专利名称：三相进线无相序连接的同步电动机可控硅励磁装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相同步电动机可控硅励磁装置，具体涉及该装置中的一种三相主电源进线不需校核相位的无相序进线连接的同步电动机可控硅励磁装置。
现有技术中，三相同步电动机的可控硅励磁装置一般采用三相桥式半控整流电路(主桥)作为主回路，另外配设一些带有特定功能的控制电路。这些控制电路主要有1、三相同步、移相触发电路，用于同步触发主桥可控硅，调整装置输出电压；2、灭磁电路，适时控制灭磁电路可控硅的导通和关断，完成灭磁功能，保证电机和装置的安全；3、投励电路，适时控制主桥可控硅的导通，使装置输出直流电压；4、电压负反馈电路，保持装置输出电压稳定在一定范围内；5、继电器控制电路，完成装置内部和输入输出的功能联锁；6、失步和零励磁检测电路，电机失步和零励磁时分闸。上述励磁装置安装调试时，三相电源接入有相位要求，必需相序正确1否则，装置不但无法正常工作，而且极易损坏可控硅元件。而查明三相电源相位不但需要借助电子示波器，还必需懂得电工原理。另外三相同步、移相触发电路结构复杂、可调元件多，调试时相互牵制大，要求调试人员具有较高的技术操作水平，这在现场安装调试中是较困难的。
本实用新型目的是通过对现有技术中三相桥式半控整流电路、同步、移相触发电路的改进，使同步电动机可控硅励磁装置的三相主电源实现无相序进线连接。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种三相进线无相序连接的同步电动机可控硅励磁装置，主要由整流变压器、同步变压器、三相桥式半控整流电路、灭磁电路、同步、移相触发电路、投励电路和继电器控制电路组成，所述同步、移相触发电路包括同步微分电路、清零同步电路、脉冲发生电路和移相电路，其中(1)、所述三相桥式半控整流电路采用可控硅共阳极接法；(2)、设有脉冲分配电路，所述脉冲分配电路由三个二极管和一个可控硅构成，三个二极管的阳极与可控硅的阴极连接，三个二极管的阴极分别接到整流电路中三个可控硅的控制极，可控硅的阳极与整流电路中三个可控硅的共阳极连接；(3)、从同步变压器获得的三相同步信号经同步微分电路后，共用一路清零同步电路和脉冲发生电路，输出分别连接到脉冲分配电路中可控硅的控制极和阴极。
上述技术方案中，所述“三相桥式半控整流电路采用可控硅共阳极接法”，实际上是一组共阳极组的三相半波可控整流电路与一组共阴极组的三相半波不控整流电路的串联，整流变压器的三相次级绕组对应连接在共阳级组的三个可控硅和共阴级组的三个二级管之间。
上述技术方案中，所述同步微分电路由三路阻容元件组成的微分电路和三个稳压管构成，三个稳压管分别跨接在同步变压器的三相次级绕组与零线之间，且呈电源负半周稳压连接；三路微分电路分别接在三个稳压管两端，三路微分电路中的电阻两端对应一路共用的清零同步电路和脉冲发生电路电连接。所述三路阻容元件组成的微分电路可以由三个电容器和一个共用电阻组成，也可以由三个电容器和三个电阻组成。所述同步微分电路中的稳压管也可以为二极管。
上述技术方案中，所述清零同步电路由三极管和电阻组成开关电路构成，三极管的基极与发射极构成输入端，三极管的集电极串联电阻后与发射极构成输出端。
上述技术方案中，所述脉冲发生电路由三极管、阻容元件和二极管连接成一个单结晶体管驰张自激振荡器构成。所述脉冲发生电路的输出经脉冲变压器与脉冲分配电路连接。
本实用新型工作原理是由同步变压器获得的三相同步信号，每相间隔120°，在稳压管作用下，正半周被滤掉，负半周整形成梯形波，经RC微分电路输出正尖脉冲，在清零同步电路中起清零作用，三相清零脉冲每隔120°从自然过零点开始发出一个，从而控制脉冲发生电路发出的触发脉冲，触发脉冲跟随清零脉冲每120°发出一个，由于同步信号来自于主电源，满足了与整流桥的同步关系；触发脉冲进入脉冲分配电路，由于可控硅的阳极与整流桥可控硅的共阳极连接，当触发脉冲加在可控硅的控制极与阴极之间时，该可控硅导通，脉冲分配电路开通，由于三个二极管的阴极分别与整流桥中三个可控硅的控制极连接，整流桥中阴极电位最负的一路可控硅及对应的二极管导通，由于每隔120°发出一个同步触发脉冲，使阴极电位最负的一个可控硅导通，三个可控硅自动根据相位轮流导通，从而满足了三相半控整流电路的要求，而不需要判别进线相位。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型(1)、设置了脉冲分配电路；(2)、三相桥式半控整流电路采用可控硅共阳极接法；(3)、从同步变压器获得的三路同步信号经同步微分电路后，共用一路清零同步电路和脉冲发生电路，输出分别连接到脉冲分配电路中。这样同步触发脉冲自动根据电压选通相应的可控硅，而不是每个可控硅由一路固定的同步脉冲触发，因而电路与进线相位无关，安装时不需要进行复杂的相位判断操作，也不会因接线失误而造成励磁装置的损坏。
