統(tǒng)具有極高的隔離特性，削弱了電磁干擾，獲得最大程度的絕緣與安全，提高了高壓可控硅軟啟動裝置運行的可靠性和穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1.一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，包括電動機和可控硅單元，其特征在于:所述電動機的電源端連接一隔離變壓器單元的一端，該隔離變壓器單元的另一端連接一可控娃觸發(fā)單元的一端，該可控娃觸發(fā)單元的另一端通過光纖連接一功率放大單元的輸入端，該功率放大單元的輸出端通過一高頻電流脈沖互感器單元連接所述可控娃單元的控制端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，其特征在于:所述可控硅觸發(fā)單元的另一端連接一光纖發(fā)射單元的一端，該光纖發(fā)射單元的另一端通過光纖連接一光纖接收單元的一端，該光纖接收單元的另一端連接所述功率放大單元的輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，其特征在于:所述可控硅觸發(fā)單元使用的芯片為TC785A。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，其特征在于:所述光纖發(fā)射單元使用的芯片為HFBR-1414TZ，所述光纖接收單元使用的芯片為HFBR-1424。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，其特征在于:所述功率放大單元使用的芯片為IR2110，該芯片IR2110的一端連接所述光纖接收單元，該芯片IR2110的另一端連接金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管輸入端，該金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的輸出端連接高頻電流脈沖互感器單元。
【專利摘要】本實用新型涉及一種大型電動機用可控硅軟啟動觸發(fā)裝置，所述電動機的電源端連接一隔離變壓器單元的一端，該隔離變壓器單元的另一端連接一可控硅觸發(fā)單元的一端，該可控硅觸發(fā)單元的另一端通過光纖連接一功率放大單元的輸入端，該功率放大單元的輸出端通過一高頻電流脈沖互感器單元連接所述可控硅單元的控制端。本實用新型中，由于控制信號與電動機完全同步，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，可靠性和穩(wěn)定性高。
【IPC分類】H02P1/26
【公開號】CN204633644
【申請?zhí)枴緾N201520121921
【發(fā)明人】郭江, 張志華, 周巖生, 王心, 王曉晨, 王占清, 賈彥博
【申請人】天津水利電力機電研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年3月2日