CN217590588U - 一种自适应可控硅触发的同步电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自适应可控硅触发的同步电路，包括：第一二阶有源低通滤波器、第二二阶有源低通滤波器、第一整流电路、第二整流电路、负放大器、比较器和继电器驱动电路；第一二阶有源低通滤波器与第一整流电路连接，第一整流电路与负放大器连接，第二二阶有源低通滤波器与第二整流电路连接，负放大器和第二整流电路均与比较器连接，比较器与继电器驱动电路连接。如上，本实用新型的一种自适应可控硅触发的同步电路，解决换相毛刺滤不干净从而误触发可控硅、由于50Hz和200Hz的滤波电路产生的相位移动角度不一样且相差较大，从而使得实际的可控硅电压触发角与装置上理论上触发角差距较大，给调试造成困惑的问题。

Description

一种自适应可控硅触发的同步电路

技术领域

本实用新型涉及电力系统自动控制领域，特别是涉及一种自适应可控硅触发的同步电路。

背景技术

大中型发电机组的励磁方式分两种：静止可控硅励磁和无刷可控硅励磁，其中无刷可控硅励磁的电源取自发电机机端或永磁机，而永磁机电源的频率一般为发电机机端频率的倍数。在我国发电机机端频率等同于电网的频率为50Hz，永磁机的频率根据不同的制造厂大概为200Hz、250Hz、300Hz、350Hz、400Hz和500Hz。在下面电路中以200Hz永磁电源为例。

在可控硅励磁的同步触发电路中，由于可控硅换相过程中会产生大量的毛刺电压，为防止可控硅误触发，则在同步电路中必须对同步电压进行滤波处理以产生光滑的交流电压波形，因此在同步电压处理电路中必有滤波电路。

目前，市场采用图1、2方式，在正常运行时不会有问题，但是在调试或检修时就会存在一些问题：因为永磁机在发电机正常运行时才有电压，调试或检修时由于发电机没在运行，则没有永磁电源，一般电厂也不会配置中频电源装置，此时只能用50Hz电源替代永磁电源进行调试，而同步电路采用的200Hz，存在两个问题,第一有可能换相毛刺滤不干净从而误触发可控硅，第二由于50Hz和200Hz的滤波电路产生的相位移动角度不一样且相差较大，从而使得实际的可控硅电压触发角与装置上理论上触发角差距较大，给调试造成困惑。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种自适应可控硅触发的同步电路，用于解决换相毛刺滤不干净从而误触发可控硅、由于50Hz和200Hz的滤波电路产生的相位移动角度不一样且相差较大，从而使得实际的可控硅电压触发角与装置上理论上触发角差距较大，给调试造成困惑的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种自适应可控硅触发的同步电路，包括：第一二阶有源低通滤波器、第二二阶有源低通滤波器、第一整流电路、第二整流电路、负放大器、比较器和继电器驱动电路；

所述第一二阶有源低通滤波器与所述第一整流电路连接，所述第一整流电路与所述负放大器连接，所述第二二阶有源低通滤波器与所述第二整流电路连接，所述负放大器和所述第二整流电路均与所述比较器连接，所述比较器与所述继电器驱动电路连接。

作为优选的技术方案，所述第一二阶有源低通滤波器包括放大器IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，

所述电阻R1一端与所述电阻R2一端、所述电容C1一端连接，所述电阻R2另一端与所述电容C2一端、所述放大器IC1的正极输入端连接，所述电容C2另一端接地，所述电容C1另一端与所述放大器IC1的负极输入端、输出端、所述第一整流电路连接，通过放大器IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2配合，实现低通滤波。

作为优选的技术方案，所述第一整流电路包括放大器IC2、二极管VD1、电阻R3和电容C3，

所述放大器IC2的正极输入端与所述放大器IC1的输出端连接，所述放大器IC2的负极输入端与所述放大器IC2的输出端连接，所述放大器IC2的输出端与所述二极管VD1的正极连接，所述二极管VD1的负极与所述电容C3一端、所述电阻R3一端和所述负放大器连接，所述电容C3另一端接地、所述电阻R3另一端接地，通过放大器IC2、二极管VD1、电阻R3和电容C3配合，实现整流。

作为优选的技术方案，所述负放大器包括放大器IC5、电阻R7和电阻R8，

所述电阻R7一端与所述二极管VD1的负极连接，所述电阻R7另一端与所述放大器IC5的输入端负极和所述电阻R8一端连接，所述电阻R8另一端与所述放大器IC5的输出端连接，所述放大器IC5的正极输入端接地，通过放大器IC5、电阻R7和电阻R8配合，将整流电压变成负压。

