CN1588779A - 晶闸管自触发式变频器电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶闸管自触发式变频器电路，包括依次相连的整流部分，带有预充电电路的直流滤波部分，逆变部分以及控制驱动部分；所述预充电电路包括继电器触发电路、继电器和限流电阻；其特征在于，所述预充电电路还包括晶闸管，该晶闸管与所述限流电阻并联；继电器的常闭触头接在晶闸管的门极和阴极之间，常开触头通过阻抗元件接在晶闸管的门极和阳极之间。变频器刚合上电源时，直流部分串联限流电阻，使电解电容的预充电电流限制在允许范围之内。当预充电结束后，继电器触发电路输出信号使晶闸管自触发导通后将限流电阻短接，完成预充电过程。本发明的晶闸管自触发式变频器结构简单，节省空间，无噪音，无火花。

Description

晶闸管自触发式变频器电路

技术领域

本发明涉及一种晶闸管自触发式变频器电路，具体地说，涉及直流预充电环节所采用的晶闸管结构的变频器电路。

背景技术

目前我国变频器种类很多，一般变频器电路包括依次相连的整流部分，直流滤波部分，逆变部分以及控制驱动部分。在“交-直-交”型变频器中，为了防止刚合上电源瞬间滤波电容过大的充电电流使三相整流桥的二极管损坏，一般在该变频器的直流部分需要有一个预充电电路。如图1所示，小功率变频器中采用了一个继电器J和电阻并联的方式，电解电容经由限流电阻充电完成后，继电器常开触头闭合从而短接限流电阻完成预充电过程。而当功率稍大时继电器难以承受，国内变频器大多采用如图2所示的接触器CJ三极并联方式来代替预充电继电器，但这样有以下几个缺点：1)体积大、重量大；2)吸合与分断时噪音大、有火花；3)三极并联后电流不平衡。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种晶闸管自触发式变频器电路，克服上述“交-直-交”型变频器直流部分预充电电路采用继电器的局限性和采用接触器所带来的体积大、重量大、噪音大、有火花和三极电流不平衡的技术问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种晶闸管自触发式变频器电路，包括依次相连的整流部分，带有预充电电路的直流滤波部分，逆变部分以及控制驱动部分；所述预充电电路包括继电器触发电路、继电器和限流电阻；其特征在于，所述预充电电路还包括晶闸管，该晶闸管与所述限流电阻并联；继电器的常闭触头接在晶闸管的门极和阴极之间，常开触头通过阻抗元件接在晶闸管的门极与阳极之间。

采用本发明的晶闸管自触发式变频器电路，使变频器刚合上电源时，直流部分串联限流电阻，使电解电容的预充电电流限制在允许范围之内。当预充电结束后，继电器触发电路输出信号使晶闸管自触发导通后将限流电阻短接，完成预充电过程。

优选地，所述继电器触发电路包括电源，三极管和单片机；所述单片机通过三极管控制继电器的通断。

优选地，所述单片机与继电器触发电路之间隔有光电耦合器，以保护单片机。

所述晶闸管两端并联压敏电阻，保护晶闸管。

所述继电器两端并联续流二极管，为继电器的线圈提供了一个放电回路，起到保护光电耦合器的作用。

与现有的采用接触器的电路相比，本发明的优点在于：

1.节省空间，可以直接安装在散热器上，与变频器内其他功率元件协调，使变频器内部结构合理。

2.由于晶闸管导通分断无噪音，因此，欲充电环节只有小型继电器闭合分断时的微小声音，而没有接触器吸合分断的较大噪音。

3.不会在吸合与分断时产生火花，安全性能高，可应用于防爆场合。

4.采用晶闸管模块方式，使变频器内部直流部分接线方便，并且没有接触器三极相并后电流不平衡的问题，使用简单。

5.晶闸管触发信号直接由直流部分电流经阻抗元件供给，无须另外提供触发信号，电路结构简单。

附图说明

图1为现有采用继电器的预充电部分电路示意图；

图2为现有采用接触器的预充电部分电路示意图；

图3为本发明的变频器电路示意图；

图4为本发明的变频器电路中的预充电电路示意图。

图中标号说明：

1-三相整流部分

2-直流滤波部分

3-IGBT逆变部分

4-控制及驱动部分

5-限流电阻

6-压敏电阻

7-晶闸管

8-阻抗元件

9-继电器

10-续流二极管

11-反向器

12-电阻

13-电阻

14-光电耦合器

15-电阻

16-电阻

17-三极管

21-光电耦合器第一脚

22-光电耦合器第二脚

23-光电耦合器第三脚

24-光电耦合器第四脚

具体实施方式

下面根据图3和图4，给出本发明一个较好实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

如图3所示，本发明的晶闸管自触发式变频器电路包括三相整流部分1、直流滤波部分2、IGBT逆变部分3、控制及驱动部分4，其中直流滤波部分2含有一个预充电电路。下面就结合图4详细说明本发明中的预充电电路。

