CN202737834U - 一种mcr励磁系统的调制驱动装置 - Google Patents

一种mcr励磁系统的调制驱动装置 Download PDF

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李兆明
王笋
魏学良
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Abstract

本实用新型公开了一种MCR励磁系统的调制驱动装置,包括依次连接的控制单元、可控硅触发变压器和可控硅单元。本实用新型所述MCR励磁系统的调制驱动装置,可以克服现有技术中稳定性差和适用范围小等缺陷,以实现稳定性好和适用范围大的优点。

Description

—种MCR励磁系统的调制驱动装直
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电子电路技术领域,具体地,涉及一种MCR励磁系统的调制驱动
>J-U ρςα 装直。
背景技术
[0002] MCR型电压动态无功补偿装置,是由MCR电抗器、直流激励调节单元、控制器及监视器组成。其中,MCR电抗器和直流激励调节单元(参见图I)安装在室外,其直流励磁系统中的可控硅、二极管等电力电子器件的参数与其环境条件有十分密切的关系,在高海拔、低温环境下工作时,特别要注意其温度特性。
[0003] 在现有技术中,多数可控硅出厂参数标注中,阻断电压、漏电流、di/dt、dv/dt等参数值,是在额定结温条件下测试值;例如,门极触发电流Igt、门极触发电压Vgt是在25°C时的测试值,它们一般是随温度升高而降低(参见图2);在高海拔、低温条件下使用时,则需
要注意。
[0004] 由图2可知,在低温下要保证MCR励磁系统的正常工作,就得保证可控硅的正常触发,因为必须提高可控硅的门极触发电压和电流。
[0005] 在实现本实用新型的过程中,发明人发现现有技术中至少存在稳定性差和适用范围小等缺陷。
发明内容
[0006] 本实用新型的目的在于,针对上述问题,提出一种MCR励磁系统的调制驱动装置,以实现稳定性好和适用范围大的优点。
[0007] 为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种MCR励磁系统的调制驱动装置,包括依次连接的控制单元、可控硅触发变压器和可控硅单元。
[0008] 进一步地,以上所述的MCR励磁系统的调制驱动装置,还包括用于将单脉冲信号调制成连续的脉冲序列的脉冲调制单元,所述脉冲调制单元的输出端与控制单元的输入端连接。
[0009] 进一步地,所述脉冲调制单元,包括二极管DMl和DM2,电阻RM1、RM2、RM3和RM4,电容CMl和CM2, SA555定时器UMl,以及与门LVC1G08 ;其中:
[0010] 所述SA555定时器UMl的R端和VCC端均接直流电源VCC,DC端经电阻RMl接直流电源VCC、经电阻RM2接二极管DM2的阴极、并接二极管DMl的阳极,TR端和TH端接二极管DMl的阴极、接二极管DM2的阳极、并依次经电容CMl和电容CM2后接SA555定时器UMl的CV端,GND端接地、并与电容CMl和电容CM2的公共端连接,Q端经电阻RM3接与门LVC1G08的第一输入端、并依次经电阻RM3和电阻RM4后接直流电源VCC ;
[0011] 所述与门LVC1G08的电源端接直流电源VCC,接地端接地,输出端与控制单元的输入端连接。
[0012] 进一步地,所述控制单元,包括脉冲驱动模块、三极管Q1、第一二极管D1和第一电PlR1;其中:
[0013] 所述脉冲驱动模块的输入端与脉冲调制单元的输出端连接,脉冲驱动模块的输出端与三极管Ql的基极连接,脉冲驱动模块的接地端与三极管Ql的发射极连接、且均接地;
[0014] 所述三极管Ql的集电极,与第一二极管D1的阳极及可控硅触发变压器原边线圈的第二连接端连接;第一二极管D1的阴极经第一电阻R1后,与直流电源输入端V1及可控硅触发变压器原边线圈的第一连接端连接。
[0015] 进一步地,所述可控硅触发变压器,包括KCB系列可控硅触发变压器。
[0016] 进一步地,所述可控硅单元,包括第二二极管D2、第三二极管D3、第二电阻R2和晶闸管Q2 ;其中:
[0017] 所述第二二极管D2的阳极,与可控硅触发变压器副边线圈的第一连接端连接;第二二极管%的阴极,分别与第三二极管D3的阴极和晶闸管Q2的控制极连接,并通过第二电·阻民后分别与第三二极管D3的阳极、晶闸管Q2的阴极、以及可控硅触发变压器副边线圈的第二连接端连接;所述晶闸管Q2的阳极悬空。
