专利名称：采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及专为中小型发电机配套使用的一种采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏。
背景技术：
中小型发电机广泛用于厂矿和农村小水电发电，发电机必须配用励磁控制装置。为了使发电机能正常发电，并网输出高质量电能，原有的发电机多采用三次谐波励磁、相复励磁和可控硅励磁，而可控硅励磁技术中基本都采用至少六块印刷电路板作控制电路，其中三块为三相可控硅触发板，另外的为信号取样、比较放大和稳压电源板，这些三相可控硅触发板大多采用的是双基极管做成可控硅触发电路。上述励磁装置共同的缺点是交流输出电压稳定性差，负载变化时反映到输出电压的变化太大，励磁控制装置不通用，保护电路采用快速熔断器，这种电路结构使用元器件多(至少150多个)，电路复杂，整套装置必须采用两面专用屏或专用柜，设备调试困难运行不稳定，工作可靠性差，使用维修不方便。
发明内容
为了克服上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏，它使用元件少、结构简单、安装调试容易方便、工作性能优良。
本实用新型的目的是这样实现的；一种采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏，由屏架、设置于屏架体上的前门、屏架体前门上的励磁电压表、励磁电流表、信号灯、输出调节电位器、断路器、屏架体门锁及拉手组成，在屏架腔体内部设置有可控硅触发电路和三相全桥可控硅整流电路、发电机励磁电流保护电路、发电机工作状态监测电路；三相全桥可控硅整流电路是由共阴极组的三个可控硅和共阳极的三个可控硅串联组成，其前端接有整流变压器；保护电路是在整流可控硅的交流端串联一个电流互感器；可控硅触发电路安装在一块印刷电路板KCLF-2上并固定于屏架腔体内部，工作电源从三相同步电压的变压器的次级处通过接插件取得，该电路板与整流可控之间用接插件S1、S5连接；与安装在屏架体上的输出电压控制电位器之间用接插件S)连接；它与电流互感器之间通过第二电流互感器以及与三相同步电压的变压器等用接插件S4连接；励磁控制装置与发电机电流输出端之间由接线端子1L1、1L2、1L3、N连接，上述三相全桥可控硅整流电路的直流输出连接在发电机励磁线圈上。
本实用新型由于只采用一块三相可控硅触发器印刷电路板作控制电路，电路简单、元器件少，线路设计合理，结构紧凑，整套发电机励磁电路可安装在现今任何流行的低压配电屏或配电框内，只用一面配电屏或配电柜，设备调试容易，运行稳定，可靠，使用维修方便，是一种较为理想的励磁控制装置。
本实用新型与现有的发电机励磁控制装置相比有以下优点1、可控硅触发电路采用集成运算放大器作电压比较器，电路结构简单，使用性能好，控制灵活，电压调节范围宽。
2、与发电机连接方便，采用同步滤波网络，抗干扰性强，使发电机交流输出电压稳定度高，适用于任何一台中、小型发电机。
3、设置有发电机励磁电流保护电路，不需要快速熔断器，过载能力强，减少了运行成本。
图1是本实用新型实施例的接线结构示意图；图2为本实用新型印刷电路板调节控制、保护电路部分原理图；图3为本实用新型印刷电路板触发控制电路部分原理图。
附图中PV电压表；PA励磁电流表；RD、GD、ED信号灯；Wg输出调节电位器；1QA、2QA、3QA断路器；V1、V2、V3、V4、V5、V6可控硅；TR整流变压器；1TA、2TA电流互感器；KCLF-2印刷电路板；TV三相同步电压变压器；S1、S2、S3、S4、S5接插件；1L1、1L2、1L3、N接线端子；U1、U2、U3光电耦合器；N1、N2、N3三极管；IC1可控硅驱动控制电路TA787AP；N4、N5、N6、N7、N8、N9场效应管；T1、T2、T3、T4、T5、T6脉冲变压器；T7电源变压器；IC2、IC3运放大器；IC4、IC5三端稳压器；R1～108电阻；C1～36电容；E1～6电解电容；P1～12调节电阻；D1～43、V7、V8二极管；Z1～14稳压二极管。
具体实施方式
