光耦隔离晶闸管交流调压电路过触发现象研究.doc

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1、光耦隔离晶闸管交流调压电路过触发现象研究摘要：该文分析了晶闸管三相交流调压光耦隔离驱动电路中的过触发现象，即以自然换相点为起点，当触发脉冲大于120时，输出电压有效值可能骤然增加的现象。过触发现象可能造成异步电机失控，从而带来破坏性影响。该文通过理论分析、仿真及实验，分析了过触发现象的原因，并给出了避免过触发现象的控制方法。关键词：晶闸管光耦隔离过触发中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1672-3791(2014)11(c)-0090-03ResearchonOverTriggerfor

2、Opto-IsolatedThyristorAC-VoltageRegulatorDalianNeusoftUniversityofInformation,Dalian116023,ChinaAbstract.:Thispaperanalyzesovertriggerphenomenonforopto-isolatedthyristorAC-voltageregulator,whichmeansfromthestartingpoint(naturalphasechangepoint),whent

3、riggerpulseisgreaterthan120?,theoutputvoltageRMSmaysuddenlyincrease.Overtriggermaycauseoutofcontrolonasynchronousmotors,leadingtodevastatingeffects.Bytheoreticalanalysis,simulationandexperiments,thisarticleanalyzesthecausesoftheovertriggerphenomenon,

4、andgivescontrolmethodstoavoidit.Keywords：Thyristor；Opto-Tsolated；OvertriggerFoundationProject：SupportedbyDalianScienceandTechnologyFund,2013J21DW005晶闸管三相交流调压电路主要应用于电机软启动、调压节能等领域，其隔离驱动电路主要分为变压器隔离和光耦隔离两种。与变压器隔离驰:动电路相比，光耦隔离驱动电路具有体积小、成本低、可靠性高等优点，因此应用非常广泛

5、。对晶闸管三相交流调压电路的触发及工作原理，目前L1有很多研究及论述，但目前的研究仅限于触发角在限定范围内，电路处于正常工作状态的情况下。如文献1对晶闸管交流调压电路的触发方案进行了详细的研究，但对于触发角大于等于150°（相电压过零点为起点）的情况，认为此时因电流流入相的相电压已高于流出相的相电压，三相绕组不能通电，电机不会运转［1］的结论则不适用于光耦隔离晶闸管三相交流调压电路。此时，光耦隔离驱动电路仍会触发晶闸管导通，并可能引起输出电压有效值的骤然增大，这就是过触发现象。该文将针对光耦隔离

6、品闸管三相交流调压电路的过触发现象进行研究，通过理论分析、仿真及实验，分析过触发的原因，并给出避免过触发现象的控制方法。1原理与设计图1为常用光耦隔离晶闸管三相交流调压电路，其中A、B、C为三相电源，XI〜X6为六只晶闸管，Pl、P2、P3为3路触发脉冲。电动机采用星形接法，其中0、1、2分别接三相调压后电源，4为中性线。此驱动电路利用3组触发信号就可以达到控制6只晶闸管导通角的作用［2］。1.1过触发现象仿真该文采用PSPICE对图1中电路进行了仿真，其中异步电动机采用文献3中的异步电机电气模

7、型，其功率因数角为27°,其他参数如图1所示,触发角以自然换相点为起点，触发脉冲宽度为30。，采用双脉冲触发［4］。图2和图3中（a）为A相电压波形；（b）为电动机接口0与接口4之间的电压波形，即A相调压后输出波形；（c）为A相调压后输出电流波形；（d）为A相电压与A相电流乘积的平均值，即A相输出功率。通过上述仿真结果，可以得出A相输出功率与触发角的关系。当触发角在0°〜90。之间变化时，A相输出功率与触发角的关系与理论一致。但当触发角等于100°时，A相输出功率迅速增大到最大值，此种现象即为过

8、触发。1.2过触发原因分析及控制策略导致过触发的原因与光耦隔离驱动电路的工作原理关系密切。为说明方便，举例如图4所示，Pl、P2、P3为三路触发脉冲，触发角为100。，脉宽为30。。A、B、C为三相电源，V为A相调压后输出波形，I为A相电流。如图4所示，Pl、P3同时发出有效触发脉冲时刻，电流正从A相流入电动机，即晶闸管XI导通，X4截止。当电流I到达零点时，XI、X4均处于截止状态。当AC两相的自然换相点到来时，过自然换相点时刻，则C相电压高于A相电压，此时由于Pl、P3仍然有效，导致晶闸管X