2、由于本实用新型通过设置脉冲分配电路后，只需使用一套同步、触发电路，因而电路简单，工作可靠。
3、本实用新型使用的电子元件数量少，既降低了成本，也提高了可靠性。
4、由于本实用新型采用一路同步触发电路，与原有三路触发的电路相比，调试时没有电路间的相互影响，因而制作、安装时调试简单、快捷，对调试人员的技术要求较低。
附
图1为本实用新型工作原理方框图；附图2为本实用新型实施例中三相桥式半控整流电路原理图；附图3为本实用新型实施例中同步、移相和触发电路原理图；附图4为图3所示电路的同步波形图；附图5为本实用新型实施例中脉冲分配电路的原理图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例参见附图1～图5所示，一种三相进线无相序连接的同步电动机可控硅励磁装置，主要由整流变压器、同步变压器、三相桥式半控整流电路、灭磁电路、同步、移相触发电路、脉冲分配电路、投励控制电路和继电器控制电路组成，其中①整流变压器和同步变压器为一体，分别为三相整流桥和同步电路提供电源，并保持主绕组和同步绕组的同相；②所述三相桥式半控整流电路采用可控硅共阳极接法；③所述同步、移相触发电路包括同步微分电路、清零同步电路、移相电路和脉冲发生电路，其中所述同步微分电路由同步变压器次级绕组、稳压管DW200、DW201、DW202、阻容元件C201-C203、R205和二极管D205、D206等组成，三个稳压管DW200-DW202分别跨接在同步变压器的三相次级绕组与零线之间，且呈电源负半周稳压连接，得到梯形波，经由阻容元件组成的微分电路，输出尖脉冲；所述清零同步电路由NPN三极管BG200和电阻组成开关电路，在前级尖脉冲的作用下短暂导通一次，起到对触发脉冲清零和同步的作用；所述移相电路由给定电源、PNP晶体管BG201和电阻元件组成放大电路，将给定电源放大后输出“UK”电压，输入至脉冲发生电路，实现脉冲的移相；所述脉冲发生电路由单结晶体管BG202、阻容元件、二极管和脉冲变压器MB等组成，是一个单结晶体管驰张自激振荡器，移相后的脉冲经脉冲变压器MB输出。参见图3和图4，三相同步信号来自同步变压器次级，每相间隔120°，在稳压管DW作用下，整形成梯形波，然后经RC微分电路输出正尖脉冲，使三级管BG200瞬时饱和导通，电容C205瞬间放完电，起清零作用(下称清零脉冲)，三相清零脉冲每隔120°从自然过零点(同步点)开始发出一个，触发脉冲也跟随着每隔120°发出一个，同步电源(信号)的极性与主电路整流桥电源极性完全一致，因此，本同步电路能满足整流桥同步关系的要求，这从图4的波形图中可见。触发脉冲的实际发出时间还与移相电压UK的值有关，由移相电压UK的值决定，这也符合单结晶体管驰张自激振荡电路的要求，采用这样的同步电路，使同步点与主电路整流桥电源电压过零点保持固定相位关系，而与励磁装置连接于电网的相序无关，因而简化了电路，又可省去安装调试中繁琐的三相电源相序判别工作，确保调试安全简捷。④所述脉冲分配电路由一厚膜电路组成，其5脚接受脉冲发生电路输出的触发脉冲，4脚、6脚接至主回路，1、2、3脚接至三相整流桥，工作电源取自三相整流桥，1、2、3号脚既是触发脉冲输出端，又是工作电源引入端；它的等效电路如图5所示，其1、2、3脚对6脚具有单向导电功能，可比作三个二极管(1、2、3脚视为阴极)，4、5、6脚功能相当于一个可控硅，并具有单向可控硅功能(4脚视为阳极，5脚视为控制极，6脚视为阴极)，因而等效于由三个二极管D200、D201、D202和一个可控硅T200构成的电路，三个二极管D200-D202的阳极与可控硅T200的阴极连接，三个二极管D200-D202的阴极分别接到整流电路中三个可控硅V1、V3、V5的控制极，可控硅T200的阳极与整流电路中三个可控硅V1、V3、V5的共阳极连接，实际电路中可以增