预充电电路主电路主要由限流电阻5、晶闸管7并联组成。限流电阻5的阻值和功率根据变频器预充电时间的长短定；晶闸管7的触发信号由直流电流经阻抗元件8直接供给，因此阻抗元件8的阻值选择应以电流能满足晶闸管7触发要求为准；继电器9的常闭触头接在晶闸管7的门极和阴极之间，常开触头接在晶闸管7的门极与阻抗元件8一端，目的在于让继电器9动作时使晶闸管7门极与阻抗元件8相连，直流电流经由阻抗元件8向晶闸管7门极提供触发信号，使晶闸管7自导通；压敏电阻6并联在晶闸管7两端起过压保护作用。

单片机通过光电耦合器14和三极管17等实现对继电器9控制，单片机所用电源为直流5V，继电器9线圈所用电源为直流12V，光电耦合器14的作用就是使单片机与继电器线圈的12V直流电源相隔离，起到保护单片机的作用。光电耦合器14的第一脚21接+5V电源，第二脚22经电阻13也接到+5V电源，第三脚23接地，第四脚24通过电阻15连接到三极管17的基极。电阻15串联电阻16连接到继电器9线圈所用电源。单片机输出口PINOUT经反向器11和电阻12接到光电耦合器14的第二脚22。电阻13起电平上拉的作用，当单片机输出口PINOUT悬挂而没有输出信号时，光电耦合器14的第二脚22将被上拉到接近5V，使发光二极管不导通不发光。光电耦合器14的三极管集电极与发射极间反向压降最大7V，由于继电器9的线圈是感性器件，当线圈断开电源后与光电耦合器14形成一个放电回路，使光电耦合器14中三极管集电极与发射极间形成反向压降，可能使光电耦合器损坏。在继电器9的线圈两端并联一个续流二极管10，为继电器9的线圈提供了一个放电回路，起到保护光电耦合器14的作用。

当变频器刚合上电源时，单片机输出口PINOUT输出低电平，经反向器11和电阻12给光电耦合器14的第二脚22高电平，这样光电耦合器14中的发光二极管不导通不发光，使光电耦合器14的第三脚23、第四脚24不导通，三极管17的集电极和发射极间不导通，继电器9线圈不通电，晶闸管7不导通。所以在此时，变频器内部经三相整流桥1输出的直流电流经由限流电阻5为电解电容充电。

在预充电过程，变频器系统监测电容组两端电压，当监测到电容组两端电压上升到额定值后，单片机输出口PINOUT输出高电平，经由反向器11和电阻12后给光电耦合器14的第二脚22以低电平，使光电耦合器14的发光二极管导通发光，光电耦合器14的第三脚23、第四脚24导通，三极管17的发射极和集电极间形成正压降，三极管17发射极与集电极之间导通，继电器9的线圈两端接通+12V电源与地，使继电器9触头动作，继电器9触头动作后，晶闸管7的门极与阴极断开连接，而改为通过阻抗元件8与阳极连接。这样以后，经三相整流桥1出来的直流电流经阻抗元件8为晶闸管7门极提供触发信号，使晶闸管7导通，限流电阻5短接，完成预充电过程。

由于晶闸管7是半控型器件，一旦导通，无论触发信号如何变化(减小到零或反向)，都不会改变晶闸管7的导通状态。因此，在晶闸管7导通以后继电器9常开触头便可以恢复断开，单片机输出口PINOUT无需再输出高电平。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围。例如，晶闸管可由PNP和NPN型两个晶体管联接替代。同样，继电器触发电路可以有各种不同的形式，只要能够适时触发继电器闭合和断开，从而控制晶闸管的通断即可。换句话说，凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利申请的权利要求保护范围。

Claims (5)

1、一种晶闸管自触发式变频器电路，包括依次相连的整流部分，带有预充电电路的直流滤波部分，逆变部分以及控制驱动部分；所述预充电电路包括继电器触发电路、继电器和限流电阻；其特征在于，所述预充电电路还包括晶闸管，该晶闸管与所述限流电阻并联；继电器的常闭触头接在晶闸管的门极和阴极之间，常开触头通过阻抗元件接在晶闸管的门极与阳极之间。

2、如权利要求1所述的晶闸管自触发式变频器电路，其特征在于，所述继电器触发电路包括电源，三极管和单片机；所述单片机通过三极管控制继电器的通断。

3、如权利要求2所述的晶闸管自触发式变频器电路，其特征在于，所述单片机与继电器触发电路之间隔有光电耦合器。

4、如权利要求1至3中任一权利要求所述的晶闸管自触发式变频器电路，其特征在于，所述晶闸管两端并联压敏电阻。

5、如权利要求1至3中任一权利要求所述的晶闸管自触发式变频器电路，其特征在于，所述继电器两端并联续流二极管。

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