專利名稱：?jiǎn)蚊}沖分配觸發(fā)三相可控硅電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三相同步電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及轉(zhuǎn)子可控硅勵(lì)磁裝置中應(yīng)用 的一種單脈沖分配觸發(fā)三相可控硅電路。
技術(shù)背景在三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中，可控硅勵(lì)磁裝置一般采用三相橋式半控可控 硅整流電路(主橋)作為主回路，而同步、觸發(fā)脈沖電路、移相電路、投勵(lì) 控制電路等構(gòu)成控制電路。主回路直接向轉(zhuǎn)子繞組提供勵(lì)磁電流，控制電路 完成對(duì)整個(gè)勵(lì)磁裝置的投勵(lì)時(shí)間、同步脈沖、移相及恒壓等功能的控制。通 常三相橋式半控可控硅整流電路必須用三個(gè)觸發(fā)脈沖進(jìn)行觸發(fā)才能正常工作，常規(guī)的做法是用三路同步移相、波型合成、整形等電路，來同步觸發(fā) 三相半控可控硅整流電路，實(shí)現(xiàn)正常工作。這種電路的缺點(diǎn)是1、 控制電路復(fù)雜，所需電子元器件多，所以電路的離散性和穩(wěn)定性均較 差，使之移相不穩(wěn)定，三相半控可控硅的輸出也跟隨著不穩(wěn)定。另外脈沖形 成電路需單獨(dú)設(shè)置電源。2、 因同步波形需多相正弦波合成，故對(duì)三相電源的接入也提出了嚴(yán)格要 求，即三相電源必須認(rèn)準(zhǔn)相位接入，裝置才能正常工作。否則通電瞬間有可 能就會(huì)損壞可控硅元件。3、 由于上述原因，因此所需電子元器件多，使得電路板增大，制作人工 大，在裝置內(nèi)的體積占用也大，造成裝置成本也隨之提高。4、 因電路的復(fù)雜性高，調(diào)試難度高，對(duì)調(diào)試人員、調(diào)試設(shè)備也提出了要求。5、 移相范圍較大， 一般認(rèn)為可達(dá)180度，這樣可使整流輸出電壓從零伏 致最大。但實(shí)際使用中的參數(shù)均在額定輸出的百分之六十左右，否則會(huì)造成 同步電動(dòng)機(jī)的失步。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種單脈沖分配觸發(fā)三相可控硅電路，其目的一方面是要簡(jiǎn) 化電路、降低成本、提高控制電路的可靠性，另一方面是要使三相主電源實(shí) 現(xiàn)無相序接入，以降低設(shè)備安裝調(diào)試的難度。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種單脈沖分配觸發(fā)三相 可控硅電路，主要由同步電路、脈沖形成電路和脈沖分配電路組成； 同步電路主要由三路對(duì)應(yīng)三相電源的同步信號(hào)采集電路構(gòu)成，每路由電 阻、二極管和穩(wěn)壓管串聯(lián)組成，三路同步信號(hào)采集電路的輸入作為同步電路 的三個(gè)輸入端，并分別與同步變壓器的三相次級(jí)同步繞組對(duì)應(yīng)連"^妄，輸出并聯(lián)作為同步電路的一個(gè)輸出端；三相次級(jí)同步繞組的中心線作為同步電路的 另一個(gè)輸出端；脈沖形成電路主要由一個(gè)PNP型晶體管BG201、 一個(gè)單結(jié)晶體管BG202 和一個(gè)電容C205組成，晶體管BG201構(gòu)成一個(gè)開關(guān)電路，單結(jié)晶體管BG202 與電容C205構(gòu)成一個(gè)單結(jié)晶體管馳張自激振蕩器，電容C205串接在晶體 管BG201的集電極上，而同步電路的兩個(gè)輸出端跨接在電容C205兩端，馳 張自激振蕩器的振蕩回路輸出脈沖信號(hào)；樂:K沖分配電路由一個(gè)集成才莫塊MF-Ol構(gòu)成，該集成才莫塊MF-01的等效電 路由三個(gè)二極管D200、 D201、 D202和一個(gè)可控珪T200組成，三個(gè)二極管 D200、 D201、 D202的陽極與可控硅T200的陰極連接，連接處引出集成模 塊MF-01的6腳，可控硅T200的控制極作為集成模塊MF-01的5腳，所 述馳張自激振蕩器的輸出脈沖信號(hào)加在集成模塊MF-01的5腳和6腳之間； 可控硅T200的陽極作為集成模塊MF-Ol的8腳，8腳為一個(gè)共陽極連接輸 出端，三個(gè)二極管D200、 D201、 D202的陰極作為集成模塊MF-Ol的l腳、 2腳和3腳，l腳、2腳和3腳為分配觸發(fā)端。