CN111193440A - 一种自取能晶闸管阀 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种自取能晶闸管阀，包括至少一个基本单元，所述基本单元包括触发板、交流均压电路、直流均压电路和晶闸管组，所述交流均压电路和直流均压电路两端分别与一个触发板相连，触发板和晶闸管组中晶闸管相连。本发明的优点是：基本单元之间通过晶闸管组串联连接，便于基本单元的增减，满足不同的电压等级需求；设有取能电路，触发板无需外部供电，触发板与上位机之间只需连接光纤，实现了电磁隔离，满足高压系统的绝缘要求及抗干扰要求；设有正压监测电路能够在线监测触发板电压；设有过压保护电路，能够保护晶闸管。

Description

一种自取能晶闸管阀
技术领域
本发明涉及晶闸管阀领域，尤其涉及一种自取能晶闸管阀。
背景技术
高压软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的电机控制装置。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管阀及其电子控制电路。运用不同的控制方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
晶闸管阀是高压软起动器的核心部件，传统的晶闸管阀的触发板有控制器供电，同时为了实现控制器与触发板之间的电磁隔离需要额外设置脉冲变压器，这提高了晶闸管阀的生产成本。此外，这些脉冲变压器并不能真正意义上实现电磁隔离，在脉冲变压器损坏后极易引发因一次回路强电串入二次控制回路而扩大事故。
发明内容
本发明主要解决了上述问题，提供了一种利用自取能技术取电为触发板供电，触发板与上位机之间只存有光纤，无需考虑电磁隔离的一种自取能晶闸管阀。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是, 一种自取能晶闸管阀，包括至少一个基本单元，所述基本单元包括触发板、交流均压电路、直流均压电路和晶闸管组，所述交流均压电路和直流均压电路两端分别与一个触发板相连，触发板和晶闸管组中晶闸管相连。
交流均压电路在晶闸管组中晶闸管关断时，吸收晶闸管两端产生的过冲电压尖峰，为多层晶闸管实现动态均压，同时为触发板供电；直流均压电路用于平均分配晶闸管阀的直流电压，通为触发板的在线监测功能提供分压通路；按需设置基本单元个数，能够满足各种电压等级要求。
作为上述方案的一种优选方案，所述触发板包括数字逻辑电路、模拟电路、输入激光头、输出激光头、为整个触发板供电的取能电路和用于监测触发板电压的正压监测电路，所述正压监测电路输入端与取能电路输出端相连，正压监测电路输出端与模拟电路输入端相连，模拟电路与数字逻辑电路相连，模拟电路还与晶闸管门极相连，数字逻辑电路通过输入激光头和输出激光头与上位机通信。取能电路从交流均压电路中取电，为触发板的其他电路供电，数字逻辑电路和模拟电路通过输入激光头接收控制系统发送的触发命令，并转换为电脉冲信号，触发对应的晶闸管，同时数字逻辑电路和模拟电路实时监测晶闸管的状态，并通过输出激光头将晶闸管的状态发送给上位机，正压监测电路检测触发板电压并通过模拟电路及输出激光头将电压信息传输给上位机。
作为上述方案的一种优选方案，所述触发板还包括过压保护电路，所述过压保护电路与晶振管门极相连。过压保护电路为主动保护电路，当晶闸管过压时主动运行避免晶闸管被击穿。
作为上述方案的一种优选方案，所述交流均压电路包括电容Cs和电阻Rs，所述电容Cs第一端与基本单元中的一个触发板上的取能电路相连，电容Cs第二端与电阻Rs第一端相连，电阻Rs第二端与同一基本单元中的另一个触发板上的取能电路相连。
作为上述方案的一种优选方案，所述直流均压电路包括电阻Rz，所述电阻Rz两端分别与同一基本单元中两个触发板内的正压检测电路相连。
作为上述方案的一种优选方案，所述晶闸管组包括两个反并联连接的晶闸管，相邻两个基本单元之间通过晶闸管组串联连接。通过串联晶闸管组能够满足多种不同的电压等级需求。
作为上述方案的一种优选方案，所述晶闸管组两端分别通过触发板与交流均压电路两端相连。便于交流均压电路吸收晶闸管的关断过冲。
作为上述方案的一种优选方案，通过光纤与上位机相连。晶闸管阀与上位机之间仅存在光纤，无需设置电源线，在真正意义上实现了电磁隔离。
作为上述方案的一种优选方案，所述不同基本单元的晶闸管组内晶闸管的导通时间、压降、反向关断时间一致。
本发明的优点是：基本单元之间通过晶闸管组串联连接，便于基本单元的增减，满足不同的电压等级需求；设有取能电路，触发板无需外部供电，触发板与上位机之间只需连接光纤，实现了电磁隔离，满足高压系统的绝缘要求及抗干扰要求；设有正压监测电路能够在线监测触发板电压；设有过压保护电路，能够保护晶闸管。
附图说明
图1为实施例中自取能晶闸管阀的一种连接结构示意图。
图2为实施例中触发板的一种原理框图。
1-触发板 2-直流均压电路 3-交流均压电路 4-晶闸管组 5-基本单元 6-数字逻辑电路 7-模拟电路 8-取能电路 9-正压监测电路 10-晶闸管门极 11-过压保护电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例：
