晶閘管的觸發(fā)電路行業(yè)一類

1、晶閘管tsc的觸發(fā)電路1. 介紹晶閘管投切電容器的原理和快速過(guò)零觸發(fā)要求晶閘管投切電容器組的關(guān)鍵技術(shù)是必須做到電流無(wú)沖擊。晶閘管投切電容器組的機(jī)理如圖一所示， 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)當(dāng)電路的諧振次數(shù)n為2、3時(shí)，其值很大。式(2)的第三項(xiàng)給出當(dāng)觸發(fā)角偏離最佳點(diǎn)時(shí)的振蕩電流的幅值;式(2)中的第二項(xiàng)給出當(dāng)偏離最佳予充電值時(shí)振蕩電流的幅值。若使電容器電流ic=c*du/dt=0，則du/dt=0，即晶閘管必須在電源電壓的正或負(fù)峰值觸發(fā)導(dǎo)通投切電容器組，電容器預(yù)充電到峰值電壓。觸發(fā)電路的功能是：電流無(wú)沖擊觸發(fā);快速投切，20ms的動(dòng)作。這個(gè)20ms不是得到投切命令到產(chǎn)生動(dòng)作的時(shí)間，而是從停止到再投

2、入動(dòng)作的時(shí)間為20ms?？焖俜磻?yīng)時(shí)，在平衡補(bǔ)償電路，不能出現(xiàn)不平衡動(dòng)作，即有的相有電流，有的沒(méi)有。1. 兩類晶閘管的觸發(fā)電路的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題從同步信號(hào)的采集上，有兩類晶閘管觸發(fā)電路。一類為從電網(wǎng)電壓取得同步信號(hào)，一類為從晶閘管兩端取得同步信號(hào)。從電網(wǎng)電壓取得同步信號(hào)的電路框圖如圖二： 信息來(lái)源:電路中包括同步變壓器、同步信號(hào)處理電路和功率驅(qū)動(dòng)電路、脈沖變壓器隔離電路等。當(dāng)?shù)玫接|發(fā)命令后，在投切點(diǎn)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖列，經(jīng)過(guò)脈沖變壓器的隔離,推動(dòng)晶閘管。同步信號(hào)處理電路有濾波處理功能，可以是cmos等的電子電路組成，也可以是單片機(jī)、gal電路等。電路中包括相序錯(cuò)判斷功能。 信息來(lái)自:輸配電設(shè)備網(wǎng)從電網(wǎng)

3、電壓取得同步信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)為在主回路沒(méi)有送電時(shí)，給觸發(fā)命令，可以測(cè)量晶閘管的觸發(fā)脈沖幅度和相位，在主回路得電后，給觸發(fā)命令，可以放心, tsc為正確的投入工作。對(duì)于tsc電路中的兩只晶閘管+一只二極管的“2+1”電路、兩只晶閘管+兩只二極管的“2+2”電路、三只晶閘管+三只二極管的“3+3”電路,電容器有二極管預(yù)充電, 電容器上一直存在直流電壓,晶閘管的交直流電壓不變,電網(wǎng)電壓取得同步信號(hào)觸發(fā)適合。缺點(diǎn)為電路復(fù)雜，對(duì)于400v小容量的tsc電路造價(jià)高。如果tsc全部采用晶閘管不用二極管，由于晶閘管兩端的電壓隨著電容器放電電壓的減少逐漸小，意味著觸發(fā)點(diǎn)在變動(dòng)，上述電路不能跟隨變化觸發(fā)點(diǎn)，所以不適應(yīng)了

4、。 信圖二: 電網(wǎng)電壓取得同步信號(hào)的觸發(fā)電路從晶閘管兩端取得過(guò)零信號(hào)比較困難,過(guò)零觸發(fā)要求電壓高時(shí)截止，電壓最低低時(shí)導(dǎo)通觸發(fā)。幾乎找不出什么元件是這種特性.如穩(wěn)壓管,電壓低截止，電壓高維持電壓不變.不滿足要求。目前，從晶閘管兩端取得過(guò)零信號(hào)的典型觸發(fā)電路是moc3083,它的框圖如圖三： 信圖三：moc3083電路圖moc3083芯片內(nèi)部有過(guò)零觸發(fā)判斷電路，它是為220v電網(wǎng)電壓設(shè)計(jì)的，芯片的雙向可控硅耐壓800v，在4、6兩端電壓低于12v時(shí)如果有輸入觸發(fā)電流，內(nèi)部的雙向可控硅就導(dǎo)通。用在380v電網(wǎng)的tsc電路上要串聯(lián)幾只3083。在2控3的tsc電路應(yīng)用如圖四：圖四 2控3的tsc電路

