专利名称：电容性移相触发变流装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种移相触发控制的AC-DC变流器，其可调直流输出供直流电机调压调速。
现有的AC-DC变流器的开关元件都是普通的晶闸管，由于普通晶闸管的关断只能靠自然断流或者开关元件阴极至阳极的反向电压强迫关断，从三相电压波形图看，只有当α＞0°时，强迫关断反向电压的条件才具备，因此，普通晶闸管AC-DC移相触发变流器的移相范围一概无例外都是α＞0°。这样，从供电电源看，普通晶闸管AC-DC变流器对供电电网总是表现为感性的。
本发明旨在设计一种电容性移相触发变流装置，它在向调速直流电机提供可调直流电压的同时能够向供电交流电网提供超前无功功率。
本发明设计的电容性移相触发变流装置就其结构而言为一个2N相零式变流器，供电电网为N相，因此自N相电网至2N相零式变流器之间有一台初级/次级为N相/2N相具有零线的整流变压器，对于通常三相电网，所述的变流器为六相零式的，所述的整流变压器是△/Y-入接线方式的，六根相线上都接有一只可控启通可控关断的开关元件Qi(i＝1～6)，所述的可控启通可控关断之开关元件可以是GTR串一只承受反向电压的二极管，可以是GTO串一只承受反向电压的二极管，也可以是一只能够承受反向电压的GTO元件，例如西安电力电子技术研究所提供的KG型GTO元件，六只开关元件输出端并接成一根输出线与整流变压器的零线构成变流器的两根直流输出线;以下均以N＝3为例叙述。
所述的变流器的开关元件若是GTR，即大功率双结型复合三极管，其触发电路由同步信号，相序自动识别单元和移相触发单元构成;同步信号由同步变压器TFSYa、b、c之次级电压ua1，ub1，和uc1提供，其相位分别与供电电网线电压uAB，uBC和uCA相同;相序自动识别单元由隔离变压器TFIS1、2，比较器CMP1～4，D闩电路LT1，LT3和多路开关MTA1～6组成;移相触发单元由移相单元APSTy、b、r，脉宽形成电路MSi(i＝1～6)，无论相序如何都能保证后一启通开关元件触发脉冲前沿关断前一导通开关元件触发脉冲的多路开关MTi(i＝1～6)和MT′i(i＝1～6)，缓冲电路BFi(i＝1～6)，脉冲功放电路QAi(i＝1～6)和脉冲变压器TFMAi(i＝1～6)构成。
所述的移相单元APSTy、b、r的单元端(8)引入同步信号，端(9)自15KΩ电阻引入偏移信号，10KΩ电阻引入控制信号iout，单元内部产生由同步电压控制的定时斜率锯齿波与单元端(9)引入之信号综合决定移相值;单元端(1)和(15)分别输出相隔180°电角度的宽度为0.4毫秒的脉冲。移相单元输出的0.4毫秒宽的脉冲共六个分别触发输出脉冲宽度为80°以上的六个脉宽形成单稳电路MSi(i＝1～6)，其Q输出通过缓冲器BFi(i＝1～6)到脉冲功放电路。
所述的脉冲功放电路由功放管QAi(i＝1～6)和作为功放管集电极负载的脉冲变压器TFMAi(i＝1～6)组成;所述的脉冲变压器之初级绕组上并接有一条由二极管和电阻串联的放电支路，只要电阻阻值适当大，在触发脉冲后沿出现时QAi由饱和导通变截止，脉冲变压器铁芯储能通过初级放电回路释放能量并在次级产生持续时间40微秒的尖负脉冲以利于所触发的开关元件关断。
