專利名稱：三相進線無相序連接的同步電動機可控硅勵磁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三相同步電動機可控硅勵磁裝置，具體涉及該裝置中的一種三相主電源進線不需校核相位的無相序進線連接的同步電動機可控硅勵磁裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中，三相同步電動機的可控硅勵磁裝置一般采用三相橋式半控整流電路(主橋)作為主回路，另外配設(shè)一些帶有特定功能的控制電路。這些控制電路主要有1、三相同步、移相觸發(fā)電路，用于同步觸發(fā)主橋可控硅，調(diào)整裝置輸出電壓；2、滅磁電路，適時控制滅磁電路可控硅的導(dǎo)通和關(guān)斷，完成滅磁功能，保證電機和裝置的安全；3、投勵電路，適時控制主橋可控硅的導(dǎo)通，使裝置輸出直流電壓；4、電壓負(fù)反饋電路，保持裝置輸出電壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)；5、繼電器控制電路，完成裝置內(nèi)部和輸入輸出的功能聯(lián)鎖；6、失步和零勵磁檢測電路，電機失步和零勵磁時分閘。上述勵磁裝置安裝調(diào)試時，三相電源接入有相位要求，必需相序正確1否則，裝置不但無法正常工作，而且極易損壞可控硅元件。而查明三相電源相位不但需要借助電子示波器，還必需懂得電工原理。另外三相同步、移相觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可調(diào)元件多，調(diào)試時相互牽制大，要求調(diào)試人員具有較高的技術(shù)操作水平，這在現(xiàn)場安裝調(diào)試中是較困難的。
本實用新型目的是通過對現(xiàn)有技術(shù)中三相橋式半控整流電路、同步、移相觸發(fā)電路的改進，使同步電動機可控硅勵磁裝置的三相主電源實現(xiàn)無相序進線連接。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種三相進線無相序連接的同步電動機可控硅勵磁裝置，主要由整流變壓器、同步變壓器、三相橋式半控整流電路、滅磁電路、同步、移相觸發(fā)電路、投勵電路和繼電器控制電路組成，所述同步、移相觸發(fā)電路包括同步微分電路、清零同步電路、脈沖發(fā)生電路和移相電路，其中(1)、所述三相橋式半控整流電路采用可控硅共陽極接法；(2)、設(shè)有脈沖分配電路，所述脈沖分配電路由三個二極管和一個可控硅構(gòu)成，三個二極管的陽極與可控硅的陰極連接，三個二極管的陰極分別接到整流電路中三個可控硅的控制極，可控硅的陽極與整流電路中三個可控硅的共陽極連接；(3)、從同步變壓器獲得的三相同步信號經(jīng)同步微分電路后，共用一路清零同步電路和脈沖發(fā)生電路，輸出分別連接到脈沖分配電路中可控硅的控制極和陰極。
上述技術(shù)方案中，所述“三相橋式半控整流電路采用可控硅共陽極接法”，實際上是一組共陽極組的三相半波可控整流電路與一組共陰極組的三相半波不控整流電路的串聯(lián)，整流變壓器的三相次級繞組對應(yīng)連接在共陽級組的三個可控硅和共陰級組的三個二級管之間。
上述技術(shù)方案中，所述同步微分電路由三路阻容元件組成的微分電路和三個穩(wěn)壓管構(gòu)成，三個穩(wěn)壓管分別跨接在同步變壓器的三相次級繞組與零線之間，且呈電源負(fù)半周穩(wěn)壓連接；三路微分電路分別接在三個穩(wěn)壓管兩端，三路微分電路中的電阻兩端對應(yīng)一路共用的清零同步電路和脈沖發(fā)生電路電連接。所述三路阻容元件組成的微分電路可以由三個電容器和一個共用電阻組成，也可以由三個電容器和三個電阻組成。所述同步微分電路中的穩(wěn)壓管也可以為二極管。
上述技術(shù)方案中，所述清零同步電路由三極管和電阻組成開關(guān)電路構(gòu)成，三極管的基極與發(fā)射極構(gòu)成輸入端，三極管的集電極串聯(lián)電阻后與發(fā)射極構(gòu)成輸出端。