加电阻等外围元器件；由于可控硅T200的阳极与可控硅V1、V3、V5的共阳极连接，其阴级电流经D200、D201、D202之一，通过可控硅V1、V3、V5中阴极电位最负的一个的控制极流向该管阴极，如图5中，ωt1时刻Ua最负，即可控硅V1阴极电位最负，这时可控硅T200阴经即经二极管D200、可控硅V1的控制极通向可控硅V1的阴极，由于此时Ua最负使二极管D200导通，故6脚电位近似等于Ua(忽略回路压降)，以至二极管D201、D202均承受反压而不能导通，所以可控硅T200的阴极不与可控硅V3、V5的阴极相通，即此时可控硅T200只令可控硅V1触发导通，而可控硅V3、V5未获得触发脉冲不予导通，如图4e所示，可控硅T200以相隔120°的一系列脉冲去触发，在ωt1时刻可控硅T200被触发而导通时，使可控硅V1控制极承受其阳极电压Ua的一部分也导通，可控硅V1一旦导通其正向压降只有1V左右，迫使可控硅T200关断，为触发另一可控硅作好准备，在ωt2时刻脉冲触发可控硅T200，此时Ub最负，即可控硅V3阴极电位最低而被触发，如此类推，由脉冲发生电路每隔120°送来的触发脉冲，通过脉冲发生电路而依此触发可控硅V1、V3、V5。据此，同步电路的同步信号是从三相电压各自的过零点取出的，每个信号之间相隔120°，而脉冲分配电路发出脉冲的原则是1、2、3脚电位最负的那个脚，该脚所连接的也就是取出同步信号的那一相电源，这一规律正好满足三相半控整流电路的要求，若任意改变A、B、C三相电源进线相序，上述规律仍能保持。
权利要求1.一种三相进线无相序连接的同步电动机可控硅励磁装置，主要由整流变压器、同步变压器、三相桥式半控整流电路、灭磁电路、同步、移相触发电路、投励电路和继电器控制电路组成，所述同步、移相触发电路包括同步微分电路、清零同步电路、脉冲发生电路和移相电路，其特征在于(1)、所述三相桥式半控整流电路采用可控硅共阳极接法；(2)、设有脉冲分配电路，所述脉冲分配电路由三个二极管和一个可控硅构成，三个二极管的阳极与可控硅的阴极连接，三个二极管的阴极分别接到整流电路中三个可控硅的控制极，可控硅的阳极与整流电路中三个可控硅的共阳极连接；(3)、从同步变压器获得的三相同步信号经同步微分电路后，共用一路清零同步电路和脉冲发生电路，输出分别连接到脉冲分配电路中可控硅的控制极和阴极
2.根据权利要求1所述的励磁装置，其特征在于所述同步微分电路由三路阻容元件组成的微分电路和三个稳压管构成，三个稳压管分别跨接在同步变压器的三相次级绕组与零线之间，且呈电源负半周稳压连接；三路微分电路分别接在三个稳压管两端，三路微分电路中的电阻两端对应一路共用的清零同步电路和脉冲发生电路电连接。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于所述三路阻容元件组成的微分电路由三个电容器和一个共用电阻组成。
4.根据权利要求2所述的励磁装置，其特征在于所述三路阻容元件组成的微分电路由三个电容器和三个电阻组成。
5.根据权利要求2所述的励磁装置，其特征在于所述同步微分电路中的稳压管为二极管。
6.根据权利要求1所述的励磁装置，其特征在于所述清零同步电路由三极管和电阻组成开关电路构成，三极管的基极与发射极构成输入端，三极管的集电极串联电阻后与发射极构成输出端。
7.根据权利要求1所述的励磁装置，其特征在于所述脉冲发生电路由三极管、阻容元件和二极管连接成一个单结晶体管驰张自激振荡器构成。
8.根据权利要求1所述的励磁装置，其特征在于所述脉冲发生电路的输出经脉冲变压器与脉冲分配电路连接。
专利摘要一种三相进线无相序连接的同步电动机可控硅励磁装置,主要由整流变压器、同步变压器、三相桥式半控整流电路、灭磁电路、同步、移相触发电路、投励电路和继电器控制电路组成,所述同步、移相触发电路包括同步微分电路、清零同步电路、脉冲发生电路和移相电路,特征是:所述三相桥式半控整流电路采用可控硅共阳极接法;设有由三个二极管和一个可控硅构成的脉冲分配电路;从同步变压器获得的三路同步信号经同步微分电路后,共用一路清零同步电路和脉冲发生电路,输出连接到脉冲分配电路中。其特点是三相主电源实现无相序进线连接,安装维护方便,结构简单。
文档编号H02P6/00GK2439140SQ0022132
公开日2001年7月11日 申请日期2000年8月4日 优先权日2000年8月4日
发明者戴民孝 申请人:戴民孝