專利名稱：基于晶閘管的大功率失超保護(hù)開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種基于晶閘管的大功率失超保護(hù)開關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著超導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，工作于超導(dǎo)線圈的電流已越來越大(電流已達(dá)幾十kA)，對超導(dǎo)線圈大電流的快速調(diào)節(jié)，常規(guī)的機(jī)械開關(guān)已不能滿足要求。常規(guī)的機(jī)械開關(guān)存在下述不足首先，開關(guān)的動(dòng)作時(shí)間長，一般均為100ms左右；其次，分?jǐn)鄷r(shí)存在拉弧現(xiàn)象，燒蝕觸頭，分?jǐn)嚯娏髟酱螅瑹g越嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)分?jǐn)嗍?。為?shí)現(xiàn)超導(dǎo)線圈大電流的快速調(diào)節(jié)，利用電力電子器件開關(guān)的快速一致性來構(gòu)建大容量開關(guān)成為必然。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種基于晶閘管的大功率失超保護(hù)開關(guān)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下基于晶閘管的大功率失超保護(hù)開關(guān)，其特征在于所述的二極管D1、晶閘管TH1，二極管D2、晶閘管TH2分別并聯(lián)后再串聯(lián)，其串聯(lián)電路兩端為輸入、輸出端，晶閘管TH1兩端并聯(lián)有可變電阻RV1、緩沖電路SNUBBER1，二極管D2兩端并聯(lián)有并聯(lián)有可變電阻RV2、緩沖電路SNUBBER2；電路的輸出端與輸出端之間并聯(lián)有R1、電感L1串聯(lián)支路和晶閘管TH5、R2、電感L2串聯(lián)支路，晶閘管TH3、晶閘管TH4串聯(lián)支路，晶閘管TH3兩端并聯(lián)有電阻RV3，晶閘管TH4兩端并聯(lián)有電阻RV4，D1、D2之間的節(jié)點(diǎn)和晶閘管TH3、晶閘管TH4之間的節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有電感L和電容C支路；所述的輸入端接晶閘管TH1、晶閘管TH3、晶閘管TH5的正端和D1負(fù)端；輸出端接晶閘管TH2、晶閘管TH4的正端和D2的負(fù)端。
緩沖電路SNUBBER1、SNUBBER2可以不接入電路中，其余電路元器件接法不變。
開關(guān)正向工作時(shí)，電流經(jīng)過晶閘管TH1及二極管D2，觸發(fā)晶閘管TH3，由電容器C放電來分?jǐn)嗑чl管TH1，電流流入換流電阻支路。開關(guān)反向工作時(shí)，電流經(jīng)過晶閘管TH2及二極管D1，觸發(fā)晶閘管TH4，由電容器C放電來分?jǐn)嗑чl管TH2，電流流入換流電阻支路。超導(dǎo)線圈的失超保護(hù)就是如上所述，在超導(dǎo)線圈發(fā)生失超時(shí)，通過大功率電力電子開關(guān)的快速、可靠地分?jǐn)鄬⒊瑢?dǎo)線圈的電流轉(zhuǎn)移到電阻支路，快速地消耗掉其中地能量，確保昂貴的超導(dǎo)線圈的安全遠(yuǎn)行。失超保護(hù)開關(guān)的快速且可靠分?jǐn)嘀陵P(guān)重要。
由于晶閘管器件具有電壓高、電流大的特點(diǎn)，因此本發(fā)明選用它來作為大功率開關(guān)裝置的元件。利用電容器放電回路電流來抵消晶閘管回路電流，實(shí)現(xiàn)晶閘管的電流過零關(guān)斷，該開關(guān)動(dòng)作迅速(幾個(gè)毫秒內(nèi)完成15kA電流的分?jǐn)?、無弧、無噪聲、分?jǐn)嗫煽?、壽命長，是超導(dǎo)線圈大功率失超保護(hù)的理想開關(guān)。


圖1是本發(fā)明的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