所述的变流器的开关元件若是GTO，即可关断晶闸管，其触发电路由同步信号，相序自动识别单元和移相触发单元构成;同步信号和相序自动识别单元与采用上述GTR开关元件触发电路的对应电路相同;移相触发单元由移相单元或称移相信号综合单元APSTy、b、r，脉宽形成单元，启通脉冲控制信号，关断脉冲控制信号和驱动电路单元组成;其中移相单元或称移相信号综合单元APSTy、b、r;脉宽形成单元MS11～16以及多路开关MT1～6，MT′1～6与采用GTR开关元件触发电路中的移相触发单元的对应电路相同;MS1i(i＝1～6)之Q输出经倒相缓冲器BF1i(i＝1～6)控制相应的双结型三极管QA1i(i＝1～6)，双结型三极管集电极输出即是启通脉冲控制信号，接到专用的GTO驱动电路DRCi(i＝1～6)之启通脉冲控制端ONC;MS1(i＝1～6)之Q输出触发MS2i(i＝1～6)单稳态，MS2i(i＝1～6)之Q输出经倒相缓冲器BF2i(i＝1～6)控制双结型三极管QA2i(i＝1～6)，双结型三极管QA2i之集电极输出即是关断脉冲控制信号，接到上述的GTO驱动电路DRCi(i＝1～6)之关断脉冲控制端OFFC;驱动电路DRCi之输出接到相应GTO元件Qi(i＝1～6)之门极上，当ONC为+15伏高电平时DRCi向Qi发出触发脉冲使QAi可靠启通，当OFFC为+15伏高电平时DRCi向Qi门极注入元件关断电流标称值三分之一而宽度为40微秒的负脉冲使GTO可靠关断。
本发明设计了一种电容性移相触发变流装置，它在向调速直流电机提供可调直流电压的同时能够向供电交流电网提供超前无功功率。如果这套调速装置是某种多电机驱动工作机械的一部分，其它驱动电机是常用的三相交流鼠笼机，那末，该工作机械由于所述的调速装置产生动态无功功率的功能，即DVG功能(Dynamic Var Generation)保持对供电电网较高的功率因数，减少了工作机械与供电电网的无功电能交换，达到减少电能传输损耗的目的。
附
图1A采用GTO开关元件的移相触发变流装置原理图。
附图1B采用GTR串接二极管作为开关元件的移相触发变流装置原理图。
附图2负荷电流等于直流Id时，供电电源相电压、整流变压器初级相电压绕组电流，整流变压器初级供电线电流的波形图。
附图3整流变压器次级相电压波形图附图4变流器桥臂电压与相应电流的关系附图5变流器开关元件为GTR时相应的驱动电路附图6是KJ004片子内部线路与外辅电路构成的具有垂直控制功能的移相触发电路。
附图7当电源A、B、C为正序时，相序自动识别电路的时序逻辑关系图附图8当电源A、B、C为负序时，相序自动识别电路的时序逻辑关系图附图9当电源A、B、C为正序时，开关元件触发时序逻辑图附图10当电源A、B、C为负序时，开关元件触发时序逻辑图附图11变流器开关元件为GTO时相应的驱动电路下面结合附图对本发明做过一步的描述本发明设计的电容性移相触发变流装置其相移方向与传统的AC-DC普通晶闸管变流装置相移方向相反。从示波图上看，传统的普通晶闸管移相触发变流装置移相角自α＝0可以右移到，例如，α＝150°，或β＝30°。如果该种变流器输出电流是无级波的直流电流，那末，可以证明从供电电网看该种变流装置输入端的基波功率因数等于cosα。这就是说，当α≤90°时，α越大，输出直流电压越低，电网供电电流基波对同名电压滞后角越大，功率因数越低。
按传统的AC-DC普通晶闸管移相触发变流装置使用的符号及含义，本发明的移相范围是α＝0°左移到α＝-150°。实际使用时经常是[-120°～0°]。
本变流装置的整流变压器是△/Y-入接线方式。变流器由六只可控启通可控关断的开关元件组成，可以是GTR，也可以是GTO(见附图1)。每个开关元件最长的连续导通区间是60°电角度，对于50Hz电网来说，即3.33ms。
附图2是负荷电流等于直流Id时，供电电源相电压，整流变压器初级相电压绕组电流，整流变压器初级供电线电流的波形图。
变流器输出的直流电压和移相触发角的关系推导如下，假定变流器输出电流连续，从附图3可知θ＝2πft，f电网频率
<p>所以，
这就是说，移相范围在[-60°，0°]区间内变流器工作在整流状态，而移相范围在[-150°，-60°]区间内变流器工作在逆变状态。这里，变流器输出电流连续这个先决条件是不言而喻的。
