CN112350591B - 一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法 - Google Patents

Abstract

一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法，通过脉冲时序的控制，使得晶闸管整流机组能够始终保持反向电流通路，从而避免机组跳闸或其他原因导致的电流突变时负载电感分量带来的感应电压击穿桥臂，或者在整流桥串联工作在深控情况下电流不连续的问题。本发明应用在反向截止型晶闸管三相桥式整流电路中，不增加系统硬件情况下可使三相晶闸管整流桥能直接串联，可有效提高感性负载条件下特别是大电流工作下的安全性。

Description

一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法

技术领域

本发明涉及一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法。

背景技术

晶闸管整流机组具有广泛的应用，三相全控桥式整流电路被广泛采用，可以通过相控方式大范围调整输出。控制晶闸管的信号通常为双窄脉冲序列，通过脉冲序列的相位控制，实现输出调整功能，这种触发方式尤其用在大功率的整流装置。

当整流输出带有感性负载时，如果遇到交流测跳闸等情况，桥路输入端电压突变，此时负载端的电感将释放磁能，产生较高的反压，导致桥路承受较大电压冲击，容易造成桥路发生击穿损坏。在大功率整流现场，这种原因可能导致严重的后果。因会带来成本和可靠性问题，理论上的并联二极管续流臂的方式不太具有实际价值。

另一种情况是整流桥串联。通过串联整流桥（或装置）串联可以得到较高输出电压。同时，为了降低整流造成的谐波干扰，不同桥路的输入端会进行移相。当装置深控时，单个桥路的输出电流不连续，晶闸管进入截止状态，此时串联的另外桥路输出被阻断，从而造成串联电路工作异常。通常的解决方法是增加续流二极管或续流二极管桥臂。但当输出电流增大，该续流管的容量会大幅上升，带来成本、体积重量等多种问题。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法，通过脉冲时序的控制，使得晶闸管整流机组能够始终保持反向电流通路，从而避免机组跳闸或其他原因导致的电流突变时负载电感分量带来的感应电压击穿桥臂，或者在整流桥串联工作在深控情况下电流不连续的问题，本发明应用在反向截止型晶闸管三相桥式整流电路中，不增加系统硬件情况下可使三相晶闸管整流桥能直接串联，可有效提高感性负载条件下特别是大电流工作下的安全性。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法，所述三相桥式整流电路包括由桥臂1和桥臂4、桥臂3和桥臂6、桥臂5和桥臂2构成的三个半桥组成，每个半桥的中点连接交流输入的其中一相；所述触发方法是通过脉冲时序的控制，使得晶闸管整流机组能够始终保持反向电流通路，步骤包括：

1）t₀时刻，桥臂1换相开通，桥臂6进行补脉冲，桥臂1脉冲持续，同时打开桥臂1对应的桥臂4并持续触发，正常整流情况下，此时桥臂4处于反偏状态，不能导通，因此不会影响桥路输出；

2）t₁时刻，桥臂2换相开通，桥臂1进行补脉冲，桥臂2脉冲持续，此时关闭桥臂4的续流触发脉冲，桥臂4退出续流待命状态，同时打开桥臂2对应的桥臂5并持续触发，正常整流情况下，此时桥臂5处于反偏状态，不能导通，因此也不会影响桥路输出；

3）重复上述的换相过程，实现持续工作。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

1）本发明不需要对主功率电路进行修改，节约了续流电路成本，对于大功率应用，节约的成本非常明显；

2）由于脉冲触发功率电路的工作特点，功率储备一般都很大，因此大部分情况下并不需要改进脉冲触发电路，即使需要改进，这部分的成本投入也相当有限；

3）特别是对于大电流的整流场合，线路附加电感对主回路影响很大，而并联续流电路会面临较大风险，本发明可以较好地提高整流系统的可靠性。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明的背景应用电路示意图；

图2为传统的双窄脉冲触发方式的脉冲序列示意图；

图3为本发明所述触发方式的脉冲序列示意图。

实施方式

一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法，如图3所示，所述三相桥式整流电路包括由桥臂1和桥臂4、桥臂3和桥臂6、桥臂5和桥臂2构成的三个半桥组成，每个半桥的中点连接交流输入的其中一相，如图1 所示；所述触发方法通过脉冲时序的控制，使得晶闸管整流机组能够始终保持反向电流通路，步骤包括：

1）t₀时刻，桥臂1换相开通，桥臂6进行补脉冲，桥臂1脉冲持续，同时打开桥臂1对应的桥臂4并持续触发，正常整流情况下，此时桥臂4处于反偏状态，不能导通，因此不会影响桥路输出；

2）t₁时刻，桥臂2换相开通，桥臂1进行补脉冲，桥臂2脉冲持续，此时关闭桥臂4的续流触发脉冲，桥臂4退出续流待命状态，同时打开桥臂2对应的桥臂5并持续触发，正常整流情况下，此时桥臂5处于反偏状态，不能导通，因此也不会影响桥路输出；