5、信息來(lái)自:用2對(duì)晶閘管開關(guān)控制3相電路，電路簡(jiǎn)單了，控制機(jī)理復(fù)雜了。這種觸發(fā)電路隨機(jī)給觸發(fā)命令要出現(xiàn)下面的許多麻煩問(wèn)題。 信息來(lái)自:快速動(dòng)作時(shí),有觸發(fā)命令，一對(duì)晶閘管導(dǎo)通另一對(duì)晶閘管不通電壓反而升高了，限于篇幅和重點(diǎn),本文不分析為什么電壓反而高了,只是從測(cè)量的2控3電路中看到了確實(shí)存在電壓升高的現(xiàn)象和危險(xiǎn),這種現(xiàn)象如同倍壓整流電路直流電壓升高了一樣。圖五測(cè)量不正常工作的兩對(duì)晶閘管的電壓波形。此試驗(yàn)晶閘管存在高壓擊穿的可能，所以用調(diào)壓器將電網(wǎng)電壓調(diào)低。晶閘管導(dǎo)通時(shí)兩端電壓為零，不導(dǎo)通，晶閘管有電容器的直流電壓和電網(wǎng)的交流電壓。測(cè)量c相停止時(shí)峰峰值電壓為540v,其有效值= ,圖中c相升高的電壓峰

6、值為810v,升高電壓約為電網(wǎng)電壓有效值的倍數(shù):。推算，400v電壓下工作，晶閘管有可能承受的電壓，400v電網(wǎng)的tsc電路多數(shù)是采用模塊式的晶閘管，模塊的耐壓不高，常規(guī)為1800v，升高的管壓降很容易擊穿晶閘管元件。 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)圖五不正常的兩對(duì)晶閘管的電壓波形 信息來(lái)自:輸配電設(shè)備網(wǎng)*在晶閘管電壓波形過(guò)零點(diǎn)，串聯(lián)的moc3083由于分壓不均勻，使得3083有的導(dǎo)通有的停止。電網(wǎng)電壓升高時(shí)，原先導(dǎo)通的依然導(dǎo)通，不同的要承受更高的電壓，3083有可能擊穿。 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)* 在初次投切時(shí)有一定的沖擊。下面是國(guó)外著名產(chǎn)品的首次投切的電流波形。圖六:國(guó)外公司產(chǎn)品的第一次觸發(fā)沖

7、擊波形 信息來(lái)自:記錄c相晶閘管兩端電壓，a相電流。電流投切沖擊很大，使得電網(wǎng)電壓都產(chǎn)生了變形。 信息來(lái)自:輸配電設(shè)備網(wǎng)*不能用于快速的沖擊負(fù)載。最快幾百ms,原因是晶閘管在剛剛停止時(shí)兩端電壓不為零，要等待電容器對(duì)電阻放電晶閘管兩端電壓才能衰減為零。需要快速就要減小電阻,增加電阻功率，結(jié)果耗能大，不符合節(jié)能的要求。*合閘瞬間存在moc3083誤導(dǎo)通現(xiàn)象,誤導(dǎo)通可能損害晶閘管。* 濾波裝置中諧波電流大時(shí)，晶閘管工作不正常，存在停止工作的情況。*電網(wǎng)電壓高于400v電路設(shè)計(jì)困難。3.新型的晶閘管兩端采集過(guò)零信號(hào)的電路,由此產(chǎn)生一系列觸發(fā)電路.在主回路中設(shè)計(jì)過(guò)零觸發(fā)電路實(shí)屬不易，查閱文獻(xiàn)有采用基于霍