可以证明，如果变流器输出数值恒定的直流电流Id，那末α角越左移，所述的变流器向供电电网提供的超前无功功率越大。以整流变压器次级a相为例，参见附图4
其中θ＝2πft，f为供电电网频率，幅值为Id方波电流宽度为60°电角度由开关元件Q1提供。幅值为-Id宽度为60°电角度之方波电流由开关元件Q4提供。移相触发角α如图4所示。
为将电流波用余弦项Fourier级数表示，将纵座标轴移到Id方波中间位置，新座标系横轴变量用φ表示。
显然，φ＝θ-α-30°
在新座标系上的电流波函数是
是偶函数，所以只有余弦项系数不一定为零。余弦项基波系数
= 2/(π) Id所以电流波的基波分量是i1(φ)＝ 2/(π) Idcosφ
与相应的整流电压函数这就证明了α角越左移，电流基波越超前。从向供电电网贡献超前无功功率这一点看，本变流装置向带动中速大转矩负荷的直流驱动系统供电是很理想的。
本变流装置开关元件是可控关断的。为避免开关换流过程中的暂态过电压，后一个元件的启通取决于前一个元件的关断。驱动电路的逻辑设计保证了这一点。它保证换流过程中的两个开关元件有一个导通重迭区，使变流器输出电流连续。
如果所述的变流器开关元件是GTR，即大功率晶体三极管，相应的驱动电路如附图5所示。按功能可以分成如下几部分描述1、同步信号2、相序自动识别3、移相触发1、同步信号所述的变流器开关元件触发电路的移相功能是用移相触发集成电路片，例如，用KJ004来完成的。附图6是KJ004片子内部线路与外辅电路构成的具有垂直控制功能的移相触发电路。按该电路的设计每半个电网周波产生一个锯齿波，同步信号是正弦波。因相序自动识别的需要，同步信号须经多路转换开关，例如MC14016，接到KJ004之同步输入端，即片脚<8>。同步信号由隔离变压器TFSYa、b和C之次级信号Ua1、Ub1和Uc1组成。这三个正弦信号的均方根值均为4.5伏。
2、相序自动识别相序由线电压UAB和UCA经隔离变压器TFIS1、2隔离然后经整形器CMP1、2整形成方波然后在D触发器，例如MC14013，进行自动识别。当电源A、B和C为正序时，D触发器LT1之Q输出为高电平，以后记作H，而Q为低电平，以后记作L，因为在D触发器LT1之时钟输入脉冲上升沿时刻，其D输入端为H。其时序逻辑关系见图7。当A、B和C为负序时，LT1之Q输出为L而Q为H。相序的时序逻辑关系见图8。
当A、B和C为正序时，变流器开关导通顺序应是Q1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6-Q1循环。当A、B和C为负序时，变流器开关导通顺序应是Q6-Q5-Q4-Q3-Q2-Q1-Q6循环。本发明用调整移相触发器相应的同步电压的办法来保证这一顺序的自动实现。
参照附图5，当A，B和C为正序时，多路开关MTA1、3、5导通而MTA2、4、6断开。加在型号为KJ004之移相触发集成电路片PSTy、b和r上的同步信号依次分别是Uc1、Ua1和Ub1，从而实现了开关启通触发脉冲顺序是Q1-Q2-Q3-Q4-Q5-Q6盾环。当A、B和C为负序时，多路开关MTA2、4、6导通而MAT1、3、5断开，使得加在APSTy、b和r上的同步信号依次分别变成Ub1、Uc1和Ua1，从而实现了开关启通触发脉冲顺序是Q6-Q5-Q4-Q3-Q2-Q1-Q6循环。
D触发器LT1电源电压是±9v双电源，多路开关MTA1～6集成电路片的电源电压也是±9v双电源。
