一种双向直流机械开关的人工电流过零点关断电路的制作方法

本发明涉及大功率直流开关技术领域，尤其涉及一种双向直流机械开关的人工电流过零点关断电路。

背景技术：

在一些大功率直流系统中，例如超导磁体系统、大型电力推进船中，其电流可以达到数十千安，甚至上百千安。随着电流的增加，其直流开关的设计变得越来越困难。为了实现少弧甚至无弧关断，机械开关在大电流下必须采用大容量的人工过零回路来辅助关断，但是传统的人工电流过零点关断电路开断电流有限，并且占地面积较大。因此，设计一种大电流下的人工电流过零点关断电路，使其能保持更小的体积，有着重要的意义。

技术实现要素：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种双向直流机械开关的人工电流过零点关断电路。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种双向直流机械开关的人工电流过零点关断电路，包括有双向晶闸管压接阀组、谐振电感和储能电容，所述的双向晶闸管压接阀组包括有两个晶闸管压接阀组，每个晶闸管压接阀组均是由若干个叠放的晶闸管及压力紧固装置、rc缓冲电路模块和驱动器组成的，所述的压力紧固装置将若干个叠放的晶闸管压紧固定，所述的rc缓冲电路模块和驱动器安装在压力紧固装置的侧面，每个晶闸管阀组的若干个叠放的晶闸管组成包含有正反向的两个桥臂，两个晶闸管压接阀组的四个桥臂通过引出铜排一构成桥式双向结构，桥式双向结构的两端分别通过两个引出铜排二与储能电容和谐振电感连接，所述的储能电容与谐振电感串联。

所述的储能电容为干式自愈膜电容，避免了油浸式电容方案的庞大体积，所述的谐振电感为脉冲电感。

所述的储能电容包括有多个并联的单体电容。

还包括有框架，所述的储能电容安装在框架的内部，在框架的顶部通过多个绝缘支撑固定安装有环氧树脂板，所述的双向晶闸管阀组和谐振电感固定安装在环氧树脂板上。

所述的绝缘支撑为磁柱。

晶闸管阀组的rc缓冲电路是独立的模块，并且单独安装在晶闸管堆的侧面，方便检测与更换。

所述的框架是由钢架构成的，在框架的顶端通过绝缘支撑安装有高强度环氧树脂板，在树脂板上可以安装其他组件。

本发明的优点是：本发明用于超大功率直流系统中的双向直流开关，例如超导磁体系统、大型电力推进船中，可以辅助机械开关在少弧甚至无弧下断开，并且本发明中采用了干式自愈膜电容，大大减小了电容所占的体积。

附图说明

图1为本发明的电路拓扑示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的双向晶闸管组正面示意图。

图4为本发明的双向晶闸管组背面示意图。

图5为桥式双向结构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，一种双向直流机械开关的人工电流过零点关断电路，包括有双向晶闸管压接阀组1、谐振电感2和储能电容3，所述的双向晶闸管压接阀组1包括有两个晶闸管压接阀组，每个晶闸管压接阀组均是由若干个叠放的晶闸管4及压力紧固装置5、rc缓冲电路模块6和驱动器7组成的，所述的压力紧固装置5将若干个叠放的晶闸管4压紧固定，所述的rc缓冲电路模块6和驱动器7安装在压力紧固装置5的侧面，每个晶闸管阀组的若干个叠放的晶闸管组成包含有正反向的两个桥臂，两个晶闸管压接阀组的四个桥臂通过引出两个铜排一8构成桥式双向结构，桥式双向结构的两端分别通过两个引出铜排二9与储能电容3和谐振电感2连接，所述的储能电容3与谐振电感2串联。

所述的储能电容3为干式自愈膜电容，避免了油浸式电容方案的庞大体积，所述的谐振电感2为脉冲电感。

所述的储能电容3包括有多个并联的单体电容。

还包括有框架10，所述的储能电容3安装在框架10的内部，在框架10的顶部通过多个绝缘支撑11固定安装有环氧树脂板12，所述的双向晶闸管阀组1和谐振电感2固定安装在环氧树脂板12上。

所述的绝缘支撑11为磁柱。

所述的框架10是由钢架构成的。

在框架10上部通过绝缘支撑安装有高强度环氧树脂板，树脂板上留有开孔，以便于连接铜排放置。

如图5所示，双向晶闸管阀组的四个桥臂，其中桥臂一14、三15构成正向支路，桥臂二16、四17构成反向支路，压力紧固装置5将上下桥臂的晶闸管压接在一起，并通过驱动器7来分别进行控制正反向支路的晶闸管，同时rc缓冲电路6起到静态均压和回路缓冲的作用，连接两个铜排一8分别是一、四桥臂与二、三桥臂的公共输入端，在此公共端并联到机械开关的两端，晶闸管通过连接两个铜排二9与谐振电感2和储能电容3串联，构成人工过零点电路。晶闸管阀组通过底座安装固定在环氧树脂板12上。

人工电流过零点关断电路的工作方式是，在机械开关13流通正向直流并需要分断时，驱动器7发出触发晶闸管桥臂一、三，储能电容向通过正向支路向机械开关放电，形成人工电流过零点；在机械开关13流通反向直流并需要分断时，驱动器发出触发晶闸管桥臂二、四，储能电容向通过反向支路向机械开关放电，形成人工电流过零点。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种双向直流机械开关的人工电流过零点关断电路，双向晶闸管压接阀组包括有两个晶闸管压接阀组，每个晶闸管压接阀组均是由若干个叠放的晶闸管及压力紧固装置、RC缓冲电路模块和驱动器组成的，所述的压力紧固装置将若干个叠放的晶闸管压紧固定，所述的RC缓冲电路模块和驱动器安装在压力紧固装置的侧面，每个晶闸管阀组的若干个叠放的晶闸管组成包含有正反向的两个桥臂，两个晶闸管压接阀组的四个桥臂通过引出铜排一构成桥式双向结构。本发明用于超大功率直流系统中的双向直流开关，例如超导磁体系统、大型电力推进船中，可以辅助机械开关在少弧甚至无弧下断开。并且本发明中采用了干式自愈膜电容，大大减小了电容所占的体积。

技术研发人员：李华;宋执权;傅鹏;汤存文;仝玮;张秀青;王琨
受保护的技术使用者：中国科学院合肥物质科学研究院
技术研发日：2018.11.01
技术公布日：2019.03.08