下面参照附图说明本实用新型的实施方案本实施方案为一种采用三相全控可控硅整流的400KW发电机励磁屏，由屏架、设置于屏架体上的前门、屏架体前门上的励磁电压表PV、励磁电流表PA、信号灯RD、GD、ED、输出调节电位器Wg、断路器1QA、屏架体门锁及拉手组成，附图1所示为屏架腔体内部设置有可控硅触发电路和三相全桥可控硅整流电路、发电机励磁电流保护电路、发电机工作状态监测电路；三相全桥可控硅整流电路是由共阴极组的三个可控硅V4、V6、V2和共阳极的三个可控硅V1、V3、V5串联组成，其前端接有整流变压器TR；保护电路是在整流可控硅的交流端串联一个电流互感器1TA；可控硅触发电路安装在一块印刷电路板KCLF-2上并固定于屏架腔体内部，工作电源从三相同步电压的变压器TV的次级处通过接插件S2取得，该电路板与整流可控之间用接插件S1、S5连接；与安装在屏架体上的输出电压控制电位器之间用接插件S3连接；它与电流互感器1TA之间通过第二电流互感器2TA以及与三相同步电压的变压器TV等用接插件S4连接；励磁控制装置与发电机电流输出端之间由接线端子1L1、1L2、1L3、N连接，上述三相全桥可控硅整流电路的直流输出与发电机励磁线圈之间由直流电流表PA、连线723、722连接。
上述印刷电路板KCLF-2的电路结构由触发控制电路、调节控制电路及发电机励磁电流保护电路组成，其中调节控制电路连接触发控制电路，调节控制电路通过通过接插件S3连接调节电位器Wg，所述的触发控制电路是根据整流电路的需要产生高精度，六列双脉冲，去触发三相全控桥的六个可控硅，触发控制电路前面为三相同步电压分别通过PCT型滤波网路，产生的双窄脉冲经光电耦合器U1、U2、U3，三极管N1、N2、N3组合电路放大后连接触发电路中的可控硅驱动控制电路IC1的1、2、18脚，可控硅驱动控制电路IC1的7、8、9、10、11、12脚输出的触发脉冲信号经六个场效应管N4、N5、N6、N7、N8、N9功率放大后分别与六个脉冲变压器T1、T2、T3、T4、T5、T6原边一端相接，所有脉冲变压器原边另一端共同连接+24V电源端，六个脉冲变压器副端产生的触发脉冲经二极管限幅、RC消除杂波干扰后连接电路板上的接插件S1、S5，接插件S1、S5连接三相全桥整流电路对应可控硅的触发极和阴极；所述的调节控制电路是由IC2运放大器构成的积分放大器，以及IC2B构成的比例积分调节器组成，在比例积分调节器IC2B的反馈支路内引入电阻R52，电容C16构成了PT调节器，调节电阻P10为积分常数200ms，IC2B的输入端由电源取样电压由二极管并接经调节电阻P5取得，调节控制电路的输出移相电压经电阻R65接可控硅驱动控制电路IC1的4脚；所述的发电机励磁电流保护电路是由作为反馈电压比较器IC3和取样电位器P9构成，取样电位器P9输出端连接放大器IC3A的输入端，电流互感器1TA测来的电流值以电压形式加到桥式整流二极管的输入端，IC3A放大器输出通过二极管D33经电阻R65接可控硅驱动控制电路IC1的4脚，用来封锁此电路。
其工作原理三相整流电路对共阴极组和共阳极组可控硅同时导通，它的移相角α是相同的，任何时刻都要求两个可控硅同时通导，只有这样才能有整流电流。电流从“+”端流出来经过发电机的励磁线圈流进“-”端，发电机的励磁线圈串接在共阴极点和共阳极点之间，这说明，在任何瞬间都有两个可控硅(共阴极组某一相的可控硅和共阳极组另一相的可控硅)同时导通。对于三相全控桥式电路，在2II周期内，电压有六次脉动整流电压波形为线电压的一部分，当电流连续的，输出平均电压Ud＝2.34Uacosα，每个可控硅持续导通120°，每隔60°有一个可控硅换相，每瞬间有两个可控硅同时导通。因此，要求触发脉冲宽度为大于60°的宽脉冲或间距为60°的双窄脉冲。可控硅以60°的间隔被开通，发电机的励磁线圈的端电压的脉动为每周6个。由于可控硅以较快的速率被触发，所以，流过发电机励磁线圈的电几乎是连续的。三相同步电压分别通过RCT型滤波网路产生的双窄脉冲经光电耦合器U1、U2、U3，三极管N1、N2、N3组合电路放大后加到触发电路中的可控硅驱动控制电路IC1(TC787AP)的1、2、18脚。经电阻R65接可控硅驱动控制电路IC1(TC787AP)的4脚，这个电压为移相电压。在同步电压作用下，IC1(TC787AP)生成锯齿波电压，该电压与移相电压比较后产生受移相电压控制的输出触发脉冲，由IC1(TC787AP)7、8、9、10、11、12脚输出。调整电位器P4，P8，P11可以改变锯齿波斜率，调整输出脉冲的相位，输出脉冲的衰度由P6决定。