3、移相触发移相触发功能由KJ004移相触发IC及外辅电路构成的移相触发器APSTy、b和r实现。移相角由三个信号综合决定。这三个信号是KJ004内部锯齿波发生器产生的定时定斜率锯齿波，锯齿波长度为同步信号两相邻过零点之间的时间约170°电角度;由KJ004片脚<9>上所接的15KΩ电阻引入固定偏移电压和同一片脚上的10KΩ电阻引入移相控制信号。偏移电压如此整定在控制信号等于零的前提下整定偏移电压使触发脉冲发生在α＝-60°时刻。如果此时变流器输出电流连续那末输出电压的直流分量恰好为零。偏移整定好后触发脉冲相移就只取决于控制信号iout了。如果控制信号为负，触发脉冲自α＝-60°右移，即α变大，变流器工作在受控整流状态。如果控制信号为正，触发脉冲自α＝-60°左移，即α变小。此时如果外部条件具备，变流器将接受灌电流把负荷释放的直流电能转变成交流返回供电电网。
变流器的开关元件Q1～6的触发脉冲宽度为60°电角度的宽脉冲。脉宽由六个单稳态MS1～6决定，单稳态电路可以是MC14528集成电路。单稳态的暂稳脉宽整定在80°电角度左右。实际工作时前一个开关元件触发脉冲的后沿由后一个开关元件触发脉冲的前沿控制，目的是保证两只换流开关有一个导通重迭区。其技术实现是另一个D触发器LT3之Q和Q输出SYA1和SYA2控制触发脉冲后沿的控制顺序。当A、B和C为正序时，LT3之Q为H而Q为L，这样单稳MS1～6的复位输入端CD上多路开关MT1～6导通而MT′1～6关断。这样，以Q1和Q2换流过程为例来阐述其过程可以这么说自MS1暂稳脉冲上升沿开始，60°电角度时，MS2之Q自L变为H，开关元件Q2得到触发脉冲，同时MS2的Q自H变L，通过MT1送到MS1的C0迫使MS1的暂稳结束，如果没有这个复位信号，MS1暂稳将持续80°左右电角度。这样，MS1之Q变为L，功放管QA1截止，脉冲变压器TFMA1输出之正触发脉冲结束。所述之脉冲变压器之初级绕组通过适当选择的电阻和二极管形成放电回路。这样，脉冲变压器次级绕组发出幅度较大持续数十微秒的尖负脉冲加速开关元件Q1之关断。当A、B和C为负序时，LT3之Q为L而Q为H，多路开关MT导通而MT1～6关断。仍以Q1为例，在MS1暂稳持续60°电角度时，MS6的Q变为H，开关元件Q6得到触发脉冲，同时MS6之Q变为L，通过MT′1和MS1的CD端迫使MS1暂稳结束。开关元件Q1之启通触发脉冲结束后得到加速关断负脉冲的情况与前类同，不再赘述。
很明显，附图5中移相触发集成电路片APSTy、b和r(KJ004型)在所述的驱动电路中只有两个作用第一，产生与控制信号相应的触发脉冲相移;第二，触发决定脉冲宽度并能实现后一触发脉冲前沿控制前一触发脉冲后沿的单稳态电路MS1～6。APSTy、b和r本身输出之脉冲宽度不过0.4毫秒，与开关元件Q1～6之触发脉冲宽度没有关系。另外，因为KJ004无法实现后一触发脉冲前沿控制前一触发脉冲后沿的功能，也不可能输出宽度达80°的触发脉冲，所以不得不选用例如MC145228单稳IC片来实现这一功能。
附图9和10分别是A，B和C为正序和负序的开关元件触发时序逻辑图。
另一点说明是，为什么MS1～6暂稳脉宽定在大于80°左右电角度。所述的变流器六个开关元件Q1～6在一个电网周波内每一个元件导通60电角度，这是指控制电压为某一常数时的情况。而在实际运行的系统中控制信号在不断变化以保证运行系统有某些规定的设计指标。这样，两相邻的开关元件导通时间有可能比60°短，也有可能比60°长。根据普通晶闸管变流器触发脉冲模式(宽脉冲或双脉冲)，MS1～6暂稳脉宽定在大于80°小于100°就满足要求了。