8、爾原理工作的lem模塊采集過(guò)零信號(hào)的，其過(guò)零觸發(fā)的原理框圖見(jiàn)圖七,晶閘管過(guò)零電壓檢測(cè)電路原理圖見(jiàn)圖八。本文作者經(jīng)過(guò)努力，依照?qǐng)D七、圖八原理框圖和電路原理圖的思路，擯棄了moc3083在主回路取過(guò)零信號(hào)和觸發(fā)晶閘管的方法，開發(fā)一種新型的電路,特點(diǎn)是采集晶閘管的過(guò)零信號(hào)將它反饋到輸入的低壓端再做信號(hào)邏輯處理來(lái)觸發(fā)晶閘管。其電路框圖如圖九。這樣就完全克服了moc3083的弱點(diǎn)。 信息來(lái)源:圖七 tsc過(guò)零觸發(fā)的原理框圖 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)圖八晶閘管過(guò)零電壓檢測(cè)電路原理圖 信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)圖九:過(guò)零采集控制邏輯光電驅(qū)動(dòng)電路框圖400v電網(wǎng)電壓多數(shù)采用模塊晶閘管，可以采用光電驅(qū)動(dòng)晶閘管如圖

9、九。660v電網(wǎng)電壓，電網(wǎng)電壓高，需要采用脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)。如圖十。圖十:過(guò)零采集控制邏輯脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)電路框圖中壓tsc，根據(jù)絕緣要求需要采用脈沖磁環(huán)觸發(fā)。圖十一。 信息來(lái)源:圖十一 中壓tsc采用脈沖磁環(huán)觸發(fā) 信息來(lái)源:采用新觸發(fā)電路，應(yīng)用單片機(jī)做邏輯時(shí)間控制觸發(fā)2控3電路。 信息來(lái)源:投切電流相對(duì)沒(méi)有沖擊，由于第一次投切電容器沒(méi)有直流電壓，是不理想的狀態(tài)，必然有一定的沖擊，當(dāng)沖擊電流與正常穩(wěn)定電流之比1.7倍時(shí)，可以認(rèn)為不影響晶閘管和電容器的使用。投切停止后，電容器上有電網(wǎng)峰值電壓，晶閘管在電網(wǎng)電壓和電容器直流電壓的合成下，存在著過(guò)零電壓，在過(guò)零點(diǎn)觸發(fā)晶閘管是理想狀態(tài)，應(yīng)該沒(méi)有沖擊電流。新

10、觸發(fā)電路達(dá)到了快速20ms動(dòng)作，兩路晶閘管都動(dòng)作，無(wú)電流沖擊，晶閘管在停止時(shí)的承受電壓低，最大為3倍的有效值電壓。用雙蹤示波器測(cè)試波形.一只表筆測(cè)量晶閘管兩端的電壓和另一只測(cè)量晶閘管的電流波形，這樣，可以看出晶閘管是否在過(guò)零點(diǎn)投入，又可以看出投入時(shí)的電流沖擊。由于使用兩個(gè)開關(guān)控制三相電路，用雙蹤示波器分別測(cè)量?jī)陕返碾妷弘娏?，就可以完整的觀察到觸發(fā)器運(yùn)行的效果。a探頭為電壓，b探頭為電流。圖十二為：連續(xù)投切的a相晶閘管電壓和c相電流的動(dòng)作波形。橫軸為時(shí)間200ms/格，縱軸電壓500v/格，電流20a/格?？煽毓韫ぷ鲿r(shí)兩端的電壓零，線路中有電流，停止時(shí)可控硅兩端有電壓，電流為零。在連續(xù)動(dòng)作中，電流沒(méi)有沖擊。圖十三：又一幅a相晶閘管電壓 c相電流。橫坐標(biāo)50ms/格快速動(dòng)作圖十四：從長(zhǎng)期停止態(tài)開始工作的a相晶閘管電壓 c相電流.第一周波有點(diǎn)沖擊。沖擊電流的峰值32a，正常穩(wěn)定電流峰值為24a，沖擊電流/穩(wěn)定電流=1.33。ht晶閘管開關(guān)放在三角形內(nèi)的效果更好，同時(shí)可以分相控制補(bǔ)償不平衡負(fù)載。信息請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)圖十五晶閘管開關(guān)放在三角形內(nèi)的效果圖十六晶閘管開關(guān)放在三角形內(nèi)首次動(dòng)作無(wú)沖擊信息來(lái)源:晶閘管的觸發(fā)電路是保證觸發(fā)無(wú)沖擊快速動(dòng)作的重要部件。新型的晶閘管兩端采集過(guò)零信號(hào)的電路，滿足快速無(wú)沖擊投切電容器的要求，在諧波電流嚴(yán)重的狀態(tài)下依然可以正常動(dòng)作，適合tsc的不同主回路、