作为优选的技术方案，所述第二二阶有源低通滤波器包括放大器IC3、电阻R4、电阻R5、电容C4和电容C5，

所述电阻R4一端与所述电阻R5一端、所述电容C4一端连接，所述电阻R5另一端与所述电容C5一端、所述放大器IC3的正极输入端连接，所述电容C5另一端接地，所述电容C4另一端与所述放大器IC1的负极输入端、输出端、所述第二整流电路连接，通过放大器IC3、电阻R4、电阻R5、电容C4和电容C5配合，实现低通滤波。

作为优选的技术方案，所述第二整流电路包括放大器IC4、二极管VD2、电阻R6和电容C6，

所述放大器IC4的正极输入端与所述放大器IC3的输出端连接，所述放大器IC4的负极输入端与所述放大器IC4的输出端连接，所述放大器IC4的输出端与所述二极管VD2的正极连接，所述二极管VD2的负极与所述电容C6一端、所述电阻R6一端连接，所述电容C6另一端接地、所述电阻R6另一端接地，通过放大器IC4、二极管VD2、电阻R6和电容C6配合，实现整流。

作为优选的技术方案，所述比较器包括放大器IC6、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，

所述放大器IC6的负极输入端与所述电阻R9一端和所述电阻R10一端连接，所述放大器IC6的正极输入端与所述电阻R11、所述电阻R12一端连接，所述电阻R12另一端接地，所述电阻R11另一端与所述放大器IC6的输出端连接。

作为优选的技术方案，所述继电器驱动电路包括继电器K1、继电器常开节点K1、三极管VT1、二极管VD3和电阻R13，

所述放大器IC6的输出端与所述电阻R13一端连接，所述电阻R13另一端与所述三极管VT1的基极连接，所述三极管VT1的发射极接地，所述三极管VT1的集电极与所述继电器K1一端、所述二极管VD3的正极连接，所述继电器K1另一端、所述二极管VD3的负极与12V连接，所述放大器IC1的输出端、所述放大器IC3的输出端与所述继电器常开节点K1连接，当放大器IC6输出端为高时，继电器K1动作。

如上所述，本实用新型一种自适应可控硅触发的同步电路，具有以下有益效果：由R1、R2、C1、C2和IC1组成的二阶有源低通滤波器，转折频率为50Hz，在50Hz时的滞后角为60°，在50Hz时的放大倍数为1即0db，特性见图3，在200Hz时放大倍数小于-15db，250Hz后的放大倍数更小。取自与同步电压，产生的滤波电压由IC1的输出端输出。

由R4、R5、C4、C5和IC3组成的二阶有源低通滤波器，转折频率为200Hz，在200Hz时的滞后角为60°，在200Hz时的放大倍数为1即0db。特性曲线形状如图3。取自与同步电压，产生的滤波电压由IC3的输出端输出。(调整不同的参数就可设计出250Hz～500Hz等不同的滤波器。)由IC2、VD1、R3和C3组成整流电路，对50Hz滤波电路产生的电压进行整流以产生直流电压。由R7、R8和IC5组成一倍的负放大器，将50Hz的整流电压变负。由IC4、VD2、R6和C6组成整流电路，对200Hz滤波电路产生的电压进行整流以产生直流电压。由R9～R12和IC6组成比较器，对50Hz产生的负整流电压与200Hz产生的正整流电压进行比较以便使IC6产生高低电压。R13、VT1、VD3和K1为继电器驱动电路，当IC6为高时继电器动作。当输入为50Hz同步时，两组滤波器产生相同的直流电压，由于R9和R10的值不一样，则在IC6的负极输入端形成负电压，IC6的输出端输出高电压启动继电器动作，继电器的常开节点接通50Hz的同步滤波电路。当输入为200Hz同步时，50Hz的滤波电路由于滤波特性基本没有输出电压，则IC6的负极输入端为正电压，从而IC6的输出端输出负(低)电压而继电器不动作，则继电器的常闭节点接通200Hz的同步滤波电路，设计合理，适于生产和推广应用。

附图说明

图1显示为目前同步电路的电路图图；

图2显示为目前同步电路的电路图图；

图3显示为本实用新型实施例中公开的一种自适应可控硅触发的同步电路的中特性示意图；

图4显示为本实用新型实施例中公开的一种自适应可控硅触发的同步电路的电路图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图3-4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图3-4，本实用新型提供一种自适应可控硅触发的同步电路，包括：第一二阶有源低通滤波器、第二二阶有源低通滤波器、第一整流电路、第二整流电路、负放大器、比较器和继电器驱动电路；第一二阶有源低通滤波器与第一整流电路连接，第一整流电路与负放大器连接，第二二阶有源低通滤波器与第二整流电路连接，负放大器和第二整流电路均与比较器连接，比较器与继电器驱动电路连接。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，第一二阶有源低通滤波器包括放大器IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，