如果所述的变流器开关元件是GTO，即可关断晶闸管，相应的驱动电路如附图11所述。它由同步信号，相序自动识别和移相触发三部分构成。同步信号和相序自动识别两部分与附图5相同。移相触发部分由移相信号综合，脉宽形成，启通脉冲控制信号，关断脉冲控制信号和驱动电路单元组成。移相信号综合在移相触发器集成片APSTy、b、r上进行，自片〈9〉端15KΩ电阻输入之控制信号iout与片本身产生之定时斜率锯齿波综合决定移相值，片之〈1〉和〈15〉端分别产生相隔180°电角度的触发信号。脉宽形成移相触发信号上升沿即APSTy、b、r之〈1〉和〈15〉端输出信号分别去触发各个单稳MS11～16，单稳脉宽80°以上，实际触发脉冲后沿由单稳之CD端复信信号决定。以开关元件Q1在电源正序条件下触发顺序为例，此时多路开关控制信号SYA1为高电平，SYA2为低电平，所以多路开关MT1～6通，MT′1～6断。当开关元件Q2触发脉冲前沿出现，MS12之Q脉冲下降沿通过MT1在MS11之CD端使MS11复位，QA11输出变低电平，Q1之启通触发脉冲结束。QA11集电极输出即是GTO专用驱动电路DRCi(i＝1～6)(例如西安电力电子技术研究所研制的KGC驱动电路)的启通脉冲控制信号，接到DRCi的ONC端。关断脉冲控制信号MS11之Q是MS21之触发输入，MS21之Q输出通过BF21使QA21饱和导通，输出40微秒宽幅度+15伏的关断负脉冲控制信号，这一信号接到GTO专用驱动电路DRCi(i＝1～6)的关断脉冲控制端OFFC。驱动电路用来控制GTO启通和关断。以KGC驱动电路为例，当启通脉冲控制信号为+15伏时驱动电路触发GTO门极使其启通，当关断脉冲控制信号为+15伏时，驱动电路向GTO门极注入元件关断电流标称值三分之一而宽度为40微秒的负脉冲使GTO可靠关断。
最后一点说明是一般GTR或GTO都有一只反并二极管，所以在本方案中所述之可控启通可控关断元件是一只GTR与一只承受反压的二极管串联或是一只GTO与一只承受反压的二极管串联。这样，开关元件承受正向电压时由GTR或GTO之电压特性保证，开关元件反向电压承受能力由所述的串联二极管反向电压承受能力保证。当然，如果采用西安电力电子技术研究所的KG型GTO元件就可不用串联二极管。
用变流电源的直流调速系统给供电电网提供超前无功功率的先例是有的。例如，日立制作所的专利CN87106578A即是一例，然而该专利论述的是一个脉宽调制系统，用可关断开关元件组成一个三相全控桥形式的变流器，在一个电网周波里，每个开关进行若干次启通关断操作，控制脉冲序列中各个脉冲的宽度，开关频率例如500HZ以上到3KHZ，根据检测到的同一供电系统中通用负荷的无功功率来控制所述的变流系统的脉冲占空比从而实现变流器向供电电网提供超前无功功率的目的。所述的变流系统属电流源型的。
本发明涉及的系统是移相触发系统，由于采用了可控启通可控关断元件作为变流器的开关元件，移相方向与传统的普通晶闸管三相全控桥相反。普通晶闸管三相全控桥移相方向是自α＝0°右移到例如α＝150°，其中移相角α在
之间时变流器工作在可控整流状态，α在[90°，150°]之间时变流器工作在逆变状态，如果所述之变流器的直流负荷有足够的能量要回馈入交流供电电网的话。本发明变流器的移相方向是自α＝0°左移到例如α＝-150°，其中移相角α在[-60°，0°]之间时变流器工作在可控整流状态，α在[-150°，-60°]之间时变流器工作在逆变状态，如果所述的变流器的直流负荷有足够的能量要回馈入交流供电电网的话。由于该变流器移相方向左移，所以变流器提供的电流基波相位是超前同名电压的，实现了向供电电网发出超前无功功率的目的。本发明的变流器就其结构而言是一个2N相零式变流器，如果供电电网是N相的话。对于三相供电电网，该变流器是六相零式的。六根相线接六只可控启通可控关断开关，六只开关输出并接在一起作为变流器直流输出之一端，直流输出之另一端即是零线。
应用本发明阐述的DVG功能的第一个实例将是第八个五年计划期间我国滚筒式采煤机制造企业开发的大功率厚煤层电牵引采煤机。采煤机的牵引系统由传统的液压牵引驱动系统更新成可靠性更高，调节性能更好的电牵引驱动系统。国务院决定，第八个五年计划期间煤矿井下设备电压维持1140伏，不考虑升压(国外都已升压到2300伏或3000伏)。另外，采煤机作为井下往复移动式生产设备是由可绕曲的拖曳电缆供电的。考虑到绕曲和拖曳的安全性-不能拆断电缆芯线或因绕曲破坏电缆缠绕-电缆截面最大只能是3×95平方毫米。