上述方案中，所述馳張自激振蕩器輸出脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖變壓器與脈沖分 配電路連接。本發(fā)明工作原理是由同步變壓器獲得的三相同步信號(hào)，每相間隔120 ° ，在同步電路作用下產(chǎn)生一串與三相同步信號(hào)同步的正向梯形波，該一串 梯形波每隔120°發(fā)出一個(gè)梯形波。由于同步信號(hào)來自于主電源，滿足了與 整流橋的同步關(guān)系。上述梯形波由脈沖形成電路中的開關(guān)電路控制間隔對(duì)馳 張自激振蕩器中的電容進(jìn)行充電，使馳張自激振蕩器的振蕩回路發(fā)生自激振 蕩，從而產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖進(jìn)入脈沖分配電路，由于可控硅的陽極與 整流橋可控^圭的共陽才及連接，當(dāng)觸發(fā)脈沖加在可控石圭的控制極與陰極之間 時(shí)，該可控硅導(dǎo)通，脈沖分配電路開通。由于三個(gè)二極管的陰極分別與整流 橋中三個(gè)可控硅的控制極連接，整流橋中陰極電位最負(fù)的一路可控硅M應(yīng) 的二極管導(dǎo)通。由于每隔120°發(fā)出一個(gè)同步觸發(fā)脈沖，使陰極電位最負(fù)的 一個(gè)可控硅導(dǎo)通，三個(gè)可控硅自動(dòng)根據(jù)相位輪流導(dǎo)通，從而滿足了三相半控 整流電路的要求，而不需要判別進(jìn)線相位。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、 本發(fā)明無需三相正弦波合成，而通過簡(jiǎn)單的同步電路、脈沖形成電路 和脈沖分配電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)脈沖的自動(dòng)跟蹤，使得三相電源可任意接入 而無須認(rèn)準(zhǔn)相位。2、 本發(fā)明用一個(gè)脈沖通過脈沖分配電路實(shí)現(xiàn)觸發(fā)三個(gè)可控硅，同步電路 由一個(gè)集成芯片完成，脈沖形成電路的電源直接取自整流主電源，因此無需 另設(shè)電源電路，也無需整形電路。所以電路極其簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、可靠，所需元 器件少。3、 本發(fā)明電路才及其筒單，所需元器件少，約為常規(guī)電路的十分之一，因 此控制電路體積小、成本低。4、 本發(fā)明因無相序接入要求，現(xiàn)場(chǎng)無需再調(diào)試，無人員和調(diào)試設(shè)備要求。5、 本發(fā)明移相范圍較小，約為120° ，此時(shí)相應(yīng)的輸出電壓范圍在35% 至100%之間，正好落在同步電動(dòng)機(jī)的工作范圍之內(nèi)且性能穩(wěn)定可靠。


附圖1為本發(fā)明三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置原理框圖； 附圖2為本發(fā)明三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置電路圖(其中，包括單脈 沖分配觸發(fā)三相可控硅電路)；附圖3為本發(fā)明同步電路(厚膜電路TB-Ol)原理圖； 附圖4為本發(fā)明脈沖分配電路(集成模塊MF-Ol)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例參見圖1和圖2所示， 一種三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁裝置， 由整流變壓器、同步變壓器、三相橋式半控整流電路和單脈沖分配觸發(fā)三相 可控硅電路組成。整流變壓器和同步變壓器為一體結(jié)構(gòu)，見圖2中的TV1( — 個(gè)三相初級(jí)繞組， 一個(gè)三相次級(jí)主繞組和一個(gè)三相次級(jí)同步繞組，三相次級(jí) 主繞組和三相次級(jí)同步繞組分別為三相橋式半控整流電路和同步電路提供 電源，并保持三相次級(jí)主繞組和三相次級(jí)同步繞組的同相)。三相橋式半控 整流電路作為轉(zhuǎn)子勵(lì)磁裝置的主回路，主要由三個(gè)可控硅V1、 V3、 V5和三 個(gè)二極管V2、 V4、 V6按圖2所示連接構(gòu)成，其中，三個(gè)可控硅V1、 V3、 V5的陽極采用共陽極接法。MC-001為滅磁單元。單脈沖分配觸發(fā)三相可控硅電路，由同步電路、移相電路、脈沖形成電 路和脈沖分配電路組成。所述同步電路如圖2所示，由一個(gè)厚膜電路TB-Ol
