由圖2可見(jiàn), 當(dāng)A、B、C端口剛送入3φ380VAC時(shí),則:
(1)KZi送入的電平為高,TLP741原邊不通,則付邊不通,整流橋內(nèi)置的可控硅不會(huì)導(dǎo)通,功率回路的充電電流只能通過(guò)三相全橋、R5、R6往功率電容C3充電,此前,上位機(jī)應(yīng)禁止負(fù)載從功率電容C3上用電;
(2)當(dāng)上位機(jī)檢測(cè)到C3電容兩端的電壓變化率小于規(guī)定值時(shí),則KZi送入的電平為低,允許TLP741原邊導(dǎo)通,則付邊在滿足開(kāi)通的條件下,隨時(shí)準(zhǔn)備好觸發(fā)整流橋內(nèi)置的可控硅導(dǎo)通。此時(shí),如果采樣電阻R6上的電壓降可能很小,不足以讓TLP741內(nèi)的可控硅導(dǎo)通,或R6上的電壓降足夠讓TLP741內(nèi)的可控硅導(dǎo)通,但并不足以讓整流橋內(nèi)置的可控硅導(dǎo)通,則在此段時(shí)間內(nèi),整流橋內(nèi)置的可控硅可能是不導(dǎo)通的;
(3)在送出的KZi信號(hào)為低,延時(shí)約10ms后(目的:充分保障觸發(fā)電路準(zhǔn)備好),允許功率回路C3帶負(fù)載。此時(shí),如果C3電容兩端電壓比整流出的電壓(即圖2中的0端對(duì)2腳端的電壓)高,則整流橋內(nèi)置的可控硅仍不導(dǎo)通,只有在下一個(gè)充電周期:當(dāng)0端的電壓比1端的電壓高、且采樣電阻R6上的電壓降足以讓整流橋內(nèi)置的可控硅導(dǎo)通時(shí),可控硅才會(huì)導(dǎo)通。由圖2功率回路帶電機(jī)負(fù)載(負(fù)載功率約為5KW)后測(cè)得的可控硅控制極(6、7端)實(shí)際波形如圖3、圖4所示。
由圖3可見(jiàn),在觸發(fā)脈沖的高電平期間,為可控硅關(guān)斷時(shí)間,為主要由功率電容C3向負(fù)載提供功率期,約占整個(gè)脈沖周期的1/3;在觸發(fā)脈沖的低電平時(shí)間,為可控硅完全導(dǎo)通時(shí)間,為整流回路往功率電容充電并向負(fù)載提供功率期,約占整個(gè)脈沖周期的2/3。
圖4為圖3波形的部分展開(kāi)圖,或者可以說(shuō)是瞬時(shí)往功率回路充電需要提供的額外電流值:正常值為往電容C3的充電電流(對(duì)應(yīng)圖3中的類(lèi)正弦波部分),額外值為往負(fù)載提供做功的電流(對(duì)應(yīng)圖3中的疊加在類(lèi)正弦波上的紋波部分)。圖4中的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于可控硅的關(guān)斷轉(zhuǎn)向?qū)?、充?負(fù)載電流均流經(jīng)電阻R5、R6的過(guò)渡期間。由于功率回路的PWM控制周期為6kHz,PWM開(kāi)通時(shí),電流流經(jīng)R6,于是有觸發(fā)脈沖加到可控硅的C、K極,PWM關(guān)斷時(shí),無(wú)電流流經(jīng)R6,于是無(wú)觸發(fā)脈沖加到可控硅的G、K極,所以此時(shí)間段內(nèi)可控硅的觸發(fā)脈沖頻率也是6kHz。
(4)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有故障或掉電需要關(guān)斷可控硅時(shí),上位機(jī)在完全斷開(kāi)功率回路的負(fù)載后,再使送出的KZi信號(hào)為高,則最多延時(shí)一個(gè)電周期(=1/(6*50) s≈3.33ms)后,可控硅必然關(guān)斷。
(5)重復(fù)1~4,即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的控制過(guò)程。
3 注意事項(xiàng)
在圖2方案電路中,要關(guān)注:
(1)電阻功率問(wèn)題:在圖2中,由上分析,可見(jiàn)電阻R5、R6在初次緩上電時(shí)瞬時(shí)流過(guò)的電流非常大,正常帶載工作過(guò)程,瞬時(shí)流過(guò)的電流也比較大,所以,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),必須注意選取電阻R5、R6的功率足夠大;同時(shí),在可控硅開(kāi)通瞬間,流過(guò)電阻R1、R2的瞬間電流也較大,如圖5所示,即為圖2功率回路帶電機(jī)負(fù)載(負(fù)載功率約為5kW)所測(cè)得的波形圖:
由圖可見(jiàn),R6的電壓降達(dá)7V,在每個(gè)供電周期(=50Hz*6=300Hz)均流過(guò)電流。由于R2的電壓降被可控硅G、K極嵌位在2V以?xún)?nèi),則在電阻R1上的壓降:
≥7-2=5(V)
電阻R1上的瞬時(shí)功率:≥5*5/47≈0.53(W)
可見(jiàn),電阻R1需承受的功率較大,所以也要注意選取電阻R1、R2的功率足夠大,以充分保障整個(gè)觸發(fā)控制電路的可靠性;
(2)時(shí)序問(wèn)題:在上電時(shí),如果在橋內(nèi)的可控硅未滿足導(dǎo)通條件,就允許功率回路帶上負(fù)載,則電阻R5、R6很容易就燒斷損壞,所以上電時(shí),一定要保證在充分滿足橋內(nèi)的可控硅所需的開(kāi)通條件后,再允許功率回路帶上負(fù)載工作;同樣,掉電時(shí),也要充分保證在完全斷開(kāi)負(fù)載后,再使可控硅關(guān)斷。否則,不但很容易會(huì)造成緩上電電阻R5、R6甚至R1、R2損壞,也使可控硅可能工作在大電流情況下關(guān)斷,極易產(chǎn)生很高的關(guān)斷過(guò)壓,進(jìn)而損橋內(nèi)的可控硅,更是對(duì)橋內(nèi)的可控硅的安全工作造成威脅;
(3)電流變化率問(wèn)題:在任何情況下,必須保證可控硅導(dǎo)通期任何時(shí)候的電流變化率都不能超過(guò)其標(biāo)稱(chēng)的重復(fù)值;
(4)通態(tài)平均電流額定值:在實(shí)際使用中,由于不能充分保證整流橋的散熱,則元件應(yīng)降額使用。具體降額多少,需根據(jù)實(shí)際使用狀況來(lái)決定。
(5)驅(qū)動(dòng)光耦問(wèn)題:由于涉及到強(qiáng)電、弱電隔離,可控硅導(dǎo)通時(shí)需要的推動(dòng)功率較大,光耦付邊耐壓?jiǎn)栴}等,必須慎重的選擇內(nèi)置可控硅的推動(dòng)光耦。
評(píng)論
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