此种电缆外径已经是76毫米！在煤矿井下使用的安全电流不能超过260安。这样，电压值和最大电流值已经确定，一根1140伏，3×95平方毫米截面的电力电缆能传输的最大视在功率等于
×1140×260=513千伏安考虑到采煤机装备的三相鼠笼机额定功率因数一般都在0.85左右，所以所述之电缆能传输的有功功率是531×0.85＝436千瓦以设计的角度来说，一般认为一根1140伏，3×95平方毫米电力电缆在煤矿井下能传输400千瓦有功功率根据即此。所以研究设计采煤机的技术人员认为，我国第八个五年计划期间研制的电牵引采煤机用两条3×95平方毫米电力电缆供电，设计的最大功率不会超过800千瓦。
然而，煤炭是我国最主要的一次能源，国民经济的发展对煤炭的需要量增长很快。煤炭生产行业急需要总功率尽可能大的采煤机，比如，总装机容量大于900千瓦的大功率采煤机。这就迫使人门去寻找一个办法在改善供电电缆的功率因数上做文章。
在采煤机机身里装设，例如，西安煤矿机械厂专利产品SVS型静止式无功功率自动补偿装置把从供电电缆看的负荷功率因数补偿到0.99以上，这样采煤机有功功率输出可以高达1000千瓦而供电电缆运行电流仍保持在260安以内。不过这种SVS装置的容量至少是620千克，装置体积较大，很难装进采煤机机身内，还不说煤矿井下运行环境提出的防爆性，抗震性等对补偿电容特殊要求的其它技术问题。
如果采用本发明阐述的DVG技术，这个问题即迎刃而解。
如果不采用DVG技术，采煤机供电系统如下配置一根3×95平方毫米电缆携带一台300千瓦滚筒电机，一台120千伏安整流变压器，此变压器通过变流器携带两台40千瓦直流牵引电机。该条电缆总共携带380千瓦有功负荷，电缆功率因数是0.85或更低。
另一条电缆也是3×95平方毫米，架另一台300千瓦滚筒电机，一台65千瓦破碎滚筒电机(短时工作，经常空载)，一台15千瓦以下容量的调高泵电机(短时工作，经常空载)。这样，采煤机总装置容量是760千瓦。
如果采用DVG技术，采煤机供电系统可配置如下一根3×95平方毫米电缆携带一台375千瓦滚筒电机，一台170千伏安整流变压器，此变压器通过本发明阐述的具有DVG功能的变流器携带两台40千瓦直流牵引电机。该条电缆总共携带455千瓦有功功率负荷。根据计算模拟，此条电缆功率因数高达0.93甚至更高。另一条3×95平方毫米电缆携带一台375千瓦滚筒电机，一台65千瓦破碎滚筒电机(短时工作，经常空载)和一台15千瓦以下的调高泵电机(短时工作，经常空载)。
这样，采煤机总装置容量是910千瓦。关键的问题是，携带455千瓦有功负荷的电缆电流并未增加，在中速牵引割煤工作时，该条电缆电流甚至比第一种方案同样工况时还低，功率因数却高得多。
权利要求
1.一种电容性移相触发变流装置，由整流变压器和开关元件构成，其特征在于(1)电容性移相触发变流装置为一个2N相零式变流器，供电电网为N相；自N相电网至2N相零式变流器之间有一台初级/次级为N相/2N相(有零线)整流变压器；对于通常三相电网，所述的变流器是六相零式的，所述的整流变压器是△/Y-λ接线方式的，六根相线上都有一只可控启通可控关断之开关元件Qi(i=1～6)，所述的可控启通可控关断之开关元件可以是GTR串一只承受反向电压的二极管，可以是一只GTO串一只承受反向电压的二极管，也可以是一只能够承受反向电压的GTO元件，六只开关元件输出端并接成一根输出线与整流变压器的零线构成变流器的两根直流输出线；以下均以N=3为例叙述；(2)所述的变流器的开关元件采用大功率双结型复合三极管GTR，其触发电路由同步信号，相序自