[其他]换能器的过电流保护电路

说明书

本发明涉及能防止换流器的换流部分所用的电阀门由于输出端短路等原因产生的过电流而损坏的改进型的过电流保护电路。

图1是现有的通用换流器（电压型）中采用的换流器过电流保护电路及其外围电路的结构图。这种结构是目前最普通的换流器过电流保护电路。图中（1）是直流电源;（2-1）是与晶体管（2-4）串联连接的晶体管，它们之间的接点U与负载（5）连接，它们的两端与直流电路（1）连接;（2-3）是与晶体管（2-6）串联连接的晶体管，它们之间的接点V与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（2-5）是与晶体管（2-2）串联连接的晶体管，它们之间的接点W与负载（5）连接，它们的两端与直流电源（1）连接;（3-1）是与晶体管（2-1）并联连接的二极管，它的导通方向与晶体管（2-1）的导通方向相反;（3-2）是与晶体管（2-2）反向并联连接的二极管;（3-3）是与晶体管（2-3）反向并联连接的二极管;（3-4）是与晶体管（2-4）反向并联连接的二极管;（3-5）是与晶体管（2-5）反向并联连接的二极管;（3-6）是与晶体管（2-6）反向并联连接的二极管;（4-1）是接在晶体管（2-1）与晶体管（2-4）的连接点U和负载（5）之间的电流检测器;（4-2）是接在晶体管（2-3）与晶体管（2-6）的连接点V和负载（5）之间的电流检测器;（4-3）是接在晶体管（2-5）与晶体管（2-2）的连接点W与负载（5）之间的电流检测器;（8）是分别把电流检测器（4-1），电流检测器（4-2）和电流检测器（4-3）的输出作为输入，选取各输出值的绝对值并将最大输出值输出的最大值优先电路;（9）是把最大值优先电路（8）的输出信号作为输入而对过电流进行判断的过电流判断电路;（10）是与过电流判断电路（9）的判断输出信号对应的切断信号;（7）是切断电路，该电路输入防止短路电路（11）的输出信号和切断信号（10），向晶体管（2-1）、晶体管（2-2）、晶体管（2-3）、晶体管（2-4）、晶体管（2-5）和晶体管（2-6）的基极输出信号;（6）是向防止短路电路（11）输入信号的基极信号发生器。

下面说明图1所示电路的工作情况。首先介绍正常运行时的工作情况。一旦换流器的输出频率由图中未示出的频率设定器设定，并作为频率指令信号输入基极信号发生器（6），则基极信号发生器（6）便产生图2所示的所谓180度通电式（6级）的送入各晶体管的控制信号。图中，T表示周期，1/T为输出频率。但是，实际上由于晶体管有开关延迟效应，所以，为了防止出现各支路上、下晶体管（例如晶体管（2-1）和（2-4）、（2-3）和（2-6）或（2-5）和（2-2））同时处于导通的短路状态，由基极信号发生器（6）的输出通过防止短路电路给上、下晶体管的基极信号（触发信号）设定了空载时间（td）。图3示出一个防止短路电路（11）的电路图。不言而喻，实际上为6个晶体管配备了6个电路。另外，由于只是一种动作延迟定时器，所以它的工作情况不再详述。由基极信号发生器（6）输入图2所示的晶体管控制信号，使之延迟的时间等于由电阻R和电容器C决定的时间常数，使上升边延迟的时间等于空载时间（td），把图4所示的波形作为晶体管基极信号输入切断电路。另外，图3中，D是二极管，B是缓冲器。当没有输出切断信号（10）时，切断电路（7）将防止短路电路（11）的输出信号，即晶体管基极信号输给各个晶体管的基极。各个晶体管（2-1）-（2-6）随这些信号而开关，从而把交流电供给负载（5）。这时，二极管（3-1）-（3-6）的作用相当于用来处理负载（5）的无效能量的环流二极管。

下面说明过电流保护电路工作时的情况，电流检测器（4-1）、（4-2）和（4-3）分别检测出U相电流、V相电流和W相电流，并将其变换成与电流成正比的电压信号输入最大值优先电路（8）。最大值优先电路（8）将电压信号按绝对值计而输出其中最大的电压。其工作情况示于图5。

过电流判断电路（9）接收到最大值优先电路的输出信号后，如果负载由于其种原因变大而使电流增加，则向切断电路（7）输入一个切断信号（10），以便电流在远远低于使晶体管（2-1）-（2-6）和二极管（3-1）-（3-6）损坏的电流值时便切断对负载（5）的供电。由于切断电路（7）是根据切断信号（10）来切断输给各晶体管（2-1）-（2-6）的基极信号的，故各晶体管（2-1）-（2-6）被截止，从而切断输出。依靠上述动作即可保护所有晶体管（2-1）-（2-6）不会因过电流而损坏。