上述技術(shù)方案中，所述脈沖發(fā)生電路由三極管、阻容元件和二極管連接成一個單結(jié)晶體管馳張自激振蕩器構(gòu)成。所述脈沖發(fā)生電路的輸出經(jīng)脈沖變壓器與脈沖分配電路連接。
本實用新型工作原理是由同步變壓器獲得的三相同步信號，每相間隔120°，在穩(wěn)壓管作用下，正半周被濾掉，負(fù)半周整形成梯形波，經(jīng)RC微分電路輸出正尖脈沖，在清零同步電路中起清零作用，三相清零脈沖每隔120°從自然過零點開始發(fā)出一個，從而控制脈沖發(fā)生電路發(fā)出的觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖跟隨清零脈沖每120°發(fā)出一個，由于同步信號來自于主電源，滿足了與整流橋的同步關(guān)系；觸發(fā)脈沖進入脈沖分配電路，由于可控硅的陽極與整流橋可控硅的共陽極連接，當(dāng)觸發(fā)脈沖加在可控硅的控制極與陰極之間時，該可控硅導(dǎo)通，脈沖分配電路開通，由于三個二極管的陰極分別與整流橋中三個可控硅的控制極連接，整流橋中陰極電位最負(fù)的一路可控硅及對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，由于每隔120°發(fā)出一個同步觸發(fā)脈沖，使陰極電位最負(fù)的一個可控硅導(dǎo)通，三個可控硅自動根據(jù)相位輪流導(dǎo)通，從而滿足了三相半控整流電路的要求，而不需要判別進線相位。
由于上述技術(shù)方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、由于本實用新型(1)、設(shè)置了脈沖分配電路；(2)、三相橋式半控整流電路采用可控硅共陽極接法；(3)、從同步變壓器獲得的三路同步信號經(jīng)同步微分電路后，共用一路清零同步電路和脈沖發(fā)生電路，輸出分別連接到脈沖分配電路中。這樣同步觸發(fā)脈沖自動根據(jù)電壓選通相應(yīng)的可控硅，而不是每個可控硅由一路固定的同步脈沖觸發(fā)，因而電路與進線相位無關(guān)，安裝時不需要進行復(fù)雜的相位判斷操作，也不會因接線失誤而造成勵磁裝置的損壞。
2、由于本實用新型通過設(shè)置脈沖分配電路后，只需使用一套同步、觸發(fā)電路，因而電路簡單，工作可靠。
3、本實用新型使用的電子元件數(shù)量少，既降低了成本，也提高了可靠性。
4、由于本實用新型采用一路同步觸發(fā)電路，與原有三路觸發(fā)的電路相比，調(diào)試時沒有電路間的相互影響，因而制作、安裝時調(diào)試簡單、快捷，對調(diào)試人員的技術(shù)要求較低。
附

圖1為本實用新型工作原理方框圖；附圖2為本實用新型實施例中三相橋式半控整流電路原理圖；附圖3為本實用新型實施例中同步、移相和觸發(fā)電路原理圖；附圖4為圖3所示電路的同步波形圖；附圖5為本實用新型實施例中脈沖分配電路的原理圖。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例參見附圖1～圖5所示，一種三相進線無相序連接的同步電動機可控硅勵磁裝置，主要由整流變壓器、同步變壓器、三相橋式半控整流電路、滅磁電路、同步、移相觸發(fā)電路、脈沖分配電路、投勵控制電路和繼電器控制電路組成，其中①整流變壓器和同步變壓器為一體，分別為三相整流橋和同步電路提供電源，并保持主繞組和同步繞組的同相；②所述三相橋式半控整流電路采用可控硅共陽極接法；③所述同步、移相觸發(fā)電路包括同步微分電路、清零同步電路、移相電路和脈沖發(fā)生電路，其中所述同步微分電路由同步變壓器次級繞組、穩(wěn)壓管DW200、DW201、DW202、阻容元件C201-C203、R205和二極管D205、D206等組成，三個穩(wěn)壓管DW200-DW202分別跨接在同步變壓器的三相次級繞組與零線之間，且呈電源負(fù)半周穩(wěn)壓連接，得到梯形波，經(jīng)由阻容元件組成的微分電路，輸出尖脈沖；所述清零同步電路由NPN三極管BG200和電阻組成開關(guān)電路，在前級尖脈沖的作用下短暫導(dǎo)通一次，起到對觸發(fā)脈沖清零和同步的作用；所述移相電路由給定電源、PNP晶體管BG201和電阻元件組成放大電路，將給定電源放大后輸出“UK”電壓，輸入至脈沖發(fā)生電路，實現(xiàn)脈沖的移相；所述脈沖發(fā)生電路由單結(jié)晶體管BG202、阻容元件、二極管和脈沖變壓器MB等組成，是一個單結(jié)晶體管馳張自激振蕩器，移相后的脈沖經(jīng)脈沖變壓器MB輸出。