动识别单元和移相触发单元构成；同步信号由同步变压器TFSYa、b、c之次级电压Ua1，Ub1，和Uc1提供，其相位分别与供电电网线电压UAB，UBC和UCA相同；相序自动识别单元由隔离变压器TFIS1、2，比较器CMP1～4，D闩电路LT1，LT3和多路开关MTA1～6组成；移相触发单元由移相单元APSTy、b、r，脉宽形成电路MSi(i=1～6)，无论相序如何都能保证后一启通开关元件触发脉冲前沿关断前一导通开关元件触发脉冲的多路开关MTi(i=1～6)和MT’i(i=1～6)，缓冲电路BFi(i=1～6)，脉冲功放电路QAi(i=1～6)和脉冲变压器TFMAi(i=1～6)构成；(3)所述的移相单元APSTy、b、r的单元端(3)引入同步信号，端(9)移相值；单元端(1)和(15)分别输出相隔180°电角度的宽度为0.4毫秒的脉冲。移相单元输出的0.4毫秒宽的脉冲共六个分别触发输出脉冲宽度为80°以上的六个脉宽形成单稳电路MSi(i=1～6)，其Q输出通过缓冲器BFi(i=1～6)到脉冲功放电路；(4)所述的脉冲功放电路由功放管QAi(i=1～6)和作为功放管集电极负载的脉冲变压器TFMAi(i=1～6)组成；所述的脉冲变压器之初级绕组上并接有一条由二极管和电阻串联的放电支路，只要电阻阻值适当大，在触发脉冲后沿出现时QAi由饱和导通变截止，脉冲变压器铁芯储能通过初级放电回路释放能量并在次级产生持续时间40微秒的尖负脉冲以利于所触发的开关元件关断。
2.一种如权利要求1所述的电容性移相触发变流装置，其特征在于所述的变流器的开关元件是GTO，即可关断晶闸管，其触发电路由同步信号，相序自动识别单元和移相触发单元构成;同步信号和相序自动识别单元与采用上述GTR开关元件触发电路的对应电路相同;移相触发单元由移相单元或称移相信号综合单元APSTy、b、r，脉宽形成单元，启通脉冲控制信号，关断脉冲控制信号和驱动电路单元组成;其中移相单元或称移相信号综合单元APSTy、b、r;脉宽形成单元MS11～16以及多路开关MT1～6，MT′1～6与采用GTR开关元件触发电路中的移相触发单元的对应电路相同;MS1i(i＝1～6)之Q输出经倒相缓冲器BF1i(i＝1～6)控制相应的双结型三极管QA1i(i＝1～6)，双结型三极管集电极输出即是启通脉冲控制信号，接到专用的GTO驱动电路DRCi(i＝1～6)之启通脉冲控制端ONC;MS1(i＝1～6)之Q输出触发MS2i(i＝1～6)单稳态，MS2i(i＝1～6)之Q输出经倒相缓冲器BF2i(i＝1～6)控制双结型三极管QA2i(i＝1～6)，双结型三极管QA2i之集电极输出即是关断脉冲控制信号，接到上述的GTO驱动电路DRCi(i＝1～6)之关断脉冲控制端OFFC;驱动电路DRCi之输出接到相应GTO元件Qi(i＝1～6)之门极上，当ONC为+15伏高电平时DRCi向Qi发出触发脉冲使QAi可靠启通，当OFFC为+15伏高电平时DRi向Qi门极注入元件关断电流标称值三分之一而宽度为40微秒的负脉冲使GTO可靠关断。
全文摘要
本发明一种电容性移相触发控制的AC-DC变流装置，其结构为一个2N相零式变流器，对于三相电网，该变流器为6相零式的，变流器开关元件为可控启通可控关断的，移相方向与传统的普通晶闸管三相全控桥相反，是自α＝0°左移到α＝-150°，此负号代表左移，-60°≤α≤0°是可控整流工作状态。-150°≤α＜-60°是可控逆变或待逆变状态。由于移相方向是左移的，所以变流器电流基波的相位是超前同名供电电压的，实现了产生超前无功功率的目的。
文档编号H02M7/155GK1059625SQ9110903
公开日1992年3月18日 申请日期1991年9月24日 优先权日1991年9月24日
发明者裴迪生 申请人:西安煤矿机械厂