专利名称：可控硅逆变变频装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源变换装置，尤其是一种可控硅逆变变频装置。
现有的工业大功率逆变电源装置一般都采用晶闸管元件作为主要开关元件，而对这些开关元件的关断(换向)控制多采用性能指标较高、价格亦较昂贵的高压电容器进行强迫换向，如
图1所示就是现有通信用交流不停电电源中普遍采用的一种典型逆变电路，这种电路构成的逆变装置存在若干缺点，第一是关断损耗大，有时可占输出功率的20％以上；第二是浪涌电压高，常要求配备很大的滤除设备第三是容易出现误通现象；第四是启动失误率高，一般在8-15％之间。此外还有波形失真问题，由于存在上述种种不足，因此，采用这种电路很难制成数百千瓦以上的大功率逆变装置。
中国专利88101020.0公开了一种“交流变频调速装置及其逆变器电路”，该逆变器电路针对现有逆变器采用高压电容器强迫换向存在的多种不足，为了改善换向性能，采用了一种新的逆变换向控制电路和在逆变器输出端并联电容器的方法代替原来的电容器强迫换向。该逆变器由三部分组成，如图2，其一是由六支晶闸管元件组成的三相桥式可控逆变主电路及其部件，其二是由一支新型可关断晶闸管(GTO)串接一个反向电压源组成的逆变换向控制电路及其部件，该逆变换向控制电路或部件并联在三相桥式可控逆变主电路及其部件上，用以控制晶闸管元件的换向。其二是将一组电容器接成星形或三角形连接的电容器支路接入三相桥式可控逆变主电路的输出端。该电容器组的作用是保证晶闸管可靠换向，减少逆变器输出电流的谐波分量，以及抑制尖峰电压。该逆变装置的关断(换向)过程是通过可关断晶闸管的短时导通，使直流侧电流经GTO回路短接，造成流向三相桥式可控逆变主电路的电流降到零，从而使正在导通的晶闸管电流也降到零，达到关断(换向)的目的。这种装置采用回路短接方式进行换向，其主要缺点是装置本身电流损耗大；其次是启动失误率增高；此外，利用该电路难以制成数百千瓦的大功率逆变装置。
本实用新型的目的是为了克服上述不足，提供一种结构简单，关断可靠，电流损耗小的可控硅逆变变频装置。
本实用新型的可控硅逆变变频装置具有一个由可控硅构成的三相逆变切换电路装置，通过该装置中六个可控硅的轮流导通，可将输入的直流电转换为交流输出；和一个与上述可控硅的控制极相连并控制其导通的触发控制装置及直流输入装置。此外，还有一个包括谐振电流发生装置和选通关断电路装置构成的对上述可控硅进行关断控制的关断装置，所述的谐振电流发生装置是由两个中间串有电感的可控硅选通电路与一个LC振荡电路组成的，电感通过一个中间抽头与LC振荡电路的电容相连；选通关断电路装置是由分为两组的六个可控硅组成的，其中第一组可控硅的阳极与谐振电流发生装置相连，阴极分别与逆变切换电路装置的三相电路相连，构成对控制正半周电流输出的可控硅进行关断控制的关断电流回路；第二组可控硅的阴极与谐振电流发生装置相连，阳极分别与逆变切换电路装置的三相电路相连，构成对控制负半周电流输出的可控硅进行关断控制的关断电流回路。上述关断装置中可控硅的控制极均与触发控制装置相连。
本实用新型结构简单，造价低，关断可靠，消除了误通现象，大大降低了关断损耗。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是采用高压电容器进行换向的逆变电源基本电路图2是采用可关断晶闸管换向的逆变电源电路图3是可控硅逆变变频装置电路方框图图4是可控硅逆变变频装置电路图参照附图，本实用新型包括一个逆变切换电路装置，触发控制装置，关断装置及电源输入装置。
逆变切换装置为一个由六支可控硅(1、2、3、4、5、6)构成的三相逆变切换电路装置，其中可控硅(1、3、5)控制三相电路上半周输出电流，可控硅(2、4、6)控制三相电路下半周输出电流，通过这六支可控硅的轮流导通，可将输入的直流电转换为三相交流输出。
触发控制电路装置采用TTL集成电路，振荡电路及关断时间的产生均用555时基电路；关断时间为轮流公用；关断时间与导通时间采用调制解调方式；触发编码电路采用VMOS场效应晶体管；关断脉冲与导通脉冲共用一个脉冲变压嚣。
