專利名稱：一種大功率制動(dòng)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于IGBT器件的 驅(qū)動(dòng)控制電路，特別涉及一種大功率制動(dòng)單元并聯(lián)工作時(shí)實(shí)現(xiàn)同步觸發(fā)。
背景技術(shù)：
大功率制動(dòng)單元是大型傳動(dòng)系統(tǒng)能耗制動(dòng)最關(guān)鍵的設(shè)備之一，它的質(zhì)量好壞將直 接影響整個(gè)系統(tǒng)的安全及整體性能。比如在石油鉆機(jī)系統(tǒng)中，鉆頭在深入地下數(shù)千米的巖 層工作，由于地質(zhì)情況異常復(fù)雜和不可控制，鉆機(jī)電控系統(tǒng)要不斷為鉆頭提供高效可靠的 電動(dòng)力，而制動(dòng)單元就肩負(fù)著將鉆機(jī)電控系統(tǒng)回饋制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多余的能量以能耗散熱的 方式泄放的重要任務(wù)，時(shí)刻保護(hù)整個(gè)地下鉆探系統(tǒng)的安全乃至整個(gè)工程的成敗，責(zé)任重大。目前，國內(nèi)外大功率制動(dòng)單元主要以Siemens 委托第三方為其制造、ABB、Vacon 等國際大公司產(chǎn)品為主，其價(jià)格高、供貨周期長、且售后服務(wù)難以保證，這給國內(nèi)用戶帶來 了很大的不便。國內(nèi)也有公司推出了小功率300kW左右的制動(dòng)單元，但因?yàn)闊o法進(jìn)入大功 率應(yīng)用的場(chǎng)合，所以還難以和國際大公司的產(chǎn)品競(jìng)爭和抗衡。實(shí)際在大功率應(yīng)用的場(chǎng)合，經(jīng) 常需要多臺(tái)制動(dòng)單元聯(lián)合使用，以滿足制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)功率的需要。綜合分析已知的包括 國際大公司的產(chǎn)品，由于其制動(dòng)電壓閾值的差異和電路參數(shù)的分散性，當(dāng)多臺(tái)制動(dòng)單元并 聯(lián)使用時(shí)，均無法實(shí)現(xiàn)同步投入和同步觸發(fā)。這將造成先投入的制動(dòng)單元負(fù)擔(dān)過重，甚至過 載，如果后續(xù)的制動(dòng)單元不能及時(shí)投入，則先投入的制動(dòng)單元損壞的可能性極大，工程實(shí)踐 也證明了這一點(diǎn)。因此，市場(chǎng)急需當(dāng)多臺(tái)并聯(lián)使用時(shí)，能實(shí)現(xiàn)同步投入和同步觸發(fā)的制動(dòng)單兀。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率制動(dòng)單元并聯(lián)使用時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)同步投入和 同步觸發(fā)，使得并聯(lián)工作的各臺(tái)制動(dòng)單元的制動(dòng)功率均衡大功率制動(dòng)單元。為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種大功率制動(dòng)單元， 由大功率控制單元的控制系統(tǒng)U控制連接直流斬波電路中大功率制動(dòng)單元專用的絕緣柵 雙極型晶體管IGBT組成，所述大功率控制單元的控制系統(tǒng)U內(nèi)的控制系統(tǒng)直流母線的線路 上連接有至少兩臺(tái)并聯(lián)在一起的同步觸發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線與一個(gè)絕 緣柵雙極型晶體管IGBT連接。所述該控制系統(tǒng)U上還設(shè)有控制調(diào)節(jié)同步觸發(fā)裝置的故障復(fù)位開關(guān)Si，放電閾值 切換開關(guān)s2，全載工作開關(guān)S3，工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)S4，負(fù)載比調(diào)節(jié)器PD。所述控制系統(tǒng)U的公共直流母線電連接至少兩個(gè)電壓檢測(cè)單元，所述每個(gè)電壓檢 測(cè)單元的另一端都連有接一個(gè)脈沖發(fā)生單元，所述每個(gè)脈沖發(fā)生單元都并聯(lián)有至少兩個(gè)同 步觸發(fā)裝置，所述一個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線對(duì)應(yīng)連接一個(gè)脈沖發(fā)生單元，其他剩余的同 步觸發(fā)裝置通過光纖并聯(lián)在該脈沖發(fā)生單元上，即所述每個(gè)脈沖發(fā)生單元上都并聯(lián)有所有 同步觸發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置上都一一對(duì)應(yīng)連接有絕緣柵雙極型晶體管IGBT。[0008]所述同步觸發(fā)裝置接收脈沖發(fā)生單元的輸出脈沖Vin，輸出脈沖Vin通過電阻R1 電連接作為自身的或門邏輯電路U2的2號(hào)端輸入信號(hào)，同時(shí)輸出脈沖Vin通過三極管VI 放大直接驅(qū)動(dòng)三路光纖發(fā)送設(shè)備A11、A12、A13工作，光纖發(fā)送設(shè)備All中設(shè)有光纖發(fā)送頭 U1，光纖發(fā)送頭上連有限流電阻R4、R5，防止光纖發(fā)送頭U1因過流被燒毀，光纖接受設(shè)備 B11的光纖接受頭U3的光纖接受頭電源的1、2號(hào)端子間設(shè)有突波吸收電容C1，作用是防止 因電源的突變而燒毀光纖接受頭，光纖接受頭的輸出電阻R2，其一端與光纖接受頭U3的3 號(hào)端相連，另外一端與控制系統(tǒng)的工作電源VCC相連，光纖接受頭U3接受到高電平信號(hào)時(shí)， 此時(shí)3號(hào)端通過電阻R2輸出為高電平信號(hào)，當(dāng)光纖接受頭U3接受到低電平信號(hào)時(shí)，其3號(hào) 端輸出為低電平信號(hào)，最終光纖接受頭U3的3號(hào)端輸出信號(hào)作為或門邏輯電路U2的3號(hào) 端的輸入信號(hào)，光纖接受設(shè)備B11、B12、B13電路原理一樣，同理B12的輸出信號(hào)作為門邏輯 電路U2的4號(hào)端的輸入信號(hào)，光纖接受設(shè)備B13的輸出信號(hào)作為或門邏輯電路U2的5號(hào) 端的輸入信號(hào)，或門邏輯電路U2為四二輸入的或門邏輯電路，或門邏輯電路U2的1號(hào)端為 同向輸出端，通過1號(hào)端的輸出電阻R3的輸出信號(hào)Vout作為絕緣柵雙極型晶體管IGBT的 驅(qū)動(dòng)脈沖，去驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT安全可靠的工作。