構(gòu)成，該厚膜電路TB-Ol等效電路見圖3所示，主要由三路對(duì)應(yīng)三相電源的 同步信號(hào)采集電路構(gòu)成，第一路由電阻R1、 二極管D1和穩(wěn)壓管DW1串聯(lián) 組成，第二路由電阻R2、 二極管D2和穩(wěn)壓管DW2串聯(lián)組成，第三路由電 阻R3、 二極管D3和穩(wěn)壓管DW3串聯(lián)組成，這三路同步信號(hào)采集電路的輸 入作為同步電路的三個(gè)輸入端(見圖3中的2腳、3腳、4腳)，并分別與同 步變壓器的三相次級(jí)同步繞組對(duì)應(yīng)連接(2腳接W21, 3腳接V21, 4腳接 U21),輸出并聯(lián)作為同步電路的一個(gè)輸出端6腳；三相次級(jí)同步繞組的中心 線連接8腳，由于8腳在厚膜電路TB-01中與5腳連接，作為同步電路的另 一個(gè)輸出端5腳。移相電路由電阻R209、 R210、 R212和可調(diào)電阻W202組 成，移相電路加在晶體管BG201的基極，通過調(diào)整可調(diào)電阻W202進(jìn)行移 相。所述脈沖形成電路如圖2所示，主要由一個(gè)PNP型晶體管BG201、 一 個(gè)單結(jié)晶體管BG202和一個(gè)電容C205組成，晶體管BG201構(gòu)成一個(gè)開關(guān) 電路,單結(jié)晶體管BG202與電容C205構(gòu)成一個(gè)單結(jié)晶體管馳張自激振蕩器， 電容C205串接在晶體管BG201的集電極上，而同步電路的兩個(gè)輸出端5腳 和6腳跨接在電容C205兩端，馳張自激振蕩器的振蕩回路經(jīng)過脈沖變壓器 MB將脈沖信號(hào)連接到脈沖分配電路。所述脈沖分配電路由一個(gè)集成模塊 MF-01構(gòu)成，該集成才莫塊MF-01的等效電路見圖4所示，由三個(gè)二極管D200、 D201、 D202和一個(gè)可控珪T200組成。三個(gè)二極管D200、 D201、 D202的 陽極與可控硅T200的陰極連接，連接處引出集成模塊MF-01的6腳，可控 硅T200的控制極作為集成模塊MF-Ol的5腳，所述馳張自激振蕩器的輸出 脈沖信號(hào)加在集成模塊MF-01的5腳和6腳之間?？煽毓鑄200的陽極作為 集成才莫塊MF-Ol的8腳，與三相橋式半控整流電路中三個(gè)可控珪V1、 V3、 V5的共陽極端連接。三個(gè)二極管D200、 D201、 D202的陰極作為集成模塊 MF-01的1腳、2腳和3腳，分別接到三相橋式半控整流電路中三個(gè)可控硅 VI、 V3、 V5的控制極。由于可控硅T200的陽極與三個(gè)可控硅V1、 V3、 V5的陽極接在一起，可 控硅T200的陰極電流經(jīng)三個(gè)二極管D200、 D201、 D202之一，通過可控珪 VI、 V3、 V5中，陰極電位最負(fù)的一個(gè)的控制極流向該管陰極。參見圖4所 示，假設(shè)cotl時(shí)刻Ull最負(fù)，即可控硅VI陰極電位最負(fù)，這時(shí)可控珪T200 陰極就經(jīng)過二極管D202、可控硅V1的控制極通向可控硅V1的陰極，由于 此時(shí)Ua最負(fù)使二極管D202導(dǎo)通，故6腳電位近似等于Ull(忽略回路壓降)， 以至二極管D200、 D201均承受反壓而不能導(dǎo)通，所以可控硅T200的陰極 不與可控硅V3、 V5的陰極相通，即此時(shí)可控硅T200只令可控硅V1觸發(fā)導(dǎo) 通，而可控硅V3、 V5未獲得觸發(fā)脈沖不予導(dǎo)通。由于可控硅T200的控制 極以相隔120°的一系列脈沖去觸發(fā)，在cotl時(shí)刻可控珪T200被觸發(fā)而導(dǎo) 通時(shí)，使可控硅Vl控制極承受其陽極電壓Ull的一部分也導(dǎo)通，可控硅V1 一旦導(dǎo)通其正向壓降只有1V左右，迫使可控硅T200關(guān)斷，為觸發(fā)另一可控 珪作好準(zhǔn)備，在cot2時(shí)刻脈沖觸發(fā)可控硅T200，此時(shí)V11最負(fù)，即可控硅 V3陰極電位最低而^皮觸發(fā)，如此類推，由脈沖形成電路每隔120°送來的觸 發(fā)脈沖依次觸發(fā)可控硅V1、 V3、 V5。