[发明专利]一种三相晶闸管全控桥有源逆变器逆变颠覆保护器

说明书

技术领域

本发明涉及一种通用性强、保护功能齐全的逆变器逆变颠覆保护电器，属控制技术领域。

背景技术

逆变器的颠覆，是指逆变器正常工作条件受到破坏的状态，逆变器颠覆时，必须采取保护措施。目前，防止逆变颠覆的保护电路主要有以下四种形式：第一种是采用晶闸管高速开关进行保护，这种方法主要是针对交流电源突然断电、缺相或电压过低引起的逆变失败；第二种是采用单电容辅助关断保护电路，这种方法主要解决电网交流侧瞬时停电所引发的逆变颠覆；第三种是利用强迫换流保护电路解决晶闸管二次换相失败所引发的逆变颠覆；第四种主要解决斩波式串级调速系统在电网故障时，供电电压突然大幅度降低或消失时的晶闸管逆变器逆变颠覆问题。以上四种形式中，前三种形式都可归结为利用强迫换流保护防止逆变颠覆，其电路结构复杂，保护时效性差，且都是仅针对某一种故障进行保护，不能够针对所有因素引发的逆变颠覆进行保护；第四种形式由于逆变颠覆保护功能的实现直接与串级调速系统结构相关联，更不能作为一种普遍适用的保护电路。总而言之，现有的逆变颠覆保护电路存在的缺点可归纳为以下两点：

1)通用性不强，不能作为一种普遍适用的保护电路。通用性强是指不仅可用于串级调速，还可适用于电池化成等所有晶闸管全控桥有源逆变领域，即只要有晶闸管有源逆变就可使用其进行保护。

2)保护功能不齐全。

A)只保护外部电网侧各种故障，例如：交流断相、瞬时停电及电压大波动等所引发的单相或三相晶闸管全控桥有源逆变电路逆变颠覆。

B)只保护控制系统内部各种故障所引发的单相或三相晶闸管全控桥有源逆变电路逆变颠覆，如丢失触发脉冲、控制系统异常等所引发的逆变颠覆。

C)只保护单相或三相晶闸管全控桥有源逆变电路直流侧的过电流故障引发的逆变颠覆。

发明内容

本发明用于克服现有技术的缺陷、提供一种通用性强、保护功能齐全的三相晶闸管全控桥有源逆变器逆变颠覆保护器。

本发明所称问题是以下述技术方案实现的：

一种三相晶闸管全控桥有源逆变器逆变颠覆保护器，它包括颠覆信号检测电路和串联于有源逆变器直流回路中的带有反并联二极管的IGBT快速开关，所述颠覆信号检测电路包括交流电压检测电路、直流过流检测电路和逆变器控制板电源检测电路，它们的输出信号经或运算和功放后控制IGBT的通断，或门的使能端接逆变器控制板的充放电信号。

上述三相晶闸管全控桥有源逆变器逆变颠覆保护器，所述交流电压检测电路包括三个结构相同的单相交流电压检测电路，分别检测逆变器交流侧三个相线，每相交流电压检测电路均由依次连接的交流分压电路、比较整形电路和判断输出电路组成，所述交流分压电路由两个串联分压电阻构成；所述比较整形电路由双向稳压管WY、电阻R1和比较器U1构成，交流分压电路的输出信号依次经双向稳压管WY、电阻R1接地，电阻R1上的输出信号接比较器U1的正向输入端，比较器U1的反向输入端接参考电压，所述判断输出电路为一个由555集成电路芯片U2构成的定时器，定时器的复位端接比较器U1的OUT端，其信号输出端OUT接或门的一个输入端。

上述三相晶闸管全控桥有源逆变器逆变颠覆保护器，所述逆变器控制板电源检测电路由一个电压取样电位器W、电源监测芯片U4、延时开通电路和快关电路组成，电源监测芯片U4采用MAX706，所述电压取样电位器W接逆变器控制板工作电源，其输出信号接电源监测芯片U4的PF1端，所述延时开通电路为由电阻R8和电容C4组成的积分电路，积分电路输入端接电源监测芯片U4的输出端PFO，输出端接或门的一个输入端，所述快关电路由PNP三极管Q构成，三极管Q的基极接电源监测芯片U4的输出端PFO，集电极接地，发射极接或门的一个输入端。

上述三相晶闸管全控桥有源逆变器逆变颠覆保护器，所述直流过流检测电路由一个电流取样电阻R4和比较器U3组成，所述取样电阻R4直接串接于逆变器直流回路中或间接接于逆变器直流回路的霍尔电流传感器二次侧，其输出信号接比较器U3的正向输入端，比较器U3的反向输入端接参考电压U_zd，比较器U3的输出端OUT接或门的一个输入端。