專利名稱：晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，具體地說，涉及直流預(yù)充電環(huán)節(jié)所采用的晶閘管結(jié)構(gòu)的變頻器電路。
背景技術(shù)：
目前我國變頻器種類很多，一般變頻器電路包括依次相連的整流部分，直流濾波部分，逆變部分以及控制驅(qū)動部分。在“交-直-交”型變頻器中，為了防止剛合上電源瞬間濾波電容過大的充電電流使三相整流橋的二極管損壞，一般在該變頻器的直流部分需要有一個預(yù)充電電路。如圖1所示，小功率變頻器中采用了一個繼電器J和電阻并聯(lián)的方式，電解電容經(jīng)由限流電阻充電完成后，繼電器常開觸頭閉合從而短接限流電阻完成預(yù)充電過程。而當(dāng)功率稍大時繼電器難以承受，國內(nèi)變頻器大多采用如圖2所示的接觸器CJ三極并聯(lián)方式來代替預(yù)充電繼電器，但這樣有以下幾個缺點(diǎn)1)體積大、重量大；2)吸合與分?jǐn)鄷r噪音大、有火花；3)三極并聯(lián)后電流不平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，克服上述“交-直-交”型變頻器直流部分預(yù)充電電路采用繼電器的局限性和采用接觸器所帶來的體積大、重量大、噪音大、有火花和三極電流不平衡的技術(shù)問題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，包括依次相連的整流部分，帶有預(yù)充電電路的直流濾波部分，逆變部分以及控制驅(qū)動部分；所述預(yù)充電電路包括繼電器觸發(fā)電路、繼電器和限流電阻；其特征在于，所述預(yù)充電電路還包括晶閘管，該晶閘管與所述限流電阻并聯(lián)；繼電器的常閉觸頭接在晶閘管的門極和陰極之間，常開觸頭通過阻抗元件接在晶閘管的門極與陽極之間。
采用本發(fā)明的晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，使變頻器剛合上電源時，直流部分串聯(lián)限流電阻，使電解電容的預(yù)充電電流限制在允許范圍之內(nèi)。當(dāng)預(yù)充電結(jié)束后，繼電器觸發(fā)電路輸出信號使晶閘管自觸發(fā)導(dǎo)通后將限流電阻短接，完成預(yù)充電過程。
優(yōu)選地，所述繼電器觸發(fā)電路包括電源，三極管和單片機(jī)；所述單片機(jī)通過三極管控制繼電器的通斷。
優(yōu)選地，所述單片機(jī)與繼電器觸發(fā)電路之間隔有光電耦合器，以保護(hù)單片機(jī)。
所述晶閘管兩端并聯(lián)壓敏電阻，保護(hù)晶閘管。
所述繼電器兩端并聯(lián)續(xù)流二極管，為繼電器的線圈提供了一個放電回路，起到保護(hù)光電耦合器的作用。
與現(xiàn)有的采用接觸器的電路相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.節(jié)省空間，可以直接安裝在散熱器上，與變頻器內(nèi)其他功率元件協(xié)調(diào)，使變頻器內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理。
2.由于晶閘管導(dǎo)通分?jǐn)酂o噪音，因此，欲充電環(huán)節(jié)只有小型繼電器閉合分?jǐn)鄷r的微小聲音，而沒有接觸器吸合分?jǐn)嗟妮^大噪音。
3.不會在吸合與分?jǐn)鄷r產(chǎn)生火花，安全性能高，可應(yīng)用于防爆場合。
4.采用晶閘管模塊方式，使變頻器內(nèi)部直流部分接線方便，并且沒有接觸器三極相并后電流不平衡的問題，使用簡單。
5.晶閘管觸發(fā)信號直接由直流部分電流經(jīng)阻抗元件供給，無須另外提供觸發(fā)信號，電路結(jié)構(gòu)簡單。


圖1為現(xiàn)有采用繼電器的預(yù)充電部分電路示意圖；圖2為現(xiàn)有采用接觸器的預(yù)充電部分電路示意圖；圖3為本發(fā)明的變頻器電路示意圖；圖4為本發(fā)明的變頻器電路中的預(yù)充電電路示意圖。