據(jù)此，同步電路的同步信號(hào)是從三相 電壓各自的過零點(diǎn)取出的，每個(gè)信號(hào)之間相隔120° ,而脈沖分配電路發(fā)出 脈沖的原則是l、 2、 3腳電位最負(fù)的那個(gè)腳，該腳所連接的也就是取出同步 信號(hào)的那一相電源，這一規(guī)律正好滿足三相半控整流電路的要求，若任意改 變A、 B、 C三相電源進(jìn)線相序，上述規(guī)律仍能保持。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng) 技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保 護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、 一種單脈沖分配觸發(fā)三相可控硅電路，其特征在于主要由同步電路、 脈沖形成電路和脈沖分配電路組成；同步電路主要由三路對(duì)應(yīng)三相電源的同步信號(hào)采集電路構(gòu)成，每路由電阻、 二極管和穩(wěn)壓管串聯(lián)組成，三路同步信號(hào)采集電路的輸入作為同步電路的三個(gè) 輸入端，并分別與同步變壓器的三相次級(jí)同步繞組對(duì)應(yīng)連接，輸出并聯(lián)作為同 步電路的一個(gè)輸出端；三相次級(jí)同步繞組的中心線作為同步電路的另一個(gè)輸出脈沖形成電路主要由一個(gè)PNP型晶體管(BG201)、 一個(gè)單結(jié)晶體管 (BG202)和一個(gè)電容(C205)組成，晶體管(BG201)構(gòu)成一個(gè)開關(guān)電路， 單結(jié)晶體管(BG202)與電容(C205)構(gòu)成一個(gè)單結(jié)晶體管馳張自激振蕩器， 電容(C205)串接在晶體管(BG201)的集電極上，而同步電路的兩個(gè)輸出 端跨接在電容(C205)兩端，馳張自激振蕩器的振蕩回路輸出脈沖信號(hào)；脈沖分配電路由一個(gè)集成模塊(MF-01)構(gòu)成，該集成模塊(MF-Ol)的 等效電路由三個(gè)二才及管(D200、 D201、 D202)和一個(gè)可控珪(T200)組成， 三個(gè)二極管(D200、 D201、 D202)的陽才及與可控硅(T200 )的陰極連接，連 接處引出集成模塊(MF-01)的6腳，可控硅(T200)的控制極作為集成模塊 (MF-01 )的5腳，所述馳張自激振蕩器的輸出脈沖信號(hào)加在集成模塊(MF-01) 的5腳和6腳之間；可控硅(T200)的陽極作為集成模塊(MF-01)的8腳， 8腳為一個(gè)共陽極連接輸出端，三個(gè)二極管(D200、 D201、 D202)的陰極作 為集成模塊(MF-01)的1腳、2腳和3腳，l腳、2腳和3腳為分配觸發(fā)端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的單脈沖分配觸發(fā)三相可控硅電路，其特征在于 所述馳張自激振蕩器輸出脈沖信號(hào)經(jīng)脈沖變壓器與脈沖分配電路連接。
全文摘要
一種單脈沖分配觸發(fā)三相可控硅電路，涉及三相同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的可控硅勵(lì)磁裝置。該電路由同步電路、脈沖形成電路和脈沖分配電路組成，同步電路主要由三路對(duì)應(yīng)三相電源的同步信號(hào)采集電路構(gòu)成，每路由電阻、二極管和穩(wěn)壓管串聯(lián)組成，脈沖形成電路主要由一個(gè)PNP型晶體管(BG201)、一個(gè)單結(jié)晶體管(BG202)和一個(gè)電容(C205)組成，脈沖分配電路由一個(gè)集成模塊(MF-01)構(gòu)成。本方案特點(diǎn)是1.無需三相正弦波合成，而通過簡(jiǎn)單的同步電路、脈沖形成電路和脈沖分配電路同時(shí)實(shí)現(xiàn)了觸發(fā)脈沖的自動(dòng)跟蹤，使得三相電源可任意接入而無須認(rèn)準(zhǔn)相位。2.電路極其簡(jiǎn)單，所需元器件少，約為常規(guī)電路的十分之一，因此控制電路體積小、成本低。
文檔編號(hào)H02P6/00GK101145748SQ20071013189
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月11日
發(fā)明者戴民孝 申請(qǐng)人:戴民孝