專利名稱：三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器的制作方法
技術領域：
本實用新型發(fā)明屬于可控硅調(diào)功器的改進。
在國內(nèi)外電加熱系統(tǒng)中，以可控硅為開關元件，進行功率控制，多采用二位式通斷控制或移相控制，前者溫度控制精度較低，而后者雖然控制精度較高，但負載得到的電壓波形是正弦波形的一部分，其傅立葉分解中的高次諧波將引起電網(wǎng)波形的畸變，并產(chǎn)生射頻干擾。為克服上述兩種調(diào)功方式的缺點，目前生產(chǎn)了過零觸發(fā)可控硅調(diào)功設備，但觸發(fā)電路大都由分立元件組成，并且觸發(fā)電路同步信號的取得，需要同步變壓器，脈沖輸出需要脈沖輸出變壓器，觸發(fā)電路結構復雜，此外調(diào)功器的主電路通常是由六只可控硅或由三只雙向硅組成，因此原調(diào)功器的體積較大、成本高、調(diào)整不方便、運行可靠性較低。
本實用新型發(fā)明的目的是以提高溫度控制精度降低成本和克服高次諧波引起電網(wǎng)波形的畸變和射頻干擾為前題，改進目前電加熱系統(tǒng)功率控制設備的電路的結構和性能，使觸發(fā)電路集成化，實現(xiàn)高低壓電路的光電隔離，省去傳統(tǒng)的觸發(fā)電路中的同步變壓器和脈沖變壓器，減少主電路中所用單向可控硅的數(shù)目，大幅度地消減電路器件，從而提供一種造價較低、便于調(diào)試、運行可靠的三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器。
以下結合
三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器的發(fā)明內(nèi)容圖1是三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器的原理框圖。
圖2是三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器的觸發(fā)電路圖。
圖3是三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器的主電路圖。
圖4是三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器的實施例。
在圖1中F1是直流穩(wěn)壓電源，F(xiàn)2是低壓V／ (H)/(T) 轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)3是光電耦合電路，F(xiàn)4是零電壓脈沖發(fā)生電路，F(xiàn)5是功率控制及保護電路，F(xiàn)9是電流－電壓轉(zhuǎn)換電路，F(xiàn)6是用戶對稱阻性負載(Y接或△接均可)。F7是溫度傳感器，其信號輸入F8中。F8是PID溫度調(diào)節(jié)器，其中F6、F7、F8是調(diào)功器以外的負載和溫度檢測設備。
現(xiàn)有的三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器，一般包括直流穩(wěn)壓電源、觸發(fā)電路和主電路。本調(diào)功器的特征是引入了集成化的觸發(fā)電路和用三只單向可控硅元件配合二極管組成的主電路。集成化的觸發(fā)電路是由低壓V／ (H)/(T) 轉(zhuǎn)換電路F2、高低壓光電隔離電路F3、含三塊集成片的三相電壓過零脈沖發(fā)生電路F4和電流－電壓轉(zhuǎn)換電路F9組成。F2通過F3控制F4。F9將F8輸出的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸入F2中以控制方波占空比。F1向F2提供直流電壓。F2將直流電壓信號轉(zhuǎn)換為在一定采樣周期中的矩形波脈寬，使其比值 (H)/(T) 在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)以控制F4是否輸出觸發(fā)脈沖。F3的后級F4直接由三相交流電源JLY供電，為此F3起了將高低壓電路實行光電隔離作用，這是本調(diào)功器的一個特點。
在圖2中集成電路IC1是具有正反饋作用的比較器。電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和電容C1為阻容環(huán)節(jié)。DW1、DW2是起限幅作用的穩(wěn)壓二極管。以上幾部分組成了三角波發(fā)生器。三角波周期可通過改變開關K的接點位置以串接不同阻值的電阻來調(diào)節(jié)。集成電路IC2與電阻R8、R9、R10、R11組成電壓比較器。FY和ZY分別是由F1提供的負、正電源。XL為0－10mA電流信號。電壓比較器將三角波與XL轉(zhuǎn)化來的直流電壓信號進行比較，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)或與ZY在電位器R11上的壓降進行比較，實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)。為使電流信號為零時，占空比輸出H／T恰好為零，在IC2的正輸入端引入一個恒定的負電壓，這個負電壓由FY在R8上的壓降獲得。三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器中的低壓V／ (H)/(T) 轉(zhuǎn)換電路F2是由上述的三角波發(fā)生器和電壓比較器組成。