权利要求1.一种采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏，由屏架、设置于屏架体上的前门、屏架体前门上的励磁电压表(PV)、励磁电流表(PA)、信号灯(RD、GD、ED)、输出调节电位器(Wg)、断路器(1QA)、屏架体门锁及拉手组成，其特征在于在屏架腔体内部设置有可控硅触发电路和三相全桥可控硅整流电路、发电机励磁电流保护电路、发电机工作状态监测电路；三相全桥可控硅整流电路是由共阴极组的三个可控硅(V4、V6、V2)和共阳极的三个可控硅(V1、V3、V5)串联组成，其前端接有整流变压器(TR)；保护电路是在整流可控硅的交流端串联一个电流互感器(1TA)；可控硅触发电路安装在一块印刷电路板(KCLF-2)上并固定于屏架腔体内部，工作电源从三相同步电压的变压器(TV)的次级处通过接插件(S2)取得，该电路板与整流可控之间用接插件(S1、S5)连接；与安装在屏架体上的输出电压控制电位器之间用接插件(S3)连接；它与电流互感器(1TA)之间通过第二电流互感器(2TA)以及与三相同步电压的变压器(TV)等用接插件(S4)连接；励磁控制装置与发电机电流输出端之间由接线端子(1L1、1L2、1L3、N)连接，上述三相全桥可控硅整流电路的直流输出与发电机励磁线圈之间由直流电流表(PA)、连线(723、722)连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏，其特征在于所述印刷电路板(KCLF-2)的电路结构由触发控制电路、调节控制电路及发电机励磁电流保护电路组成，其中调节控制电路连接触发控制电路，调节控制电路通过通过接插件(S3)连接调节电位器(Wg)，所述的触发控制电路前面为三相同步电压分别通过PCT型滤波网路，产生的双窄脉冲经光电耦合器(U1、U2、U3)，三极管(N1、N2、N3)组合电路放大后连接触发电路中的可控硅驱动控制电路(IC1)的1、2、18脚，可控硅驱动控制电路(IC1)的7、8、9、10、11、12脚输出的触发脉冲信号经六个场效应管(N4、N5、N6、N7、N8、N9)功率放大后分别与六个脉冲变压器(T1、T2、T3、T4、T5、T6)原边一端相接，所有脉冲变压器原边另一端共同连接+24V电源端，六个脉冲变压器副端产生的触发脉冲经二极管限幅、RC消除杂波干扰后连接电路板上的接插件(S1、S5)，接插件(S1、S5)连接三相全桥整流电路对应可控硅的触发极和阴极；所述的调节控制电路是由(IC2)运放大器构成的积分放大器，以及(IC2B)构成的比例积分调节器组成，在比例积分调节器(IC2B)的反馈支路内引入电阻(R52)，电容(C16)构成了PT调节器，调节电阻(P10)为积分常数200ms，(IC2B)的输入端由电源取样电压由二极管并接经调节电阻(P5)取得，调节控制电路的输出移相电压经电阻(R65)接可控硅驱动控制电路(IC1)的4脚；所述的发电机励磁电流保护电路是由作为反馈电压比较器(IC3)和取样电位器(P9)构成，取样电位器(P9)输出端连接放大器(IC3A)的输入端，电流互感器(1TA)测来的电流值以电压形式加到桥式整流二极管的输入端，(IC3A)放大器输出通过二极管(D33)经电阻(R65)接可控硅驱动控制电路(IC1)的4脚。
专利摘要本实用新型提供了一种采用三相全控可控硅整流的发电机励磁屏，其特征在于在屏架腔体内部设置有可控硅触发电路和三相全桥可控硅整流电路、发电机励磁电流保护电路、发电机工作状态监测电路；保护电路是在整流可控硅的交流端串联一个电流互感器(1TA)；可控硅触发电路安装在一块印刷电路板(KCLF－2)上并固定于屏架腔体内部，上述三相全桥可控硅整流电路的直流输出与发电机励磁线圈连接。本实用新型电路简单、元器件少，线路设计合理，结构紧凑，整套发电机励磁电路可安装在现今任何流行的低压配电屏或配电框内，适用于任何一台中、小型水电发电机。
文档编号H02P9/14GK2768310SQ20042006941
公开日2006年3月29日 申请日期2004年12月5日 优先权日2004年12月5日
发明者李宏, 雷波, 谭珍忠 申请人:郴州市东塘电气设备有限公司