电阻R1一端与电阻R2一端、电容C1一端连接，电阻R2另一端与电容C2一端、放大器IC1的正极输入端连接，电容C2另一端接地，电容C1另一端与放大器IC1的负极输入端、输出端、第一整流电路连接，通过放大器IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2配合，实现低通滤波。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，第一整流电路包括放大器IC2、二极管VD1、电阻R3和电容C3，

放大器IC2的正极输入端与放大器IC1的输出端连接，放大器IC2的负极输入端与放大器IC2的输出端连接，放大器IC2的输出端与二极管VD1的正极连接，二极管VD1的负极与电容C3一端、电阻R3一端和负放大器连接，电容C3另一端接地、电阻R3另一端接地，通过放大器IC2、二极管VD1、电阻R3和电容C3配合，实现整流。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，负放大器包括放大器IC5、电阻R7和电阻R8，

电阻R7一端与二极管VD1的负极连接，电阻R7另一端与放大器IC5的输入端负极和电阻R8一端连接，电阻R8另一端与放大器IC5的输出端连接，放大器IC5的正极输入端接地，通过放大器IC5、电阻R7和电阻R8配合，将整流电压变成负压。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，第二二阶有源低通滤波器包括放大器IC3、电阻R4、电阻R5、电容C4和电容C5，

电阻R4一端与电阻R5一端、电容C4一端连接，电阻R5另一端与电容C5一端、放大器IC3的正极输入端连接，电容C5另一端接地，电容C4另一端与放大器IC1的负极输入端、输出端、第二整流电路连接，通过放大器IC3、电阻R4、电阻R5、电容C4和电容C5配合，实现低通滤波。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，第二整流电路包括放大器IC4、二极管VD2、电阻R6和电容C6，

放大器IC4的正极输入端与放大器IC3的输出端连接，放大器IC4的负极输入端与放大器IC4的输出端连接，放大器IC4的输出端与二极管VD2的正极连接，二极管VD2的负极与电容C6一端、电阻R6一端连接，电容C6另一端接地、电阻R6另一端接地，通过放大器IC4、二极管VD2、电阻R6和电容C6配合，实现整流。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，比较器包括放大器IC6、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，

放大器IC6的负极输入端与电阻R9一端和电阻R10一端连接，放大器IC6的正极输入端与电阻R11、电阻R12一端连接，电阻R12另一端接地，电阻R11另一端与放大器IC6的输出端连接。

本实施例提供的一种自适应可控硅触发的同步电路，继电器驱动电路包括继电器K1、继电器常开节点K1、三极管VT1、二极管VD3和电阻R13，

放大器IC6的输出端与电阻R13一端连接，电阻R13另一端与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极与继电器K1一端、二极管VD3的正极连接，继电器K1另一端、二极管VD3的负极与12V连接，放大器IC1的输出端、放大器IC3的输出端与继电器常开节点K1连接，当放大器IC6输出端为高时，继电器K1动作。

在具体使用中：由R1、R2、C1、C2和IC1组成的二阶有源低通滤波器，转折频率为50Hz，在50Hz时的滞后角为60°，在50Hz时的放大倍数为1即0db，特性见图3，在200Hz时放大倍数小于-15db，250Hz后的放大倍数更小。取自与同步电压，产生的滤波电压由IC1的输出端输出。

由R4、R5、C4、C5和IC3组成的二阶有源低通滤波器，转折频率为200Hz，在200Hz时的滞后角为60°，在200Hz时的放大倍数为1即0db。特性曲线形状如图3。取自与同步电压，产生的滤波电压由IC3的输出端输出。(调整不同的参数就可设计出250Hz～500Hz等不同的滤波器。)由IC2、VD1、R3和C3组成整流电路，对50Hz滤波电路产生的电压进行整流以产生直流电压。由R7、R8和IC5组成一倍的负放大器，将50Hz的整流电压变负。由IC4、VD2、R6和C6组成整流电路，对200Hz滤波电路产生的电压进行整流以产生直流电压。由R9～R12和IC6组成比较器，对50Hz产生的负整流电压与200Hz产生的正整流电压进行比较以便使IC6产生高低电压。R13、VT1、VD3和K1为继电器驱动电路，当IC6为高时继电器动作。当输入为50Hz同步时，两组滤波器产生相同的直流电压，由于R9和R10的值不一样，则在IC6的负极输入端形成负电压，IC6的输出端输出高电压启动继电器动作，继电器的常开节点接通50Hz的同步滤波电路。当输入为200Hz同步时，50Hz的滤波电路由于滤波特性基本没有输出电压，则IC6的负极输入端为正电压，从而IC6的输出端输出负(低)电压而继电器不动作，则继电器的常闭节点接通200Hz的同步滤波电路。

