软起动装置触发电路供电电源制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种６／１０ＫＶ软起动装置触发电路供电电源，包括：高频可调恒流电源，单匝电流环，耦合互感器与电压稳定电路；高频可调恒流电源通过高压绝缘电缆依次穿过每一个触发单元的耦合互感器，形成高频单匝电流环，将电能耦合至每一个触发单元，经电压稳定电路获得稳定的触发电源，解决了中、高压软起动及变流装置中晶闸管变流阀串联元件触发电路的隔离供电问题，保证触发电路电源稳定、抗电强度高且体积小、制造工艺简单、便于集成接线。本实用新型专利技术可应用于中、高压电机软起动控制及高压变流阀装置中的晶闸管串联元件触发电路的隔离供电，具有通用性和推广价值。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

软起动装置触发电路供电电源
本技术涉及供电电源，特别是软起动装置触发电路供电电源，具体是提出一种 6/10KV软起动装置触发电路供电电源，主要应用于中、高压电机软起动控制及高压变流 阀装置中的晶闸管串联元件触发电路的隔离供电，具有一定的通用性。技术背景 目前，国内外6/10KV软起动装置晶闸管变流阀触发电路供电电源采用变压器隔离 供电方案，通过触发供电变压器将控制电源隔离并转换为触发电路所需的电压，接入与 主回路连接的触发电路，经整流、滤波、稳压等环节形成触发单元电源。此种方式存在 以下缺点- 1) 变压器体积大。由于触发电源需要足够能量以满足晶闸管变流阀强触发的要求，变 压器功率和体积均较大且数量众多，占用了相当大的安装空间，设备笨重，故障率 高； 2) 变压器制造难度大。由于该变压器一次与二次绕组之间要求达到数万伏绝缘强度， 变压器结构设计困难，制造工艺复杂，难以满足量产要求； 3) 经济成本高。该变压器属非标产品，结构复杂，制造工艺要求极为严格，制造成本 高； 4) 接线复杂。变压器的二次侧均需要接到与主回路直接相连的触发电路，对连接导线 绝缘等级及行线工艺要求严格，难以满足工业化量产。随着科学技术的进步，高压变流装置的应用越来越广泛。从中、高压电机的起动控 制、变频调速到柔性交流输电及高压直流输电等应用领域，不可避免地面临半导体功率 元件(SCR、 MOSFET、 IGBT、 ICGT等)的触发极控制问题。如前所述，传统的利用变 压器隔离的方式提供触发电源难以满足变流装置向高电压、大功率方向发展的技术和工 艺要求。 专利
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种软起动装置触发电路供电电源，具体是提出一种 6/10KV软起动装置触发电路供电电源，可以克服现有技术的不足，解决了中、高压软起 动及变流装置中晶闸管变流阀串联元件触发电路的隔离供电问题，保证触发电路电源稳 定、抗电强度高且体积小、制造工艺简单、便于集成接线，主要应用于中、高压电机软 起动控制及高压变流阀装置中的晶闸管串联元件触发电路的隔离供电。本技术具有 通用性和推广价值。本技术提供的6/10KV软起动装置触发电路供电电源包括 1) 高频可调恒流电源 2) 单匝电流环 3) 耦合互感器与电压稳定电路 高频可调恒流电源通过高压绝缘电缆依次穿过每一个触发单元的耦合互感器，形成 高频单匝电流环，将电能耦合至每一个触发单元，经电压稳定电路获得稳定的触发电源。所述的高频可调恒流电源包括输入保险、PTC (正温度系数元件)元件、AC/DC电 源电路、整流电路、滤波电容、MOSFET开关管、脉冲变压器、驱动电路、PWM脉宽 调制电路、限压恒流取样环节、电压取样电路、电流取样电路、频率调节电位器、电流 调节电位器、耦合电容、高频变压器、无源带通滤波器和电流互感器。其连接关系如下 自AC1、 AC2输入的工频交流电源经输入保险、PTC元件接入AC/DC电源电路和整流 电路，AC/DC电源电路的输出为DC12V供电电源，为控制回路提供电源偏置；整流电 路的直流输出连接由滤波电容组成的滤波电路及由MOSFET开关管组成的逆变支路，构 成半桥逆变环节；逆变环节的输出经耦合电容连接高频变压器的一次侧，高频变压器的 二次侧经无源带通滤波器连接输出端子HF0、 HFI和HFV;带通滤波器连接恒流输出端 子的导线穿过电流互感器，经电流取样电路进入限压恒流取样环节，电流调节电位器连 接电流取样电路；带通滤波器的输出经电压取样电路作为限压恒流取样环节的第二个输 入；限压恒流取样环节的输出连接PWM脉宽调制电路的反馈输入端；PWM脉宽调制电 路输出两路脉宽信号， 一路经驱动电路和脉冲变压器连接至逆变环节高侧MOSFET开关 管的门极，另一路经驱动电路和脉冲变压器连接至逆变环节低侧MOSFET开关管的门极； 频率调节电位器连接与PWM脉宽调制电路的输入端；外部使能控制8输入端EN1、 EN2 连接于PWM脉宽调制电路的使能端。