專(zhuān)利名稱：用于超導(dǎo)線圈電流調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的快速充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體是用于超導(dǎo)線圈電流調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的快速充電裝置。
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(lái)越大(例如，EAST裝置的電流已達(dá)15kA)，對(duì)超導(dǎo)線圈大電流的快速調(diào)節(jié)，常規(guī)的機(jī)械開(kāi)關(guān)已不能滿足要求。常規(guī)的機(jī)械開(kāi)關(guān)存在下述不足首先，開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，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?，燒蝕越嚴(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(kāi)關(guān)的快速一致性來(lái)構(gòu)建大容量開(kāi)關(guān)成為必然。由于晶閘管器件具有電壓高、電流大的特點(diǎn)，因此選用它作為大功率開(kāi)關(guān)裝置的元件。常規(guī)的充電裝置用于大電容器充電，速度慢。若提高其充電速度，必須通過(guò)提高其功率來(lái)實(shí)現(xiàn)，勢(shì)必使裝置龐大，費(fèi)用昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種用于超導(dǎo)線圈電流調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的快速充電裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下用于超導(dǎo)線圈電流調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的快速充電裝置，其特征在于進(jìn)線電壓接入變壓整流電路，變壓整流電路串聯(lián)限流電阻R1后，并聯(lián)連接二極管D，二極管D兩端并聯(lián)接有電感L4和電容C串聯(lián)構(gòu)成的支路，電容C兩端并聯(lián)有電感L、TH3和晶閘管TH-SW構(gòu)成的串聯(lián)支路。
二極管D兩端并聯(lián)接電感L4和可變電阻MOV串聯(lián)構(gòu)成的支路，電阻MOV兩端并聯(lián)有電阻R2，電阻R2兩端分別通過(guò)真空開(kāi)關(guān)S并聯(lián)連接有真空開(kāi)關(guān)S0與電阻R3構(gòu)成的串聯(lián)支路，所速的串聯(lián)支路兩端并聯(lián)有電感L、電容C回路，電感L、電容C回路中串聯(lián)有TH3和晶閘管TH-SW。
本發(fā)明已用于大功率晶閘管開(kāi)關(guān)，利用每次電容器放電后的反向電壓為電容器實(shí)現(xiàn)快速回充，既滿足了大功率晶閘管開(kāi)關(guān)頻繁工作的需要，又做到了充電裝置的結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。


圖1是本發(fā)明的電氣原理示意圖.
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)附圖，本發(fā)明由1、2、3、4、5等部分組成。1部分為變壓整流單元；2部分為電容器放電后的回充單元；3部分為電容器放電單元；4部分為外部單元，晶閘管開(kāi)關(guān)的大功率器件部分，充電裝置為之提供放電電流來(lái)實(shí)現(xiàn)晶閘管開(kāi)關(guān)的分?jǐn)啵?部分為回路放電的控制部分，由外部邏輯信號(hào)控制，實(shí)現(xiàn)晶閘管開(kāi)關(guān)的分?jǐn)唷D中其余部分為輔助單元，視具體工作情況加以取舍。在分?jǐn)噙^(guò)程中，電容器C的電壓經(jīng)過(guò)2部分回充，為晶閘管開(kāi)關(guān)的再次分?jǐn)嘧鰷?zhǔn)備。
以15kA的晶閘管開(kāi)關(guān)工作為例，所用的電容器C為12mF，工作電壓為2500V。整流裝置的進(jìn)線電壓確定為2000VAC，直流側(cè)的限流電阻選定為100Ω。充電機(jī)的變壓器和整流元件因此可選擇較小容量(變壓器可選擇幾個(gè)kVA，整流元件可選擇30A左右即可滿足要求)。圖中S為真空開(kāi)關(guān)，在故障狀態(tài)時(shí)將電容器及晶閘管開(kāi)關(guān)脫離高壓部分。R2用于改善變壓器的初始合閘狀況。R3及S0用于工作結(jié)束時(shí)的電容器電壓泄放。
由TH3控制導(dǎo)通，電容器C通過(guò)L放電，為晶閘管開(kāi)關(guān)TH-SW提供反向電流。L4及D用于實(shí)現(xiàn)電容器電壓的反向回充，準(zhǔn)備為晶閘管開(kāi)關(guān)TH-SW的再次分?jǐn)?。L4及D的參數(shù)可根據(jù)電容器放電速度來(lái)確定，一般宜選定回充周期為放電周期的十倍以上，以免影響晶閘管開(kāi)關(guān)的分?jǐn)噙^(guò)程。同時(shí)，回充回路的寄生電阻不宜過(guò)大，否則電容器電壓在回充過(guò)程出現(xiàn)顯著衰減，影響充電速度。
權(quán)利要求
1.用于超導(dǎo)線圈電流調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的快速充電裝置，其特征在于進(jìn)線電壓接入變壓整流電路，變壓整流電路串聯(lián)限流電阻R1后，并聯(lián)連接二極管D，二極管D兩端并聯(lián)接有電感L4和電容C串聯(lián)構(gòu)成的支路，電容C兩端并聯(lián)有電感L、TH3和晶閘管TH-SW構(gòu)成的串聯(lián)支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于二極管D兩端并聯(lián)接電感L4和可變電阻MOV串聯(lián)構(gòu)成的支路，電阻MOV兩端并聯(lián)有電阻R2，電阻R2兩端分別通過(guò)真空開(kāi)關(guān)S并聯(lián)連接有真空開(kāi)關(guān)S0與電阻R3構(gòu)成的串聯(lián)支路，所述的串聯(lián)支路兩端并聯(lián)有電感L、電容C回路，電感L、電容C回路中串聯(lián)有TH3和晶閘管TH-SW。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于超導(dǎo)線圈電流調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)的快速充電裝置，其特征在于進(jìn)線電壓接入變壓整流電路，變壓整流電路串聯(lián)限流電阻R1后，并聯(lián)連接二極管D，二極管D兩端并聯(lián)接有電感L4和電容C串聯(lián)構(gòu)成的支路，電容C兩端并聯(lián)有電感L、TH3和晶閘管TH－SW構(gòu)成的串聯(lián)支路。本發(fā)明已用于大功率晶閘管開(kāi)關(guān)，利用每次電容器放電后的反向電壓為電容器實(shí)現(xiàn)快速回充，既滿足了大功率晶閘管開(kāi)關(guān)頻繁工作的需要，又做到了充電裝置的結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
文檔編號(hào)H03K17/72GK1889346SQ20061004108
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所