[發明專利]晶閘管串聯調壓電路

有效

• 申請號: 201010259193.4
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101902120A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 寧國云;李新洲;肖少兵;毛康宇
• 申請（專利權）人: 大禹電氣科技股份有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M1/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄧寅杰

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其是一種晶閘管串聯調壓電路。

背景技術

圖1所示為三相三組晶閘管串聯電路，也可以是多組晶閘管串聯電路或單相電路。晶閘管Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16構成A相調壓電路，晶閘管Q21、Q22、Q23、Q24、Q25、Q26構成B相調壓電路，晶閘管Q31、Q32、Q33、Q34、Q35、Q36構成C相調壓電路。電阻R11、R12、R13和電容C11、C12、C13、構成A相均壓電路，電阻R21、R22、R23和電容C21、C22、C23構成B相均壓電路，電阻R31、R32、R23和電容C31、C32、C33構成C相均壓電路。壓敏電阻D11為并聯在晶閘管Q11、Q12上，用于保護晶閘管Q11、Q12，也可用過壓保護板代替壓敏電阻。同理D12、D13、D21、D22、D23、D31、D32、D33也是用于保護晶閘管，通過調節可控硅的移相角來調節輸出電壓。輸出接電阻負載，且假設串聯的可控硅同時導通同時關斷，其輸出電壓、電流波形如圖2所示。從圖2可以看出晶閘管移相電路的輸出電壓、輸出電流均存在大量諧波分量；圖3為當連接電阻負載時不同導通角的基波和諧波分量，如圖3所示，當晶閘管移相電路連接電阻負載或電感負載時，晶閘管移相電路的基波和諧波分量大量存在，說明晶閘管移相電路的基波和諧波分量也與負載類型有關。

表1為典型晶閘管特性參數，從表中可以看出門極觸發電流是從40mA到300mA之間，門極觸發電壓是0.8V到3.0V之間，即使選用同一型號的晶閘管，其觸發條件也不能保證完全一致，因此串聯可控硅完全同時導通是f不可能實現的。從表中還可以看出維持電流是20mA到300mA之間，可見其完全同時關斷也是不可能實現的，由于串聯可控硅參數上的差異，串聯可控硅開關不一致會進一步增加串聯支路上的諧波電壓和諧波電流。

晶閘管移相調壓產生的大量諧波成分一旦產生諧振，將會導致晶閘管局部過壓，輕則導致可控硅損壞，重則影響電網及系統的安全。在工程實際應用中也經常發生晶閘管過壓擊穿，壓敏電阻擊穿等故障現象。大多也是由于系統諧振造成晶閘管串聯回路過壓。

從上述分析可知由于晶閘管串聯移相必定會產生一部分特定的諧波分量，該諧波分量的存在嚴重影響了晶閘管串聯調壓電路的可靠性。以下為表1：典型晶閘管參數表。

根據前面的分析可以看出，現有多組晶閘管串聯調壓電路有以下不足：

1、由于晶閘管移相調壓電路的固有特性，必然產生大量諧波，過多的諧波電壓或諧波電流嚴重威脅著器件及外圍設備的安全運行。

2、多組晶閘管串聯調壓電路一旦發生諧振，將直接導致串聯支路局部過壓，而常規的過壓保護器件受容量的限制，不能吸收或抑制諧振造成的巨大能量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可靠的晶閘管串聯調壓電路，可以防止晶閘管串聯回路上發生諧振，保護晶閘管及其外圍電路的安全。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案為：晶閘管串聯調壓電路，用于串接在交流電源與負載之間，其包括至少2對串聯在一起的反并聯晶閘管、與反并聯晶閘管相匹配聯接的均壓電路、與反并聯晶閘管相匹配聯接的過壓保護電路，其不同之處在于：所述晶閘管調壓電路中每對反并聯晶閘管兩端還并聯有諧波抑制電路。

按以上方案，所述諧波抑制電路由一個或多個共模或差模電抗器構成，共模或差模電抗器聯接在各對反并聯晶閘管之間。

按以上方案，所述諧波抑制電路包括一個或多個共模或差模電抗器、與共模或差模電抗器對應數量的吸收電容，共模或差模電抗器與吸收電容串聯后跨接在各對反并聯晶閘管之間。

按以上方案，所述諧波抑制電路包括一個或多個共模或差模電抗器、與共模或差模電抗器對應數量的吸收電容與吸收電阻，吸收電容及吸收電阻串聯或并聯后構成LC電路，LC電路再與共模或差模電抗器串聯后跨接在各對反并聯晶閘管之間。

晶閘管調壓電路用于具有以下特性的應用場合：1)、采用兩組及兩組以上晶閘管串聯工作；2)、采用晶閘管移相導通技術，調節晶閘管導通角，來調節輸出電壓。

在上述特征電路的基礎上，本發明晶閘管調壓電路具有以下明顯特征：

1)、在每個反并聯的晶閘管上，并聯了LCR構成的諧波抑制電路。LCR有多種電路結構且可以為零。

2)、L通常采用多相耦合方式

與現有技術對比，本發明的有益效果在于：

1)、完全避免了晶閘管串聯支路發生諧振的可能性，極大的保護了晶閘管及其相關器件。

2)、諧波抑制電路具有動態均壓功能，改善了晶閘管串聯電路的均壓性能。