圖中標(biāo)號說明1-三相整流部分2-直流濾波部分3-IGBT逆變部分4-控制及驅(qū)動部分5-限流電阻6-壓敏電阻7-晶閘管8-阻抗元件9-繼電器10-續(xù)流二極管11-反向器12-電阻13-電阻14-光電耦合器15-電阻16-電阻17-三極管21-光電耦合器第一腳22-光電耦合器第二腳23-光電耦合器第三腳24-光電耦合器第四腳
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)圖3和圖4，給出本發(fā)明一個較好實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本發(fā)明的功能、特點(diǎn)。
如圖3所示，本發(fā)明的晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路包括三相整流部分1、直流濾波部分2、IGBT逆變部分3、控制及驅(qū)動部分4，其中直流濾波部分2含有一個預(yù)充電電路。下面就結(jié)合圖4詳細(xì)說明本發(fā)明中的預(yù)充電電路。
預(yù)充電電路主電路主要由限流電阻5、晶閘管7并聯(lián)組成。限流電阻5的阻值和功率根據(jù)變頻器預(yù)充電時間的長短定；晶閘管7的觸發(fā)信號由直流電流經(jīng)阻抗元件8直接供給，因此阻抗元件8的阻值選擇應(yīng)以電流能滿足晶閘管7觸發(fā)要求為準(zhǔn)；繼電器9的常閉觸頭接在晶閘管7的門極和陰極之間，常開觸頭接在晶閘管7的門極與阻抗元件8一端，目的在于讓繼電器9動作時使晶閘管7門極與阻抗元件8相連，直流電流經(jīng)由阻抗元件8向晶閘管7門極提供觸發(fā)信號，使晶閘管7自導(dǎo)通；壓敏電阻6并聯(lián)在晶閘管7兩端起過壓保護(hù)作用。
單片機(jī)通過光電耦合器14和三極管17等實(shí)現(xiàn)對繼電器9控制，單片機(jī)所用電源為直流5V，繼電器9線圈所用電源為直流12V，光電耦合器14的作用就是使單片機(jī)與繼電器線圈的12V直流電源相隔離，起到保護(hù)單片機(jī)的作用。光電耦合器14的第一腳21接+5V電源，第二腳22經(jīng)電阻13也接到+5V電源，第三腳23接地，第四腳24通過電阻15連接到三極管17的基極。電阻15串聯(lián)電阻16連接到繼電器9線圈所用電源。單片機(jī)輸出口PINOUT經(jīng)反向器11和電阻12接到光電耦合器14的第二腳22。電阻13起電平上拉的作用，當(dāng)單片機(jī)輸出口PINOUT懸掛而沒有輸出信號時，光電耦合器14的第二腳22將被上拉到接近5V，使發(fā)光二極管不導(dǎo)通不發(fā)光。光電耦合器14的三極管集電極與發(fā)射極間反向壓降最大7V，由于繼電器9的線圈是感性器件，當(dāng)線圈斷開電源后與光電耦合器14形成一個放電回路，使光電耦合器14中三極管集電極與發(fā)射極間形成反向壓降，可能使光電耦合器損壞。在繼電器9的線圈兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管10，為繼電器9的線圈提供了一個放電回路，起到保護(hù)光電耦合器14的作用。
當(dāng)變頻器剛合上電源時，單片機(jī)輸出口PINOUT輸出低電平，經(jīng)反向器11和電阻12給光電耦合器14的第二腳22高電平，這樣光電耦合器14中的發(fā)光二極管不導(dǎo)通不發(fā)光，使光電耦合器14的第三腳23、第四腳24不導(dǎo)通，三極管17的集電極和發(fā)射極間不導(dǎo)通，繼電器9線圈不通電，晶閘管7不導(dǎo)通。所以在此時，變頻器內(nèi)部經(jīng)三相整流橋1輸出的直流電流經(jīng)由限流電阻5為電解電容充電。