參見圖3和圖4，三相同步信號來自同步變壓器次級，每相間隔120°，在穩(wěn)壓管DW作用下，整形成梯形波，然后經(jīng)RC微分電路輸出正尖脈沖，使三級管BG200瞬時飽和導(dǎo)通，電容C205瞬間放完電，起清零作用(下稱清零脈沖)，三相清零脈沖每隔120°從自然過零點(同步點)開始發(fā)出一個，觸發(fā)脈沖也跟隨著每隔120°發(fā)出一個，同步電源(信號)的極性與主電路整流橋電源極性完全一致，因此，本同步電路能滿足整流橋同步關(guān)系的要求，這從圖4的波形圖中可見。觸發(fā)脈沖的實際發(fā)出時間還與移相電壓UK的值有關(guān)，由移相電壓UK的值決定，這也符合單結(jié)晶體管馳張自激振蕩電路的要求，采用這樣的同步電路，使同步點與主電路整流橋電源電壓過零點保持固定相位關(guān)系，而與勵磁裝置連接于電網(wǎng)的相序無關(guān)，因而簡化了電路，又可省去安裝調(diào)試中繁瑣的三相電源相序判別工作，確保調(diào)試安全簡捷。④所述脈沖分配電路由一厚膜電路組成，其5腳接受脈沖發(fā)生電路輸出的觸發(fā)脈沖，4腳、6腳接至主回路，1、2、3腳接至三相整流橋，工作電源取自三相整流橋，1、2、3號腳既是觸發(fā)脈沖輸出端，又是工作電源引入端；它的等效電路如圖5所示，其1、2、3腳對6腳具有單向?qū)щ姽δ?，可比作三個二極管(1、2、3腳視為陰極)，4、5、6腳功能相當(dāng)于一個可控硅，并具有單向可控硅功能(4腳視為陽極，5腳視為控制極，6腳視為陰極)，因而等效于由三個二極管D200、D201、D202和一個可控硅T200構(gòu)成的電路，三個二極管D200-D202的陽極與可控硅T200的陰極連接，三個二極管D200-D202的陰極分別接到整流電路中三個可控硅V1、V3、V5的控制極，可控硅T200的陽極與整流電路中三個可控硅V1、V3、V5的共陽極連接，實際電路中可以增加電阻等外圍元器件；由于可控硅T200的陽極與可控硅V1、V3、V5的共陽極連接，其陰級電流經(jīng)D200、D201、D202之一，通過可控硅V1、V3、V5中陰極電位最負(fù)的一個的控制極流向該管陰極，如圖5中，ωt1時刻Ua最負(fù)，即可控硅V1陰極電位最負(fù)，這時可控硅T200陰經(jīng)即經(jīng)二極管D200、可控硅V1的控制極通向可控硅V1的陰極，由于此時Ua最負(fù)使二極管D200導(dǎo)通，故6腳電位近似等于Ua(忽略回路壓降)，以至二極管D201、D202均承受反壓而不能導(dǎo)通，所以可控硅T200的陰極不與可控硅V3、V5的陰極相通，即此時可控硅T200只令可控硅V1觸發(fā)導(dǎo)通，而可控硅V3、V5未獲得觸發(fā)脈沖不予導(dǎo)通，如圖4e所示，可控硅T200以相隔120°的一系列脈沖去觸發(fā)，在ωt1時刻可控硅T200被觸發(fā)而導(dǎo)通時，使可控硅V1控制極承受其陽極電壓Ua的一部分也導(dǎo)通，可控硅V1一旦導(dǎo)通其正向壓降只有1V左右，迫使可控硅T200關(guān)斷，為觸發(fā)另一可控硅作好準(zhǔn)備，在ωt2時刻脈沖觸發(fā)可控硅T200，此時Ub最負(fù)，即可控硅V3陰極電位最低而被觸發(fā)，如此類推，由脈沖發(fā)生電路每隔120°送來的觸發(fā)脈沖，通過脈沖發(fā)生電路而依此觸發(fā)可控硅V1、V3、V5。據(jù)此，同步電路的同步信號是從三相電壓各自的過零點取出的，每個信號之間相隔120°，而脈沖分配電路發(fā)出脈沖的原則是1、2、3腳電位最負(fù)的那個腳，該腳所連接的也就是取出同步信號的那一相電源，這一規(guī)律正好滿足三相半控整流電路的要求，若任意改變A、B、C三相電源進線相序，上述規(guī)律仍能保持。