3）重复上述的换相过程，实现持续工作。

本发明在传统的触发脉冲序列基础上增加了自续流触发脉冲序列。

通过给反向偏置的桥臂施加触发脉冲的方式，既保证主电路原有的移相调节控制能力，又可以提供外部电流的续流通道。使主回路在不增加续流电路的情况下，在深控工作时仍然可以串联输出。在实现上述功能情况下不需要增加主回路硬件。

如图1所示，为本发明的背景应用电路，标准的三相整流桥，数字序号Q1~Q6分别代表6个桥臂，数字顺序即为触发先后的相位顺序，通过对桥臂脉冲序列的控制，实现整流输出的调节。

如图所示，为传统的双窄脉冲触发方式的脉冲序列，横轴为时间坐标，桥臂编号1~6分别对应图1中的Q1~Q6。同步点到t₀之间的时间距离即为控制角，通过控制角的调整实现相控，控制角为0时桥路全开通，相当于二极管整流电路，控制角在可移相范围的最大值时，桥路输出为零。t₀~t₅分别为整流桥的6个换相点，间隔为60°。

如图3所示，为本发明所述触发方式的脉冲序列，从图中可以看出，在双窄脉冲基础上，增加了较宽的新脉冲序列，随着换相规律，持续有一个半桥的上下臂同时处于触发状态。与图2一致，t₀~t₅分别为整流桥的6个换相点，间隔为60°。期间导通桥臂和续流桥臂均发生换相。

1.t₀时刻，桥臂1换相开通，桥臂6进行补脉冲。桥臂1脉冲持续，同时打开桥臂1对应的桥臂4并持续触发。正常整流情况下，此时桥臂4处于反偏状态，不能导通，因此不会影响桥路输出。

2.t₁时刻，桥臂2换相开通，桥臂1进行补脉冲。桥臂2脉冲持续，此时关闭桥臂4的续流触发脉冲，桥臂4退出续流待命状态，同时打开桥臂2对应的桥臂5并持续触发。正常整流情况下，此时桥臂5处于反偏状态，不能导通，因此也不会影响桥路输出。

3.重复类似的换相过程，实现持续工作。

4.当桥路输入突然跌落，负载电感分量为了维持输出回路电流不变，将在整流输出两端产生反向感应电压。如该现象发生在t₀~t₁时段，此电压将导致续流臂Q4导通，与桥臂Q1一起在整流输出两端形成直通通路，泄放电感能量，将感应电压钳制在较低水平。如输入跌落发生在其他时段，对应的桥臂也会发生同样的过程，从而避免感应电压破坏整流电路。

5.在晶闸管整流桥串联应用时，必须保证串联的所有桥路均具备电流通道才能正常输出，这样一来，如果某一个桥处于电流不连续工作的状态，就有可能中断输出，因此在深控状态下电路不具有连续的调节能力，也不能做到独立调整。为了解决这个问题，通常需要在每个整流桥输出反接续流二极管。但采用本发明提供的触发方式后，由于整流桥时刻具备正确方向的电流通道，也就可以解决串联应用的问题。

在晶闸管整流应用案例中，上述应用场景广泛存在，因此本发明有较好的应用和推广意义。

Claims (1)

1.一种三相桥式晶闸管整流电路的触发方法，所述三相桥式晶闸管整流电路包括由上桥臂1和下桥臂4、上桥臂3和下桥臂6、上桥臂5和下桥臂2构成的3个半桥组成，每个半桥的中点连接交流输入的其中1相；其特征在于，所述触发方法是通过脉冲时序的控制，使得晶闸管整流机组能够始终保持反向电流通路，具体包括以下步骤：

1）t₀时刻，上桥臂1换相开通，下桥臂6进行补脉冲，上桥臂1脉冲持续，同时打开上桥臂1对应的下桥臂4并持续触发，正常整流情况下，此时下桥臂4处于反偏状态，不能导通，因此不会影响桥路输出；

2）t₁时刻，下桥臂2换相开通，上桥臂1进行补脉冲，下桥臂2脉冲持续，此时关闭下桥臂4的续流触发脉冲，下桥臂4退出续流待命状态，同时打开下桥臂2对应的上桥臂5并持续触发，正常整流情况下，此时上桥臂5处于反偏状态，不能导通，因此也不会影响桥路输出；

3）t₂时刻，上桥臂3换相开通，下桥臂2进行补脉冲，上桥臂3脉冲持续，此时关闭上桥臂5的续流触发脉冲，同时打开上桥臂3对应的下桥臂6并持续触发进行续流；

4）t₃时刻，下桥臂4换相开通，上桥臂3进行补脉冲，下桥臂4脉冲持续，此时关闭下桥臂6的续流触发脉冲，同时对上桥臂1进行持续触发以完成续流；

5）t₄时刻，上桥臂5换相开通，下桥臂4进行补脉冲，上桥臂5脉冲持续，此时关闭上桥臂1的续流触发脉冲，同时对下桥臂2进行持续触发以完成续流；

6）t₅时刻，下桥臂6换相开通，上桥臂5进行补脉冲，下桥臂6脉冲持续，此时关闭下桥臂2的续流触发脉冲，同时对上桥臂3进行持续触发以完成续流，上桥臂3的触发脉冲将在下个周期开始时刻关闭；

7）重复上述换相过程，实现持续工作。