专利名称：晶闸管电力控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力发电或配电领域，是关于晶闸管电力控制器，特别是指一种可以提高运行稳定性，具有灵活的控制功能，适用于大功率高压设备供电的晶闸管电力控制器。
晶闸管电力控制器由于其体积小、重量轻，易于实现对设备的自动控制，应用越来越广泛。
但现有的晶闸管电力控制器具有多种缺点，例如移相触发脉冲的产生使用专用芯片或单片微处理器，这种方式由于结构复杂，运行稳定性较差，再如，保护电路动作后，主控继电器动作，不具有带电复位功能，主控继电路频繁动作，这样将降低继电器使用寿命。
本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种改进的晶闸管电力控制器，用通用的比较器及通用的可编程逻辑器件产生触发脉冲，简化触发脉冲形成电路，提高运行稳定性，降低制造费用。
本实用新型的另一个目的在于，提供一种改进的晶闸管电力控制器，具有软启动及分级降压功能，在初次加电或有复位信号以后，负载电压可以缓慢地升到设定的电压值，同时在运行中可以做到分级降压，缓慢复位，以适合大功率设备，特别是大功率高压设备的运行。
本实用新型的又一个目的在于，提供一种改进的晶闸管电力控制器，在出现故障主控继电器断开以后，故障信号仍保持在本地控制板显示，同时继续送给外部控制设备，以利于故障的检查。
本实用新型还有一个目的在于，提供一种改进的晶闸管电力控制器，在本地控制板或外部控制设备的控制下，可以实现带电复位，在保护电路动作时，可以不断开主控继电器，避免主控继电器的频繁动作，延长其使用寿命。
一种晶闸管电力控制器，它包括一个由六只晶闸管组成的三相晶闸管全波调压电路，两个稳压电源，一个同步信号产生电路，一个触发脉冲输出电路，一个保护电路，一个控制接口，一个本地控制板以及一个外部控制设备组成的晶闸管电力控制器，其特征在于，其触发脉冲形成电路由可编程逻辑器件组成，在可编程逻辑器件前连接有三组电压比较器，可编程逻辑器件输出的触发脉冲经触发脉冲输出电路放大后，接入到晶闸管调压电路，所说的保护电路还接有软启动及分级降压电路、复位电路，接入保护电路的稳压电源是与其它电路分开的稳压电源。所述的软启动及分级降压电路由一个三端可调电压模块构成，在其调节端接入一组晶体管。所述用两个稳压电源供电，其中保护电路单独使用一个稳压电源，该稳压电源的输入端接到所述三相全波调压电路的主控继电器之前。保护电路接有带电复位电路，在本地控制板或外部控制设备之后接有控制五个触发器的七只二极管。其中的触发脉冲形成电路是由三组比较器和一个通用的可编程逻辑器件组成，同步信号产生电路产生的同步信号与相位控制电路产生的控制信号经过不同的组合分别送入三组比较器，比较器的输出送入可编程逻辑器件，可编程逻辑器件输出六只晶闸管所需的六路触发脉冲；其中的软启动和分级降压电路主要由三端可调电源模块组成，其输入端接电源，其输出端作为相位控制电路的输入电压基准信号，它的调节端接于一组三极管的输出，通过三极管改变调节端电压，从而实现软启动及分级降压；保护电路与其余电路分开单用一个稳压电源，向保护电路供电的稳压电源的输入端，接于主控继电器之前，向其余部分供电的稳压电源接于保护电路之后，在出现故障主控继电器断开以后，故障售号仍通过触发器保存在本地控制板上显示，同时也继续将该信号送给外部控制设备；设置了带电复位电路，出现过流、过压故障时，在保护电路作用下断开晶闸管的触发脉冲，并不断开主控继电器，待控制设备判断可以复位时，由控制设备给过出复位信号，使保护电路的各个触发器及软启动电路复位，输出电压缓慢升到原工作值。