參見附圖。
本發(fā)明由1、2、3三個(gè)部分構(gòu)成。1、2、3分別表示換流電阻支路、功率器件支路、放電回路。開關(guān)正向工作時(shí)，電流經(jīng)過2部分中的晶閘管TH1及D2，觸發(fā)3部分中的晶閘管TH3，由電容器C放電來分?jǐn)嗑чl管TH1，電流流人1部分中的換流電阻支路。開關(guān)反向工作時(shí)，電流經(jīng)過2部分中的晶閘管TH2及D1，觸發(fā)3部分中的晶閘管TH4，由電容器C放電來分?jǐn)嗑чl管TH2，電流流人1部分中的換流電阻支路。
對于15kA的超導(dǎo)線圈，電氣原理圖中2部分的功率器件都采用十只元件并聯(lián)，結(jié)構(gòu)形式為圓盤穿心對稱。電容器的放電電流需大于15kA以上，抵消晶閘管元件的正向工作電流；大于15kA以上電流須持續(xù)1ms以上，以確保晶閘管元件可靠恢復(fù)為阻斷狀態(tài)，完成電流到換流支路的可靠轉(zhuǎn)移。
由晶閘管TH1、二極管D1構(gòu)成的晶閘管開關(guān)正向部分，由晶閘管TH2、D2構(gòu)成的晶閘管開關(guān)反向部分，確保了晶閘管開關(guān)分?jǐn)嗟目煽啃浴?br> 權(quán)利要求
1.基于晶閘管的大功率失超保護(hù)開關(guān)，其特征在于所述的二極管D1、晶閘管TH1，二極管D2、晶閘管TH2分別并聯(lián)后再串聯(lián)，其串聯(lián)電路兩端為輸入、輸出端，晶閘管TH1兩端并聯(lián)有可變電阻RV1、緩沖電路SNUBBER1，二極管D2兩端并聯(lián)有并聯(lián)有可變電阻RV2、緩沖電路SNUBBER2；電路的輸出端與輸出端之間并聯(lián)有R1、電感L1串聯(lián)支路和晶閘管TH5、R2、電感L2串聯(lián)支路晶閘管TH3、晶閘管TH4串聯(lián)支路，晶閘管TH3兩端并聯(lián)有電阻RV3，晶閘管TH4兩端并聯(lián)有電阻RV4，D1、D2之間的節(jié)點(diǎn)和晶閘管TH3、晶閘管TH4之間的節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有電感L和電容C支路；所述的輸入端接晶閘管TH1、晶閘管TH3、晶閘管TH5的正端和D1負(fù)端；輸出端接晶閘管TH2、晶閘管TH4的正端和D2的負(fù)端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于晶閘管的大功率失超保護(hù)開關(guān)，由二極管D1、晶閘管TH1，二極管D2、晶閘管TH2分別并聯(lián)后再串聯(lián)，其串聯(lián)電路兩端為輸入、輸出端，晶閘管TH1兩端并聯(lián)有可變電阻RV1、SNUBBER，二極管D2兩端并聯(lián)有并聯(lián)有可變電阻RV2、SNUBBER；電路的輸出端與輸出端之間并聯(lián)有R1、L1串聯(lián)支路和晶閘管TH5、R2、L2串聯(lián)支路、晶閘管TH3、晶閘管TH4串聯(lián)支路，晶閘管TH3兩端并聯(lián)有電阻RV3，晶閘管TH4兩端并聯(lián)有電阻RV4，D1、D2之間的節(jié)點(diǎn)和晶閘管TH3、晶閘管TH4之間的節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有電感L和電容C支路。本發(fā)明選用晶閘管來作為大功率開關(guān)裝置的元件，利用電容器放電回路電流來抵消晶閘管回路電流，實(shí)現(xiàn)晶閘管的電流過零關(guān)斷，該開關(guān)動(dòng)作迅速(幾個(gè)毫秒內(nèi)完成15kA電流的分?jǐn)?、無弧、無噪聲、分?jǐn)嗫煽?、壽命長，是超導(dǎo)線圈大功率失超保護(hù)的理想開關(guān)。
文檔編號H02H9/02GK1901311SQ20061004108
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者傅鵬, 李定, 湯倫軍 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所