[0018] 本实用新型各实施例的MCR励磁系统的调制驱动装置,由于包括依次连接的控制单元、可控硅触发变压器和可控硅单元;通过运用调制脉冲,驱动在低温下的可控硅,保证励磁系统在恶劣的低温和高海拔的正常、稳定的的运行;从而可以克服现有技术中稳定性差和适用范围小的缺陷,以实现稳定性好和适用范围大的优点。
[0019] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
[0020] 下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0021] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0022] 图I为直流激励调节单元的结构示意图;
[0023] 图2为门极触发电流Igt和门极触发电压Vgt随温度升高而降低的示意图;
[0024] 图3为MCR励磁系统的调制驱动装置的工作原理示意图;
[0025] 图4为脉冲调制单元的电气原理示意图(当用硬件调试时焊接RM3,当用软件调制时焊接MR4);
[0026] 图5a为单脉冲波形示意图;
[0027] 图5b为单脉冲经调制之后的脉冲串波形示意图;
[0028] 图6为经调制后的触发脉冲波形示意图;
[0029] 图7为可控硅正常被触发时的波形示意图。
[0030] 结合附图,本实用新型实施例中附图标记如下:
[0031] I-控制单元;11_脉冲驱动模块;2_KCB系列可控硅触发变压器;3_可控硅单元;31-晶闸管。
具体实施方式
[0032] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0033] 根据本实用新型实施例,提供了一种MCR励磁系统的调制驱动装置。如图3-图7所示,本实施例包括依次连接的控制单元(如控制单元I)、可控硅触发变压器和可控硅单元(如可控硅单元3),还包括用于将单脉冲信号调制成连续的脉冲序列的脉冲调制单元,脉冲调制单元的输出端与控制单元的输入端连接。
[0034] 这里,可控硅触发变压器,优选为KCB系列可控硅触发变压器(如KCB系列可控硅触发变压器2)。控制单元在将驱动信号给可控硅触发变压器之前,会经过脉冲调制单元,把单脉冲变成连续的脉冲序列。该脉冲调制单元,采用SA555定时器UMl搭建的单稳时基电路,使频率和占空比都可调;让驱动信号和调制脉冲经过与门LVC1G08,既达到了调制效果,又使得电路结构简单、成本低、抗高干扰强,具体参见图4。
[0035] 在图4中,上述脉冲调制单元,包括二极管DMl和DM2,电阻RM1、RM2、RM3和RM4,电容CMl和CM2, SA555定时器UM1,以及与门LVC1G08 ;其中:SA555定时器UMl的R端和 VCC端均接直流电源VCC,DC端经电阻RMl接直流电源VCC、经电阻RM2接二极管DM2的阴极、并接二极管DMl的阳极,TR端和TH端接二极管DMl的阴极、接二极管DM2的阳极、并依次经电容CMl和电容CM2后接SA555定时器UMl的CV端,GND端接地、并与电容CMl和电容CM2的公共端连接,Q端经电阻RM3接与门LVC1G08的第一输入端、并依次经电阻RM3和电阻RM4后接直流电源VCC ;与门LVC1G08的电源端接直流电源VCC,接地端接地,输出端与控制单元的输入端连接。在图4中,当用硬件调试时焊接RM3,当用软件调制时焊接MR4。
[0036] 在图3中,上述控制单元,包括脉冲驱动模块(如脉冲驱动模块11)、三极管Q1、第一二极管01和第一电阻R1 ;其中:脉冲驱动模块的输入端与脉冲调制单元的输出端连接,脉冲驱动模块的输出端与三极管Ql的基极连接,脉冲驱动模块的接地端与三极管Ql的发射极连接、且均接地;三极管Ql的集电极,与第一二极管D1的阳极及可控硅触发变压器原边线圈的第二连接端连接;第一二极管D1的阴极经第一电阻R1后,与直流电源输入端V1及可控硅触发变压器原边线圈的第一连接端连接。
[0037] 上述可控硅单元,包括第二二极管D2、第三二极管D3、第二电阻R2和晶闸管(SemiconductorControlled Rectif ier,简称 SCR) Q2 (如晶闸管 31);其中:第二二极管 D2的阳极,与可控硅触发变压器副边线圈的第一连接端连接;第二二极管D2的阴极,分别与第三二极管D3的阴极和晶闸管Q2的控制极连接,并通过第二电阻R2后分别与第三二极管D3的阳极、晶闸管Q2的阴极、以及可控硅触发变压器副边线圈的第二连接端连接;所述晶闸管Q2的阳极悬空。