图1为本实用新型的逻辑框图图2为触发脉冲形成电路原理图图3为触发脉冲输出电路原理图图4为晶闸管电力控制器主电路图5为软启动及分级降压电路原理图图6a-6b为稳压电源A、B电路原理图图7为同步信号产生电路原理图图8为相位控制电路原理图图9a-9c为保护电路原理图图10为复位电路原理图图11a-11b为控制接口电路原理图图12为本地控制板原理图(一)主控部分(图4)，其中主控继电器由外部控制设备控制，由六只晶闸管组成交流调压电路。晶闸管的导通角由触发脉冲输出电路输出的触发脉冲控制，从而控制负载的工作电压。
(二)电源部分(图6a-6b)，设置两个稳压电源，稳压电源A的输入端接在主控继电器之后，主控继电器接通，稳压电源A供电，稳压电源B的输入端接于主控继电器之前，主控继电路断开，稳压电源B仍可供电。这样在出现故障断开主控继电器时，保护电路仍可保持故障的状态，以利于故障的检查(参见保护电路部分)。
(三)同步信号产生部分(图7)，该部分由线性放大组件IC501(如LF444)组成的低通滤波器对稳压电源A(图6a)输出的VAB、VBC、VCA进行滤波，产生同步信号，这些同步信号被输出到触发脉冲形成电路(图2)。
(四)相位控制部分(图8)，这部分由两块线性运算组件IC301、IC302组成或(如LM324)，这部分由接口电路输入的基准电压VREF(图12)和反馈电压VF控制，产生触发脉冲的控制电压+VCTRL和-VCTRL，其具体过程是接口电路输入的输入基准电压VR时，经IC301的12、13、14脚组成的给定值滤波电路及10、9、8脚组成的电压跟随器，产生一个内部基准电压，这个内部基准电压与反馈电压VF经IC301的5、6、7脚组成的比例积与环节中比较并对误差信号进行比例积与放大，放大后的信号再给IC301的3、2、1脚组成的低通滤波器进行有源滤波产生+VCTRL再经IC302组成的反相器产生-VCTRL。
(五)触发脉冲形成部分(图2)，该部分首先将同步信号产生部分产生的同步信号VAB′、VBC′、VCA′、VBC″(图7)和控制信号+VCTRL-VCTRL，在IC502，IC503，IC504三组电压比较器进行不同组合的比较，其输出信号送入可编程逻辑阵列，根据该逻辑阵列输入信号与输出信号间所需的逻辑关系，对该逻辑阵列编程，在输出端形成相位差30°的与电源同步的六路触发脉冲。这六路触发脉冲被送入触发脉冲输出电路进行放大输出。
(六)触发脉冲输出部分(图3)，触发脉冲形成部分产生的触发脉冲，经三级放大后，再经脉冲变压器输出。
(七)保护电路部分(图9a-图9c)10，这里的保护电路部分包括过流保护，由图4中的电流互感器I-T1、I-T2、I-T3获取电流信号；过压保护，由装在负载上的分压器取得过压信号；过热保护，由图4中的温度开关T取得温度信号；快速熔断器熔断保护，由微动开关F-S1、F-S2、F-S3获得信号。这些保护信号被分送入图9a和图9c的相应位置，过流信号和过压信号在由IC401组成的比较器中分别与P401及P402产生的基准电平比较，超过基准电平时，产生故障信号。在出现过热或保险熔断时，温度开关T或微动开关FS联通，则将输出相应的故障信号OVERT或FUSE。所有故障信号的输出通过STOP线送入组件IC401的12、13、14脚组成的双稳态触发器及控制接口部分(图11)，送入上述双稳态触发器的故障信号使得其输出V1为高电平(图9a)，使T401、T402饱和导通，P3线输出基本上为+26V，该信号电压使得二极管D600-D605处于反向电压而截止(图3)，从而切断触发脉冲，使晶闸管关断，从而切断对负载的供电，起到保护作用。
(八)控制接口部分(图11)全部故障信号送入到STOP线的同时，也被送入由组件IC402组成的四个双稳压触发器记录，在有故障出现的条件下，即使主控继电器断开，由于保护电路是由稳压电源B供电的，故障状态仍保持到直至出现复位信号，集成运放组件IC402组成四个双稳压触发器，分别记录四种的故障状态，输出分别控制四个继电器，再由继电器输出到输入输出接口，由这两个接口再分别送入本控制板进行显示及另接的外部设置进行分析判断。由于保护电路和控制接口电路用独立的稳压电源B供电，这样即使在主控继电器断开的条件下，控制接口电路仍会记录下故障状态，在控制板上保持故障显示，直至有复位信号。