權(quán)利要求1.一種三相進線無相序連接的同步電動機可控硅勵磁裝置，主要由整流變壓器、同步變壓器、三相橋式半控整流電路、滅磁電路、同步、移相觸發(fā)電路、投勵電路和繼電器控制電路組成，所述同步、移相觸發(fā)電路包括同步微分電路、清零同步電路、脈沖發(fā)生電路和移相電路，其特征在于(1)、所述三相橋式半控整流電路采用可控硅共陽極接法；(2)、設(shè)有脈沖分配電路，所述脈沖分配電路由三個二極管和一個可控硅構(gòu)成，三個二極管的陽極與可控硅的陰極連接，三個二極管的陰極分別接到整流電路中三個可控硅的控制極，可控硅的陽極與整流電路中三個可控硅的共陽極連接；(3)、從同步變壓器獲得的三相同步信號經(jīng)同步微分電路后，共用一路清零同步電路和脈沖發(fā)生電路，輸出分別連接到脈沖分配電路中可控硅的控制極和陰極
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁裝置，其特征在于所述同步微分電路由三路阻容元件組成的微分電路和三個穩(wěn)壓管構(gòu)成，三個穩(wěn)壓管分別跨接在同步變壓器的三相次級繞組與零線之間，且呈電源負(fù)半周穩(wěn)壓連接；三路微分電路分別接在三個穩(wěn)壓管兩端，三路微分電路中的電阻兩端對應(yīng)一路共用的清零同步電路和脈沖發(fā)生電路電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述三路阻容元件組成的微分電路由三個電容器和一個共用電阻組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的勵磁裝置，其特征在于所述三路阻容元件組成的微分電路由三個電容器和三個電阻組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的勵磁裝置，其特征在于所述同步微分電路中的穩(wěn)壓管為二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁裝置，其特征在于所述清零同步電路由三極管和電阻組成開關(guān)電路構(gòu)成，三極管的基極與發(fā)射極構(gòu)成輸入端，三極管的集電極串聯(lián)電阻后與發(fā)射極構(gòu)成輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁裝置，其特征在于所述脈沖發(fā)生電路由三極管、阻容元件和二極管連接成一個單結(jié)晶體管馳張自激振蕩器構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁裝置，其特征在于所述脈沖發(fā)生電路的輸出經(jīng)脈沖變壓器與脈沖分配電路連接。
專利摘要一種三相進線無相序連接的同步電動機可控硅勵磁裝置,主要由整流變壓器、同步變壓器、三相橋式半控整流電路、滅磁電路、同步、移相觸發(fā)電路、投勵電路和繼電器控制電路組成,所述同步、移相觸發(fā)電路包括同步微分電路、清零同步電路、脈沖發(fā)生電路和移相電路,特征是:所述三相橋式半控整流電路采用可控硅共陽極接法;設(shè)有由三個二極管和一個可控硅構(gòu)成的脈沖分配電路;從同步變壓器獲得的三路同步信號經(jīng)同步微分電路后,共用一路清零同步電路和脈沖發(fā)生電路,輸出連接到脈沖分配電路中。其特點是三相主電源實現(xiàn)無相序進線連接,安裝維護方便,結(jié)構(gòu)簡單。
文檔編號H02P6/00GK2439140SQ0022132
公開日2001年7月11日 申請日期2000年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月4日
發(fā)明者戴民孝 申請人:戴民孝