综上所述，本实用新型一种自适应可控硅触发的同步电路，解决换相毛刺滤不干净从而误触发可控硅、由于50Hz和200Hz的滤波电路产生的相位移动角度不一样且相差较大，从而使得实际的可控硅电压触发角与装置上理论上触发角差距较大，给调试造成困惑的问题，设计合理，适于生产和推广应用。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，包括：第一二阶有源低通滤波器、第二二阶有源低通滤波器、第一整流电路、第二整流电路、负放大器、比较器和继电器驱动电路；

所述第一二阶有源低通滤波器与所述第一整流电路连接，所述第一整流电路与所述负放大器连接，所述第二二阶有源低通滤波器与所述第二整流电路连接，所述负放大器和所述第二整流电路均与所述比较器连接，所述比较器与所述继电器驱动电路连接。

2.如权利要求1所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述第一二阶有源低通滤波器包括放大器IC1、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2，

所述电阻R1一端与所述电阻R2一端、所述电容C1一端连接，所述电阻R2另一端与所述电容C2一端、所述放大器IC1的正极输入端连接，所述电容C2另一端接地，所述电容C1另一端与所述放大器IC1的负极输入端、输出端、所述第一整流电路连接。

3.如权利要求2所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述第一整流电路包括放大器IC2、二极管VD1、电阻R3和电容C3，

所述放大器IC2的正极输入端与所述放大器IC1的输出端连接，所述放大器IC2的负极输入端与所述放大器IC2的输出端连接，所述放大器IC2的输出端与所述二极管VD1的正极连接，所述二极管VD1的负极与所述电容C3一端、所述电阻R3一端和所述负放大器连接，所述电容C3另一端接地、所述电阻R3另一端接地。

4.如权利要求3所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述负放大器包括放大器IC5、电阻R7和电阻R8，

所述电阻R7一端与所述二极管VD1的负极连接，所述电阻R7另一端与所述放大器IC5的输入端负极和所述电阻R8一端连接，所述电阻R8另一端与所述放大器IC5的输出端连接，所述放大器IC5的正极输入端接地。

5.如权利要求4所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述第二二阶有源低通滤波器包括放大器IC3、电阻R4、电阻R5、电容C4和电容C5，

所述电阻R4一端与所述电阻R5一端、所述电容C4一端连接，所述电阻R5另一端与所述电容C5一端、所述放大器IC3的正极输入端连接，所述电容C5另一端接地，所述电容C4另一端与所述放大器IC1的负极输入端、输出端、所述第二整流电路连接。

6.如权利要求5所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述第二整流电路包括放大器IC4、二极管VD2、电阻R6和电容C6，

所述放大器IC4的正极输入端与所述放大器IC3的输出端连接，所述放大器IC4的负极输入端与所述放大器IC4的输出端连接，所述放大器IC4的输出端与所述二极管VD2的正极连接，所述二极管VD2的负极与所述电容C6一端、所述电阻R6一端连接，所述电容C6另一端接地、所述电阻R6另一端接地。

7.如权利要求6所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述比较器包括放大器IC6、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，

所述放大器IC6的负极输入端与所述电阻R9一端和所述电阻R10一端连接，所述放大器IC6的正极输入端与所述电阻R11、所述电阻R12一端连接，所述电阻R12另一端接地，所述电阻R11另一端与所述放大器IC6的输出端连接。

8.如权利要求7所述的一种自适应可控硅触发的同步电路，其特征在于，所述继电器驱动电路包括继电器K1、继电器常开节点K1、三极管VT1、二极管VD3和电阻R13，

所述放大器IC6的输出端与所述电阻R13一端连接，所述电阻R13另一端与所述三极管VT1的基极连接，所述三极管VT1的发射极接地，所述三极管VT1的集电极与所述继电器K1一端、所述二极管VD3的正极连接，所述继电器K1另一端、所述二极管VD3的负极与12V连接，所述放大器IC1的输出端、所述放大器IC3的输出端与所述继电器常开节点K1连接。

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