(九)软启动、分级降压及复位部分(图5，图10)，控制接口部分和本地控制板及外部控制设备通过两个标准的25芯插头进行联接，接线图见图11b，PLUG2与外部控制设备相连，PLUG3与本地控制板相连。
软启动及分级降压电路(图5)主要由三端可调电源模块IC801及一组三极管组成，IC801的输入端接电源，输出端先送到控制板接口插坐PLUG3(图11b)的23脚，通过一个电位器VREF分压(图12)，作为相位控制电路的输入基准电压VREF(图8)，IC801和T801结合起来完成软启动功能。在接通电源以后，由于C808上的电压很低，T801饱和导通，IC801的ADJ脚电压最低，输出LEVELS最低，随着C808通过R802充电，T801逐渐由饱和向截止发展，发射极电压逐渐升高，从而LEVELS也逐渐升高，随着LEVELS的升高，晶闸管导通角逐渐增大，负载电压逐渐升高，实现软启动，软启动的时间由C808的充电时间常数T＝R802·C808决定。T805、T806、T807是为了实现分级降压而设置的。例如，通过外部控制，将YJK1-1与YJK1-2连通，则T805导通，IC801的ADJ脚电压下降，从而使LEVELS降低，若断开YJK1-1与YJK1-2，LEVELS又可以缓慢升到原来的值。改变R805、R806、R820的阻值，可以调节降压的幅度。带电复位功能通过复位电路(图10)保护电路(图9a-9b)及软启动与分级降压电路(图5)其同实现。保护电路动作以后，V1变为高电平(图9c)这个信号通过R481被送到T807的其极，使得IC801的输出LEVELS下降，在出现过压或过流情况时，先不断开主控断电器，若经判断可以复位，可由外部控制设备或手动控制板给出复位信号(使得图10中的YJK4-1与YJK4-2或RESET2-1与RESET2-2连通一次)，通过D426、D429、D430、D431、D432这五只二极管，送入到保护电路和五只触发器，使它们复位，这样负载的输入电压缓慢升到原来的工作值，实现带电复位。
权利要求1.包括一由六只晶闸管组成的三相晶闸管全波调压电路、两个稳压电源、一个同步信号产生器、一个触发脉冲形成电路、一个触发脉冲输出电路、一个保护电路、一个控制接口、一个本地控制板以及一个外部控制设备组成的晶闸管电力控制器，其特征在于，其触发脉冲形成电路由可编程逻辑器件组成，在可编程逻辑器件前连接有三组电压比较器，可编程逻辑器件输出的触发脉冲经触发脉冲输出电路放大后，接入到晶闸管调压电路，所说的保护电路还接有软启动及分级降压电路、复位电路，接入保护电路的稳压电源是与其它电路分开的稳压电源。
2.按权利要求1所述的晶闸管电力控制器，其特征在于，所述的软启动及分级降压电路由一个三端可调电压模块构成，在其调节端接入一组晶体管。
3.按权利要求1所述的晶闸管电力控制器，其特征在于，所述用两个稳压电源供电，其中保护电路单独使用一个稳压电源，该稳压电源的输入端接到所述三相全波调压电路的主控继电器之前。
4.按权利要求1所述的晶闸管电力控制器，其特征在于，保护电路接有带电复位电路，在本地控制板或外部控制设备之后接有控制五个触发器的七只二极管。
专利摘要本实用新型属于电力发电、配电的输入输出功率控制器，主要包括晶闸管交流全波调压电路、稳压电源、同步信号产生器、触发脉冲形成和输出电路、保护电路、控制接口、外部控制设备及本地控制板，其中触发脉冲形成和输出电路是用可编程逻辑器件、并有三级放大功能，保护电路还有软启动分级降压及复位电路、稳压电源为二组。本实用新型和现有技术相比，具有运行稳定、安全可靠及自动复位的优点。
文档编号H02H3/20GK2271775SQ9620526
公开日1997年12月31日 申请日期1996年3月8日 优先权日1996年3月8日
发明者李德 申请人:中国科学院高能物理研究所