目前最新定触发延迟角控制方式

一种软件控制触发脉冲延迟角的控制方式

摘要:介绍了一种晶闸管触发板, 该板可与单片机或微机系统相连, 通过软件编程控制DAC0832 输出的电压来改变板上T CA785 芯片的移相电压, 从而实现触发脉冲延迟角的精确可调和对晶闸管触发时刻的动态控制。

关键词:触发脉冲、延迟角、晶闸管

目前晶闸管应用领域越来越广,而在晶闸管使用中的主要问题是触发电路的设计。晶闸管由截止变为导通,必须具备一个外部条件。即在晶闸管的阴极和阳极之间加正向电压,且门极加正向控制电压。当晶闸管导通后,控制电压就不起作用了。门极所加的电压可以是直流或交流电压,也可以是脉冲电压,该电压称为触发电压,产生触发电压的电路称为触发电路。触发电路必须满足下列条件:①触发脉冲应有一定的幅值和功率。触发电路提供的触发脉冲功率要使所有的同等容量合格元件均能可靠触发而不至使元件损坏。所加触发脉冲的幅值要大于该元件的触发电压且小于允许门电压。不触发时,触发电路的漏电压应小于元件的触发电压。

②触发脉冲要有一定的宽度,当用窄脉冲控制时,脉冲宽度至少要大于阳极电流上升到挚住电流的时间,否则当触发脉冲消失时,晶闸管又将恢复阻断状态(一般可定为1拼s左右,但至少应大于6那)对三相桥式全控整流电路,要求触发脉冲宽度要大于60’或者应用间隔60’的双窄脉冲代替宽脉冲。其他晶闸管电路对脉冲宽度也有不同要求。③触发脉冲前沿要陡。晶闸管元件门极参数较分散,触发脉冲陡峭的前沿可使触发延迟角稳定,减小门极参数分散对延迟角的影响。

定触发延迟角在晶闸管整流器中,用来调压,与一般晶闸管调压系统一样,采用相位控制,通过改变触发脉冲的延迟角,来获得与逆变器输出频率相对应的不同大小的直流电压。晶闸管由于其投入时间可以控制, 因此自诞生以来就在各种工程领域得到了广泛应用。为了保证晶闸管在工程应用中能够正常工作, 很重要的一点就是保证在正确的时刻向晶闸管施加有效的触发脉冲。目前国内市场上常见的触发板对于触发延迟角的控制是通过电位器来调节移相电压从而达到调节触发脉冲延迟角的目的。这样的调节方法有以下不足:

( 1) 这种调节方法并不十分精确, 我们最终判定是否达到所希望得到的触发延迟角是通过在示波器上观察其触发脉冲与同步电压之间的关系得出来的, 这样存在着一些不可避免的误差。

( 2) 如果在实际应用中触发延迟角需要动态改变, 通过电位器来调节移相电压就会显得很麻烦,甚至没有办法使用。

( 3) 电位器的位置可能随着时间的推移而发生改变, 从而引起触发延迟角改变。

如果能够通过软件编程来控制移相电压的大小, 不但能够提高其精度, 也能克服上述不足。有一种智能化晶闸管触发板的设计, 通过单片机或微机编程来调节移相电压的大小, 进而实现对触发延迟角的精确动态控制。

此方式中,移相电压和锯齿波之间的交点决定了触发脉冲的位置。为了保证精度, 必须确定移相电压和触发角的关系式。理论上移相电压和触发角的关系近似为线性关系, 但实际上管脚10 的锯齿波波形并不是理想的锯齿波, 如果按照线性关系处理的话,会造成一定程度的偏差。解决该问题的方法有曲线拟合法、插值法等。考虑到精度和编程的难易程度, 在此选用的是插值法, 经过实验测试, 将0度到180度之间分为20 段进行插值就能保证足够的精度。C10在同步电压过零点处通过三极管放电, 其放电时间极短, 可以忽略不计。但必须考虑到三极管的偏置电压, 放电以后管脚10 上的电压还有,在最后计算中必须将其加入到移相电压中。

通过软件编程对所设计的触发板进行实验, 初始条件给定为45度和120度, 用Wavestar 软件将示波器上所得波形记录下来,从实验结果可以看出,该触发板能够通过软件精确控制触发延迟角。将两端子及接线做绝缘处理后, 跳闸现象消失, 再未出现此类故障。查明信号继电器KM 选型较大且动作不灵敏, 当中间继电器KA 动作时其没有相应动作, 影响了对故障点的判断。打火的产生可能与周围变频器的干扰信号及振动有关。此类故障较为偶然且隐蔽, 一般检修方法较难查出。由此可获得一些处理类似故障的经验。此类故障多因瞬间短路、断路引起, 但因每次故障后可即时起动, 可排除机械性的短路、断路可能, 瞬间打火短路的可能较大。打火短路引起跳闸断电, 故障消失, 之后系统又恢复正常。通过对此类故障的研究, 应注意线路绝缘及留有足够的安全距离, 防止产生线间打火现象, 同时应注意变频器对周围设备的干扰问题。

这里提出的晶闸管触发板通过软件编程来实现触发脉冲延迟角的连续可调, 精度较高, 能够广泛应用于交流调速、调压等领域, 尤其是一些对触发脉冲延迟角精度要求严格和需要对触发角进行动态控制的场合。该触发板已在晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器等静止无功补偿装置中得到成功应用。

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