星點(diǎn)控制交流調(diào)壓方案主電路原理圖

圖1 給出了星點(diǎn)控制交流調(diào)壓方案主電路的原理圖，圖1 中T 為升壓變壓器，VT1~VT6 構(gòu)成了標(biāo)準(zhǔn)的三相橋式全控整流電路，L 為平波電抗器，VT7為續(xù)流晶閘管。在非故障條件下，當(dāng)三相全控整流電路中的晶閘管全不導(dǎo)通時(shí)，由于在升壓變壓器T的一次側(cè)繞組中沒(méi)有電流流過(guò)，其一次繞組上沒(méi)有電壓降，因而二次側(cè)繞組a、b、c 輸出電壓為零，一旦VT1~VT6 按標(biāo)準(zhǔn)三相橋式全控整流電路要求的順序VT1、VT2寅VT2、VT3寅VT3、VT4寅VT4、VT5寅VT5、VT6寅VT6、VT1寅VT1、VT2 依次循環(huán)觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，隨著觸發(fā)導(dǎo)通角的不同，流過(guò)升壓變壓器一次側(cè)繞組中的電流大小變化，從而使升壓變壓器二次側(cè)繞組中的電壓變化，達(dá)到了調(diào)節(jié)輸出交流電壓的目的。從圖2可以明顯看出，這種交流調(diào)壓電路，其調(diào)壓的實(shí)質(zhì)在于通過(guò)三相全控橋的控制作用調(diào)節(jié)升壓變壓器一次繞組中流過(guò)的激磁電流大小，從而也就調(diào)節(jié)了輸出交流電壓的大小，該調(diào)節(jié)過(guò)程可從圖2 所示的變壓器等效電路來(lái)分析說(shuō)明。

星點(diǎn)控制交流調(diào)壓方案主電路原理圖

u2=u1-(I1憶X1+I1憶r1)=I0憶(rm+Xm)-I1憶X1+I1憶r1 （1）
當(dāng)變壓器結(jié)構(gòu)一定時(shí)，激磁阻抗rm與Xm便唯一確定，所以調(diào)節(jié)I0憶便可調(diào)節(jié)輸出電壓u2 的大小，這便為星點(diǎn)調(diào)壓電路可以調(diào)節(jié)交流電壓的實(shí)質(zhì)，一旦發(fā)生故障狀況，則可通過(guò)封鎖晶閘管VT1~VT6 的觸發(fā)脈沖，相當(dāng)于VT1 與VT6 全部斷開，從而使升壓變壓器T一次側(cè)各繞組的電流通路被阻斷，相當(dāng)于激磁電流I0憶為零，所以變壓器二次側(cè)電壓u2 為零，自然變壓器二次繞組中便沒(méi)有電流流過(guò)，可以起到較快速的故障保護(hù)作用。圖1 中電感L 起到使電流連續(xù)的平波電抗器作用，它用來(lái)在晶閘管VT1~VT6導(dǎo)通角很小時(shí)，仍可保證電流連續(xù)，也就是保證升壓變壓器一次繞組中流過(guò)的電流連續(xù)，確保升壓變壓器二次側(cè)的電壓可從零平滑調(diào)到最大值，電感L 的電感量大小可按式（2）進(jìn)行計(jì)算。
L=0.693 u Idm2in 伊10-3 (H) （2）
式中：u2為升壓變壓器T一次側(cè)的電壓有效值；Idmin為要求電流連續(xù)時(shí)三相全控整流電路輸出的電流最小值。續(xù)流晶閘管VT7用來(lái)在故障狀況下，即VT1~VT6 的觸發(fā)脈沖全封鎖停止導(dǎo)通時(shí)給平波電抗器L 中儲(chǔ)存的能量提供一通路，防止正在導(dǎo)通的VT1~VT6 突然關(guān)斷時(shí)L 中存貯的能量無(wú)泄放回路而產(chǎn)生過(guò)電壓。
1.2 控制電路
1.2.1 觸發(fā)電路
由于星點(diǎn)控制交流調(diào)壓方案的主電路中應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)的三相橋式全控整流電路，其對(duì)晶閘管觸
發(fā)脈沖的要求與常規(guī)三相橋式可控整流電路并沒(méi)有多大差別。當(dāng)交流電源的工作頻率為定頻時(shí)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)普遍應(yīng)用的模擬集成觸發(fā)器芯片TCA785、TC787，以及數(shù)字型集成觸發(fā)電路KC-198等均可用來(lái)作為主觸發(fā)芯片。但若應(yīng)用星點(diǎn)調(diào)壓的系統(tǒng)中，交流電源的頻率在變化時(shí)，則應(yīng)使用具有頻率自跟蹤性能的觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路。另外應(yīng)看到，由于星點(diǎn)控制電路中三相全控整流橋的負(fù)載只有一個(gè)電感，所以其觸發(fā)器輸出觸發(fā)脈沖的寬度不可太窄，應(yīng)選用脈沖寬度比較寬的觸發(fā)脈沖。