关断装置由谐振电流发生装置和选通关断电路装置组成。其中谐振电流发生装置是由两个中间串有电感(15)的可控硅选通电路和一个LC振荡电路组成。电感(15)通过中间抽头与LC振荡电路的电容相连，选通关断电路装置是由分为两组的六个可控硅(9、10、11、12、13、14)组成的，其中第一组可控硅(9、10、11)的阳极与谐振电流发生装置相连，阴极分别与逆变切换电路装置的三相电路相连，构成对控制正半周电流输出的可控硅(1、3、5)进行关断控制的关断电流回路，第二组可控硅(12、13、14)的阴极与谐振电流发生装置相连，阳极分别与逆变切换电路装置的三相电路相连，构成对控制负半周电流输出的可控硅(2、4、6)进行关断控制的关断电流回路。本装置中所有可控硅(1-14)的控制极都与触发控制电路相连，并受其控制导通。
工作时，接通直流电源，在触发控制电路的控制下，可控硅(1-6)间隔60°依次触发导通，并且每只可控硅导通180°，假设，最初可控硅1导通，A相电路正半周有电流输出，在10ms时，触通可控硅7和可控硅11，谐振电流经电感17，可控硅11、可控硅1、可控硅7、电感15、电容16形成回路，该谐振电流方向与导通的可控硅1的原电流方向相反，从而使可控硅1关断。经T=ΠLC]]>后，触通可控硅2，实现了A相电路的换向，可控硅2导通10ms时，触发控制电路触通可控硅8和可控硅14，谐振电流经电感15，可控硅8、可控硅2、可控硅14、电感17、电容16形成回路，该谐振电流方向与导通的可控硅2的电流方向相反，从而使可控硅2关断。为了保证关断的可靠性，在每相电路的两个可控硅之间设置一个均衡电感(18、19、20)，以使可控硅在关断期间得到一个负压，消除门极载流子，同时亦提高了起动的可靠性。
为了消除浪涌两电压，每相电路的输出经过两个钳位二极管。采用本装置电路可制成功率为300KW或更大的逆变变频电源设备，而且设备本身的关断损耗只占额定输出功率的千分之五左右，无浪涌电压，不存在误通现象。负载变化时，对电流波形无影响，启动成功率达百分之一百。
权利要求1.一种可控硅逆变变频装置，该装置具有一个由可控硅(1、2、3、4、5、6)构成的三相逆变切换电路装置，通过该装置中六个可控硅的轮流导通，可将输入的直流电转换为交流输出；一个与上述可控硅的控制极相连并控制其导通的触发控制装置及直流输入装置，其特征在于还有一个包括谐振电流发生装置和选通关断电路装置构成的对可控硅(1、2、3、4、5、6)进行关断控制的关断装置，所述的谐振电流发生装置是由两个中间串有电感(15)的可控硅选通电路和一个LC振荡电路组成的，电感(15)通过中间抽头与LC振荡电路的电容相连；选通关断电路装置是由分为两组的六个可控硅(9、10、11、12、13、14)组成的，其中第一组可控硅(9、10、11)的阳极与谐振电流发生装置相连，阴极分别与逆变切换电路装置的三相电路相连，构成对控制正半周电流输出的可控硅(1、3、5)进行关断控制的关断电流回路；第二组可控硅(12、13、14)的阴极与谐振电流发生装置相连，阳极分别与逆变切换电路装置的三相电路相连，构成对控制负半周电流输出的可控硅(2、4、6)进行关断控制的关断电流回路，上述可控硅(7、8、9、10、11、12、13、14)的控制极与触发控制电路装置相连，并受其控制导通。
专利摘要一种可控硅逆变变频装置，包括三相逆变切换电路装置、触发控制装置及直流输入装置，一个由谐振电流发生装置和选通关断电路装置构成的关断装置对三相逆变切换电路的可控硅进行关断控制。本实用新型结构简单，输出功率大，可达300KW以上，而且设备本身的关断损耗小，无浪涌电压输出，不存在误通现象，负载变化时，对电流波形无影响，启动成功率达百分之百。
文档编号H02M7/523GK2247894SQ9521598
公开日1997年2月19日 申请日期1995年7月4日 优先权日1995年7月4日
发明者杨希良 申请人:杨希良