晶閘管投切電容器的觸發(fā)電路
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前言
在快速無(wú)功補償和諧波濾波裝置中，要用晶閘管作為執行元件投切電容器，做為T(mén)SC電路，前文分析了三種TSC的主電路。執行元件晶閘管根據應用場(chǎng)合的不同，有餅式的、模塊的和雙向可控硅的不同結構型式。針對不同的主回路和不同的晶閘管型式,觸發(fā)電路也不同。TSC要求在晶閘管電壓過(guò)零點(diǎn)觸發(fā)，確定晶閘管電壓過(guò)零點(diǎn)的方法有兩種，一種是從電網(wǎng)電壓取得同步信號，一種是從晶閘管的陽(yáng)極和陰極取得過(guò)零信號。
本文分析現存的各種觸發(fā)電路的特點(diǎn)，由此推出一種新型的從主回路晶閘管上獲取晶閘管電壓過(guò)零信號的電路，以該電路支撐產(chǎn)生一系列觸發(fā)電路，取得了優(yōu)秀的觸發(fā)效果。首先：
1. 介紹晶閘管投切電容器的原理和快速過(guò)零觸發(fā)要求
晶閘管投切電容器組的關(guān)鍵技術(shù)是必須做到電流無(wú)沖擊。晶閘管投切電容器組的機理如圖一所示，
當電路的諧振次數n為2、3時(shí)，其值很大。
式(2)的第三項給出當觸發(fā)角偏離最佳點(diǎn)時(shí)的振蕩電流的幅值;式(2)中的第二項給出當偏離最佳予充電值時(shí)振蕩電流的幅值。若使電容器電流ic=C*du/dt=0，則du/dt=0，即晶閘管必須在電源電壓的正或負峰值觸發(fā)導通投切電容器組，電容器預充電到峰值電壓。
觸發(fā)電路的功能是：電流無(wú)沖擊觸發(fā);快速投切，20ms的動(dòng)作。這個(gè)20ms不是得到投切命令到產(chǎn)生動(dòng)作的時(shí)間，而是從停止到再投入動(dòng)作的時(shí)間為20ms?？焖俜磻獣r(shí)，在平衡補償電路，不能出現不平衡動(dòng)作，即有的相有電流，有的沒(méi)有。
1. 兩類(lèi)晶閘管的觸發(fā)電路的特點(diǎn)和存在的問(wèn)題
從同步信號的采集上，有兩類(lèi)晶閘管觸發(fā)電路。一類(lèi)為從電網(wǎng)電壓取得同步信號，一類(lèi)為從晶閘管兩端取得同步信號。
從電網(wǎng)電壓取得同步信號的電路框圖如圖二：
電路中包括同步變壓器、同步信號處理電路和功率驅動(dòng)電路、脈沖變壓器隔離電路等。當得到觸發(fā)命令后，在投切點(diǎn)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖列，經(jīng)過(guò)脈沖變壓器的隔離,推動(dòng)晶閘管。同步信號處理電路有濾波處理功能，可以是CMOS等的電子電路組成，也可以是單片機、GAL電路等。電路中包括相序錯判斷功能。
從電網(wǎng)電壓取得同步信號的優(yōu)點(diǎn)為在主回路沒(méi)有送電時(shí)，給觸發(fā)命令，可以測量晶閘管的觸發(fā)脈沖幅度和相位，在主回路得電后，給觸發(fā)命令，可以放心, TSC為正確的投入工作。對于TSC電路中的兩只晶閘管+一只二極管的“2+1”電路、兩只晶閘管+兩只二極管的“2+2”電路、三只晶閘管+三只二極管的“3+3”電路,電容器有二極管預充電, 電容器上一直存在直流電壓,晶閘管的交直流電壓不變,電網(wǎng)電壓取得同步信號觸發(fā)適合。缺點(diǎn)為電路復雜，對于400V小容量的TSC電路造價(jià)高。如果TSC全部采用晶閘管不用二極管，由于晶閘管兩端的電壓隨著(zhù)電容器放電電壓的減少逐漸小，意味著(zhù)觸發(fā)點(diǎn)在變動(dòng)，上述電路不能跟隨變化觸發(fā)點(diǎn)，所以不適應了。
圖二: 電網(wǎng)電壓取得同步信號的觸發(fā)電路
從晶閘管兩端取得過(guò)零信號比較困難,過(guò)零觸發(fā)要求電壓高時(shí)截止，電壓最低低時(shí)導通觸發(fā)。幾乎找不出什么元件是這種特性.如穩壓管,電壓低截止，電壓高維持電壓不變.不滿(mǎn)足要求。
目前，從晶閘管兩端取得過(guò)零信號的典型觸發(fā)電路是MOC3083,它的框圖如圖三：
圖三：MOC3083電路圖
MOC3083芯片內部有過(guò)零觸發(fā)判斷電路，它是為220V電網(wǎng)電壓設計的，芯片的雙向可控硅耐壓800V，在4、6兩端電壓低于12V時(shí)如果有輸入觸發(fā)電流，內部的雙向可控硅就導通。
用在380V電網(wǎng)的TSC電路上要串聯(lián)幾只3083。在2控3的TSC電路應用如圖四：
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