本实施例一种自取能晶闸管阀，该晶闸管阀与上位机之间仅通过光纤连接，如图1所示，晶闸管阀由至少一个基本单元5串联连接组成，基本单元包括一左一右两个触发板1、交流均压电路3、直流均压电路2和晶闸管组4，交流均压电路连接左触发板和右触发板，直流均压电路连接左触发板和右触发板，晶闸管组包括两个反并联连接的晶闸管，左触发板分别与位于下方的晶闸管的门极和阴极相连，右触发板分别与位于上方的晶闸管的门极和阳极相连，相邻两个基本单元之间的晶闸管组串联连接，在该自取能晶闸管阀内的所有晶闸管的导通时间、压降、反向关断时间一致。
触发板如图2所示，包括数字逻辑电路6、模拟电路7、输入激光头、输出激光头、为整个触发板供电的取能电路8、用于监测触发板电压的正压监测电路9和过压保护电路11，正压监测电路输入端与取能电路输出端相连，正压监测电路输出端与模拟电路输入端相连，模拟电路与数字逻辑电路相连，模拟电路还与晶闸管门极10相连，数字逻辑电路通过输入激光头和输出激光头与上位机通信，过压保护电路与晶振管门极相连。本实施例中过压电路为主动保护电路，即便触发板出现异常，过压保护电路也能正常工作。
交流均压电路包括电容Cs和电阻Rs，电容Cs第一端与基本单元中右触发板上的取能电路相连，电容Cs第二端与电阻Rs第一端相连，电阻Rs第二端与同一基本单元中左触发板上的取能电路相连，位于下方的晶闸管阴极通过左触发板与电阻Rs第二端相连，位于上方的晶闸管阴极通过右触发板与电容Cs第一端相连。交流均压电路在晶闸管关断时，吸收其两端产生的过冲电压尖峰，并且为多层晶闸管实现动态均压，同时为触发板中取能电路提供能量。
直流均压电路包括电阻Rz，电阻Rz两端分别与同一基本单元中两个触发板内的正压检测电路相连。直流均压电路用来平均分配晶闸管阀的直流电压，以及为触发板的在线监测功能提供分压通路。
在将本实施例晶闸管阀应用于高压软启动器时，首先根据高压软启动器的电压等级需求串联基本单元，基本单元串联时只需串联两个基本单元的晶闸管组。上位机在控制晶闸管阀时，触发板通过输入激光头，接收上位机发来的触发命令，然后经过数字逻辑电路、模拟电路的处理，转换为电脉冲信号触发对应的晶闸管。同时数字逻辑电路、模拟电路对晶闸管状态进行检测，并通过输出激光头将状态返回给控制系统，过压保护电路是当触发板的有数字逻辑电路和模拟电路组成的触发电路异常时，为对应的晶闸管提供一种后备保护，以避免晶闸管过压击穿。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种自取能晶闸管阀，其特征是：包括至少一个基本单元（5），所述基本单元包括触发板（1）、交流均压电路（3）、直流均压电路（2）和晶闸管组（4），所述交流均压电路和直流均压电路两端分别与一个触发板相连，触发板和晶闸管组中晶闸管相连。
2.根据权利要求1所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述触发板包括数字逻辑电路（6）、模拟电路（7）、输入激光头、输出激光头、为整个触发板供电的取能电路（8）和用于监测触发板电压的正压监测电路（9），所述正压监测电路输入端与取能电路输出端相连，正压监测电路输出端与模拟电路输入端相连，模拟电路与数字逻辑电路相连，模拟电路还与晶闸管门极（10）相连，数字逻辑电路通过输入激光头和输出激光头与上位机通信。
3.根据权利要求2所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述触发板还包括过压保护电路（11），所述过压保护电路与晶振管门极相连。
4.根据权利要求2所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述交流均压电路包括电容Cs和电阻Rs，所述电容Cs第一端与基本单元中的一个触发板上的取能电路相连，电容Cs第二端与电阻Rs第一端相连，电阻Rs第二端与同一基本单元中的另一个触发板上的取能电路相连。
5.根据权利要求2所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述直流均压电路包括电阻Rz，所述电阻Rz两端分别与同一基本单元中两个触发板内的正压检测电路相连。
6.根据权利要求1所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述晶闸管组包括两个反并联连接的晶闸管，相邻两个基本单元之间通过晶闸管组串联连接。
7.根据权利要求6所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述晶闸管组两端分别通过触发板与交流均压电路两端相连。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7任一项所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：通过光纤与上位机相连。
9.根据权利要求1所述的一种自取能晶闸管阀，其特征是：所述不同基本单元的晶闸管组内晶闸管的导通时间、压降、反向关断时间一致。
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