集成電路IC3、IC4、IC5和發(fā)光二極管LED組成光電耦合電路F3。集成電路IC6、IC7、IC8，電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25，電容C2、C3、C4、C5、C6、C7組成零電壓脈沖發(fā)生電路F4。電阻R12、R13組成電流－電壓轉(zhuǎn)換電路F9。三相過零脈沖發(fā)生電路F4通過星接降壓電阻R23、R24、R25使三個過零脈沖集成電路IC6、IC7、IC8直接與輸入交流電源相接，它所產(chǎn)生的電壓過零脈沖與可控硅的控制極相接，不用同步變壓器和脈沖變壓器，與現(xiàn)有的觸發(fā)電路相比不僅降低了造價而且還可以節(jié)省觸發(fā)電路的能量消耗，這是本實用新型的又一個特點。圖2中的A、B、C為三相輸入電源，a、b、c為三相輸出脈沖，阿拉伯數(shù)字〔2〕、〔4〕、〔5〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕、〔10〕、〔11〕、〔13〕為集成電路塊管角號，從圖2中不難看出三相調(diào)功器的觸發(fā)電路主要是由八塊集成電路組成無一分立半導體器件，這也是本調(diào)功器的一個特點。
在圖3中T1、T2、T3是單向可控硅，D1、D2、D3是整流二極管，Rym1、Rym2、Rym3是壓敏電阻，R是用戶對稱阻性負載即F6。XD1、XD2、XD3是指示燈。A1、A2、A3是電流互感器及電流表。LJ1、LJ2是過流繼電器。RD1、RD2、RD3是快速熔斷器。A、B、C與a、b、c在圖2中說明不再重復。
以上器件組成了三相過零觸發(fā)調(diào)功器的主電路。這個主電路功率控制器件僅用三只單向硅配合三只二極管組成，這是該調(diào)功器的又一特點。
在圖4中，BY、D7、D8、D9、D10、C8、C9、C10、C11及IC9、IC10組成了直流穩(wěn)壓電源，向觸發(fā)電路提供直流電源，其余部分的符號已在圖2或圖3的說明中介紹，此處不再重復，其各種集成塊的型號及電阻電容參數(shù)如下
IC1、IC2的型號可選用μA741IC3、IC4、IC5的型號可選用117IC6、IC7、IC8的型號可選用3059IC9的型號可選用7815IC10的型號可選用7915R1、R11、R13、R16、為1KΩ R9為2KΩR2、R5、R14為100KΩ R10為9KΩR3為11KΩ R12為2.7KΩR4為200KΩ R15為820ΩR6為40KΩ R17、R18、R19為10KΩR7、R20、R21、R22為47KΩ R23、R24、R25為15KΩR8為45KΩC1為32μFC2、C3、C4為1μFC8、C9、C10、C11為220μF以上制成的調(diào)功器，已經(jīng)過運行考驗與現(xiàn)有的調(diào)功器比較，本實用新型克服了二位式通斷控制溫度控制精度低和移相控制引起電網(wǎng)波形畸變并產(chǎn)生射頻干擾的缺點。由于觸發(fā)電路的集成化，采用了高低壓隔離的光電耦合器件，節(jié)省了傳統(tǒng)的同步變壓器和脈沖變壓器，加之主電路的簡化，使整個調(diào)功器的電路結構簡捷，所以本實用新型發(fā)明的三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器具有造價較低，便于調(diào)試，精度高，運行可靠等優(yōu)點?？蓮V泛應用于各種電阻性負載加熱系統(tǒng)，以實現(xiàn)對電功率及溫度的自動控制。
權利要求1.一種三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器，一般包括直流穩(wěn)壓電源、觸發(fā)電路和主電路，其特征在于引入集成化的觸發(fā)電路和用三只單向可控硅元件配合二極管組成的主電路。
2.按照權利要求1，所述的三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器，其特征在于集成化的觸發(fā)電路由低壓V／ (H)/(T) 轉(zhuǎn)換電路F2、高低壓光電隔離電路F3、含三塊集成片的三相電壓過零脈沖發(fā)生電路F4和電流－電壓轉(zhuǎn)換電路F9組成，F(xiàn)2通過F3控制F4。
3.按照權利要求2，所述的三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器，其特征在于三相過零脈沖發(fā)生電路F4通過星接降壓電阻R23、R24、R25使三個過零脈沖集成電路IC6、IC7、IC8直接與輸入交流電源相接，它所產(chǎn)生的電壓過零脈沖與可控硅的控制極相接，不用同步變壓器和脈沖輸出變壓器。
專利摘要三相過零觸發(fā)可控硅調(diào)功器，屬于可控硅調(diào)功器的改進。本實用新型發(fā)明的特點是使觸發(fā)電路集成化，采用光電耦合器件，使高、低壓隔離，并省去傳統(tǒng)的同步變壓器和脈沖變壓器；主電路由三支單向可控硅元件配合二極管組成，從而降低了整機造價。該設備運行可靠、精度較高、便于生產(chǎn)和調(diào)試。并且對于電網(wǎng)無波形污染和射頻干擾?？蓮V泛應用于各種電阻性負載加熱系統(tǒng)，實現(xiàn)對電功率及溫度的自動控制。
文檔編號H02M5/257GK2031975SQ8820496
公開日1989年2月1日 申請日期1988年5月6日 優(yōu)先權日1988年5月6日
發(fā)明者常向榮, 張則章, 厐大勇, 徐鈞津 申請人:天津師范大學