所述的单匝电流环是一根依次穿过每一个触发单元上的耦合互感器的高压绝缘电 缆，形成高频可调恒流电源的单匝恒流负载回路。所述的触发单元耦合互感器与电压稳定电路包括高频互感器、 一次高频恒流高压绝 缘电缆、整流电路、高频开关管、二极管、滤波电容、PWM调制电路、电压反馈与调节 电路、定时电路与第二稳压电路。其连接关系如下 一次高频恒流高压绝缘电缆穿过高 频互感器，高频互感器的二次输出S1、 S2经整流电路、开关管、二极管连接至滤波电容 的正极并输出至P+端子；电压反馈与调节电路连接P+端子及PWM调制电路，PWM调 制电路的定时端子连接定时电路；PWM调制电路的脉宽调制输出端连接高频开关管的门 极。第二稳压电路连接P+端子，其输出连接+5V输出端子。本技术可应用于中、高压电机软起动控制及高压变流阀装置中的晶闸管串联元 件触发电路的隔离供电。本技术提出的中、高压软起动装置晶闸管变流阀触发电路供电电源采用高频恒 定电流环依次穿过各触发单元耦合互感器，在互感器二次侧经过电源调理，得到适合晶 闸管变流阀强触发要求的稳定直流电源，具备以下优点1) 体积小、重量轻。因采用了高频技术，耦合互感器的体积和重量大幅縮小，仅 相当于传统变压器的1/20，且直接安装于触发单元的PCB电路板上，省去了
技术介绍
中的电源接线；2) 制造工艺简单，成本低廉，节省有色金属材料。3) 高频电流环输出电流及频率可调，适合不同场合的要求。4) 保护功能齐全。具备电压过压保护，输出过流保护。5) 稳定性高。装置通过电流闭环控制，反应速度快，对于商用电网的电压波动及 负载变化具有极强的适应性，输出精度可达1%。6) 电源能量耦合仅需一根承载高频恒定电流高压电缆依次穿过各触发单元耦合互 感器，彻底解决了高压主回路与低压控制回路的抗电隔离问题；7) 可靠性高。主要零部件和核心部件采用采用优质进口元器件，控制电路采用专 有技术，保护齐全，隔离及抗干扰措施合理。本技术彻底解决了高压主回路与低压控制回路的抗电隔离问题，保证晶闸管变 流阀触发电路的稳定可靠，彻底解决因触发电路不良而造成的大面积元件烧损问题，提 高设备的可靠性；同时控制回路接线大大简化，不但提高了高压软起动设备系统集成的 生产效率，而且对降低设备的制造成本，提高市场竞争力大有益处。附图说明图l为该供电方案概图，描述此方案的总体思想。图2为触发单元耦合互感器与电压稳定电路原理框图。图3为高频可调恒流电源电路原理框图。图4为触发单元耦合互感器与电压稳定电路详细原理图。图5为高频可调恒流电源电路详细原理图。具体实施方式参见图l。由n组(n取值范围可以为2 15)元件串联构成的晶闸管组件1 (对于 6KV系统，n=3;对于10KV系统，n=5)构成高压变流阀。本技术提出的中、高压 软起动装置晶闸管触发电路供电电源的新型解决方案如下低压交流电源7通过高频可 调恒流电源2进行高频化转换，由依次穿过触发单元4上的高频互感器5的一根高压绝 缘电缆3形成单匝电流环，经过触发单元4上的电压稳定电路41为一组串联晶闸管组件 1提供触发电源。在图1中，单匝电流环3是一根依次穿过每一个触发单元4上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软起动装置触发电路供电电源，其特征在于它包括：　１）高频可调恒流电源　２）单匝电流环　３）耦合互感器与电压稳定电路　高频可调恒流电源通过高压绝缘电缆依次穿过每一个触发单元的耦合互感器，形成高频单匝电流环，将电能耦合至每一个触发单元，经电压稳定电路获得稳定的触发电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张福民，刘子胥，李占凯，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]