[0038] 上述实施例的MCR励磁系统的调制驱动装置,可以应用于MCR励磁系统中,运用调制脉冲驱动在低温下的可控硅,保证励磁系统在恶劣的低温和高海拔的正常、稳定的的运行。在可控硅的驱动中,用硬件把输出的单脉冲驱动信号调制成连续的脉冲序列触发,从而增大了门极触发电压Vgt和门极触发电流Igt。与此同时,连续的脉冲序列优势就是多个脉冲比单脉冲更能可靠的触发,抗干扰的能力更高。
[0039] 驱动脉冲在经过调制之后变成了脉冲串(参见图5a和图5b),使脉冲变压器中伏微秒积变小,从而是其中的铁氧体磁芯一直处于非饱和的状态,那么在脉冲变压器的副边,则是对应的尖峰电压的门极触发电压,从而提高了触发的稳定性;另外,连续的多个脉冲保证了可控硅的可靠触发;而且,脉冲序列的抗干扰能力强,保证MCR励磁系统在恶劣环境下的正常运行,图6和图7可以显示可控硅驱动的实际波形。
[0040] 最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1. 一种MCR励磁系统的调制驱动装置,其特征在于,包括依次连接的控制单元、可控硅触发变压器和可控硅单元。
2.根据权利要求I所述的MCR励磁系统的调制驱动装置,其特征在于,还包括用于将单脉冲信号调制成连续的脉冲序列的脉冲调制单元,所述脉冲调制单元的输出端与控制单元的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的MCR励磁系统的调制驱动装置,其特征在于,所述脉冲调制单元,包括二极管DMl和DM2,电阻RM1、RM2、RM3和RM4,电容CMl和CM2,SA555定时器UMl,以及与门LVC1G08 ;其中: 所述SA555定时器UMl的R端和VCC端均接直流电源VCC,DC端经电阻RMl接直流电源VCC、经电阻RM2接二极管DM2的阴极、并接二极管DMl的阳极,TR端和TH端接二极管DMl的阴极、接二极管DM2的阳极、并依次经电容CMl和电容CM2后接SA555定时器UMl的CV端,GND端接地、并与电容CMl和电容CM2的公共端连接,Q端经电阻RM3接与门LVC1G08的第一输入端、并依次经电阻RM3和电阻RM4后接直流电源VCC ; 所述与门LVC1G08的电源端接直流电源VCC,接地端接地,输出端与控制单元的输入端连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的MCR励磁系统的调制驱动装置,其特征在于,所述控制单元,包括脉冲驱动模块、三极管Q1、第一二极管D1和第一电阻R1 ;其中: 所述脉冲驱动模块的输入端与脉冲调制单元的输出端连接,脉冲驱动模块的输出端与三极管Ql的基极连接,脉冲驱动模块的接地端与三极管Ql的发射极连接、且均接地; 所述三极管Ql的集电极,与第一二极管D1的阳极及可控硅触发变压器原边线圈的第二连接端连接;第一二极管D1的阴极经第一电阻R1后,与直流电源输入端V1及可控硅触发变压器原边线圈的第一连接端连接。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的MCR励磁系统的调制驱动装置,其特征在于,所述可控硅触发变压器,包括KCB系列可控硅触发变压器。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的MCR励磁系统的调制驱动装置,其特征在于,所述可控硅单元,包括第二二极管D2、第三二极管D3、第二电阻R2和晶闸管Q2 ;其中: 所述第二二极管D2的阳极,与可控硅触发变压器副边线圈的第一连接端连接;第二二极管D2的阴极,分别与第三二极管D3的阴极和晶闸管Q2的控制极连接,并通过第二电阻R2后分别与第三二极管D3的阳极、晶闸管Q2的阴极、以及可控硅触发变压器副边线圈的第二连接端连接;所述晶闸管Q2的阳极悬空。
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CN103716027A (zh) * 2013-12-31 2014-04-09 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种可控硅驱动电路
CN105589047A (zh) * 2015-12-22 2016-05-18 易事特集团股份有限公司 一种电源的老化测试电路
CN107294395A (zh) * 2017-07-11 2017-10-24 承德电智尚节能科技有限公司 基于可控硅的可靠触发电路

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