三相全控橋式整流電路實驗裝置的研制
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1 引言
tc787是采用獨有的先進ic工藝技術，并參照最新集成移相觸發(fā)集成電路而設計的單片集成電路，他可單電源工作，亦可雙電源工作，主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調(diào)制電路，以構成多種交流調(diào)速和交流裝置，他們是目前國內(nèi)市場上廣泛流行的tca785及kj（或kc）系列移相觸發(fā)集成電路的換代產(chǎn)品，與tca785及kj（或kc）系列集成電路相比，具有功耗小、功能強、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、外接元件少等優(yōu)點，而且裝調(diào)簡便、使用可靠，只需一個這樣的集成電路，就可完成3只tca785與1只kj041、1只kj042或5只kj（3只kj004，1只kj041，1個kj042）（或kc）系列器件組合才能具有的三相移相功能，因此，tc787可廣泛應用于三相半控、三相全控、三相過零等電力電子、機電一體化產(chǎn)品的移相觸發(fā)系統(tǒng)，從而取代tca785，kj004，kj009，kj041，kj042等同類電路，為提高整機壽命，縮小體積，降低成本提供了一種新的、更加有效的途徑，為了讓學生了解新技術，我們在設計三相全控橋式整流電路實驗裝置時觸發(fā)電路采用了tct787。
2 tc787的基本原理
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/21419.htm2.1 tc787內(nèi)部結構及工作原理
tc787的內(nèi)部結構及工作原理框圖如圖1所示，其內(nèi)部集成有3個過零和極性檢測單元，3個鋸齒波形成單元，3個比較器，1個脈沖發(fā)生器，1個抗干擾鎖定電路、1個脈沖形成電路，1個脈沖分配及驅動電路。
他們的工作原理可簡述為：經(jīng)濾波后的三相同步電壓通過過零和極性檢測單元檢測出零點和極性后，作為內(nèi)部3個恒流源的控制信號，3個恒流源輸出的恒值電流給3個等值電容ca，cb，cc恒流充電，形成良好的等斜率鋸齒波，鋸齒波形成單元輸出的鋸齒波與移相控制電壓vr比較后取得交相點，該交相點經(jīng)集成電路內(nèi)部的抗干擾鎖定電路鎖定，保證交相唯一而穩(wěn)定，使交相點以后的鋸齒波或移相電壓的波動不影響輸出，該交相信號與脈沖發(fā)生器輸出的脈沖信號經(jīng)脈沖形成電路處理后變?yōu)榕c三相輸入同步信號相位對應且與移相電壓大小適應的脈沖信號送到脈沖分配及驅動電路。假設系統(tǒng)未發(fā)生過電流、過電壓或其他非正常情況，則引腳5禁止端的信號無效，此時脈沖分配電路根據(jù)用戶在引腳6設定的狀態(tài)完成雙脈沖（引腳6為高電平）或單脈沖（引腳6為低電平）的分配功能，并經(jīng)輸出驅動電路功率放大后輸出，一旦系統(tǒng)發(fā)生過電流、過電壓或其他非正常情況，則引腳5禁止信號有效，脈沖分配和驅動電路內(nèi)部的邏輯電路動作，封鎖脈沖輸出，確保集成電路的6個引腳12，11，10，9，8，7輸出全為低電平。
2.2 tc787的管腳的功能
tc787的管腳的功能見表1。
3 觸發(fā)電路的設計
由tc787構成的三相六脈沖觸發(fā)電路如圖2所示。380v三相交流電經(jīng)過同步變壓器變壓為30v的同步信號a1，b1，c1后，經(jīng)過電位器rp1，rp2，rp3及rct型網(wǎng)絡濾波接入到tc787的同步電壓輸入端，通過調(diào)節(jié)rp1，rp2，rp3可微調(diào)各相電壓的相位，以保證同步信號與主電路的匹配。ca，cb，cc為積分電容，tc787芯片的鋸齒波的線性、幅度由ca、cb、cc電容決定，因此，為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性，選擇ca、cb、cc時要求其3個電容值的相對誤差要非常小，以產(chǎn)生的鋸齒波線性好、幅度大且不平頂為宜。ca、cb、cc為電容量的參考值為0.15μf。連接在13腳的電容cx決定輸出脈沖的寬度，cx越大，脈沖越寬，可得到0度-80度范圍的方波，不過脈沖太寬會增大驅動級的損耗。cx參考值為3300μf-0.1μf。調(diào)節(jié)rp可以使輸入4腳的電壓0-12v之間連續(xù)變化，從而使輸出脈沖在0-180度之間變化，7-12腳的輸出端有大于25ma的輸出能力，采用6只驅動管擴展電流，經(jīng)脈沖變壓器隔離后將脈沖接到晶閘管的控制極（g）和陰極（k）之間，以觸發(fā)晶閘管。
4 主電路的設計
主電路的原理圖如圖3所示，為了將觸發(fā)電路和主電路分開，主電路與電源之間通過接觸器km相連接，這樣在實驗過程中研究和調(diào)式觸發(fā)電路時，主電路可以不接通，在觸發(fā)電路研究和調(diào)試完成后，再接通主電路，方便實驗的同時還可以培養(yǎng)學生分塊調(diào)試的習慣，主電路變壓器采用δ/y-11，容量為1kva，變比2：1。為了方便做單相橋式整流、三相半波整流等晶閘管等實驗，晶閘管分共陰極一組，共陽極一組。電阻負載采用燈泡，很直觀，電阻電感負載采用燈泡與電抗器串聯(lián)。
5 結語
本實驗裝置自2003年秋季在北京機械工業(yè)學院工業(yè)自動化系電力電子交流技術實驗室供本科生實驗以來，至今運行良好，很好地滿足了數(shù)學需要。
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