在預(yù)充電過程，變頻器系統(tǒng)監(jiān)測電容組兩端電壓，當(dāng)監(jiān)測到電容組兩端電壓上升到額定值后，單片機(jī)輸出口PINOUT輸出高電平，經(jīng)由反向器11和電阻12后給光電耦合器14的第二腳22以低電平，使光電耦合器14的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，光電耦合器14的第三腳23、第四腳24導(dǎo)通，三極管17的發(fā)射極和集電極間形成正壓降，三極管17發(fā)射極與集電極之間導(dǎo)通，繼電器9的線圈兩端接通+12V電源與地，使繼電器9觸頭動作，繼電器9觸頭動作后，晶閘管7的門極與陰極斷開連接，而改為通過阻抗元件8與陽極連接。這樣以后，經(jīng)三相整流橋1出來的直流電流經(jīng)阻抗元件8為晶閘管7門極提供觸發(fā)信號，使晶閘管7導(dǎo)通，限流電阻5短接，完成預(yù)充電過程。
由于晶閘管7是半控型器件，一旦導(dǎo)通，無論觸發(fā)信號如何變化(減小到零或反向)，都不會改變晶閘管7的導(dǎo)通狀態(tài)。因此，在晶閘管7導(dǎo)通以后繼電器9常開觸頭便可以恢復(fù)斷開，單片機(jī)輸出口PINOUT無需再輸出高電平。
以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍。例如，晶閘管可由PNP和NPN型兩個晶體管聯(lián)接替代。同樣，繼電器觸發(fā)電路可以有各種不同的形式，只要能夠適時觸發(fā)繼電器閉合和斷開，從而控制晶閘管的通斷即可。換句話說，凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，包括依次相連的整流部分，帶有預(yù)充電電路的直流濾波部分，逆變部分以及控制驅(qū)動部分；所述預(yù)充電電路包括繼電器觸發(fā)電路、繼電器和限流電阻；其特征在于，所述預(yù)充電電路還包括晶閘管，該晶閘管與所述限流電阻并聯(lián)；繼電器的常閉觸頭接在晶閘管的門極和陰極之間，常開觸頭通過阻抗元件接在晶閘管的門極與陽極之間。
2.如權(quán)利要求1所述的晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，其特征在于，所述繼電器觸發(fā)電路包括電源，三極管和單片機(jī)；所述單片機(jī)通過三極管控制繼電器的通斷。
3.如權(quán)利要求2所述的晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，其特征在于，所述單片機(jī)與繼電器觸發(fā)電路之間隔有光電耦合器。
4.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，其特征在于，所述晶閘管兩端并聯(lián)壓敏電阻。
5.如權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，其特征在于，所述繼電器兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種晶閘管自觸發(fā)式變頻器電路，包括依次相連的整流部分，帶有預(yù)充電電路的直流濾波部分，逆變部分以及控制驅(qū)動部分；所述預(yù)充電電路包括繼電器觸發(fā)電路、繼電器和限流電阻；其特征在于，所述預(yù)充電電路還包括晶閘管，該晶閘管與所述限流電阻并聯(lián)；繼電器的常閉觸頭接在晶閘管的門極和陰極之間，常開觸頭通過阻抗元件接在晶閘管的門極和陽極之間。變頻器剛合上電源時，直流部分串聯(lián)限流電阻，使電解電容的預(yù)充電電流限制在允許范圍之內(nèi)。當(dāng)預(yù)充電結(jié)束后，繼電器觸發(fā)電路輸出信號使晶閘管自觸發(fā)導(dǎo)通后將限流電阻短接，完成預(yù)充電過程。本發(fā)明的晶閘管自觸發(fā)式變頻器結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省空間，無噪音，無火花。
文檔編號H02M5/00GK1588779SQ20041005271
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者馮君祥, 李微華, 陳建海, 包秀杰, 吳品華 申請人:德力西集團(tuán)有限公司