同步觸發(fā)裝置U13中的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U23中光纖接受設(shè)備B11 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U33中光 纖接受設(shè)備B11 ；光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U43中光纖接受 設(shè)備B11。同步觸發(fā)裝置U23中的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U13中光纖接受設(shè)備Bl 1 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U33中光 纖接受設(shè)備B12 ；光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U43中光纖接受 設(shè)備B12。同步觸發(fā)裝置中U33的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U13中光纖接受設(shè)備B12 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U23中光 纖接受設(shè)備B12 ；、光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U43中光纖接受 設(shè)備B13。同步觸發(fā)裝置中U43的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U13中光纖接受設(shè)備B13 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U23中光 纖接受設(shè)備B13 ；光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U33中光纖接受 設(shè)備B13。同時(shí)通過光纖連接其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U23、U33、U43 ；公共直流母線通 過電連接電壓檢測(cè)單元U21，U21通過電連接脈沖發(fā)生單元U22，U22通過電連接自身的同步 觸發(fā)裝置U23，同時(shí)通過光纖連接其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U13、U33、U43 ；同理，剩余 制動(dòng)單元亦之。同步觸發(fā)裝置U13、U23、U33、U43的輸出通過電連接去驅(qū)動(dòng)各自的IGBT工作。本實(shí)用新型它具有自適應(yīng)主從控制功能，多臺(tái)并聯(lián)時(shí)會(huì)同步觸發(fā)，特別適合于多 臺(tái)并聯(lián)使用，而且其主從控制信號(hào)交換采用光纖通訊，從而提高了抗干擾能力和工作可靠 性，特別適用于強(qiáng)干擾的大型電控制系統(tǒng)中?？刂撇糠植捎肞WM控制技術(shù)，使用變頻、變脈 寬的滯環(huán)控制。本實(shí)用新型采用強(qiáng)迫風(fēng)冷。其顯著優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、體積小、噪音小、 精度高、成本低、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制系統(tǒng)功能簡圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中控制電路與同步觸發(fā)裝置連接簡圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中同步觸發(fā)裝置電路簡圖。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖3所示，該大功率制動(dòng)單元，由大功率控制單元的控制系統(tǒng)U控制連接 直流斬波電路中大功率制動(dòng)單元專用的絕緣柵雙極型晶體管IGBT組成，所述大功率控制 單元的控制系統(tǒng)U內(nèi)的控制系統(tǒng)直流母線的線路上連接有至少兩臺(tái)并聯(lián)在一起的同步觸 發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線與一個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT連接。所述該控制系統(tǒng)U上還設(shè)有控制調(diào)節(jié)同步觸發(fā)裝置的故障復(fù)位開關(guān)Si，放電閾值 切換開關(guān)s2，全載工作開關(guān)S3，工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)S4，負(fù)載比調(diào)節(jié)器PD。所述控制系統(tǒng)U的公共直流母線電連接至少兩個(gè)電壓檢測(cè)單元，所述每個(gè)電壓檢 測(cè)單元的另一端都連有接一個(gè)脈沖發(fā)生單元，所述每個(gè)脈沖發(fā)生單元都并聯(lián)有至少兩個(gè)同 步觸發(fā)裝置，所述一個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線對(duì)應(yīng)連接一個(gè)脈沖發(fā)生單元，其他剩余的同 步觸發(fā)裝置通過光纖并聯(lián)在該脈沖發(fā)生單元上，即所述每個(gè)脈沖發(fā)生單元上都并聯(lián)有所有 同步觸發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置上都一一對(duì)應(yīng)連接有絕緣柵雙極型晶體管IGBT?？刂葡到y(tǒng)主要功能系統(tǒng)就緒提示功能當(dāng)制動(dòng)單元連接的直流母線電壓超過系統(tǒng)設(shè)定值后系統(tǒng)就 緒，該功能由一只系統(tǒng)就緒指示燈來提示用戶系統(tǒng)就緒。系統(tǒng)保護(hù)功能過溫保護(hù)主要是通過在IGBT的輸入母排上安裝一個(gè)常閉的溫度開關(guān)，溫度開關(guān) 常閉觸點(diǎn)串接到系統(tǒng)電路中，母排的溫度升高到使溫度開關(guān)斷開，產(chǎn)生的故障信號(hào)最終封 鎖驅(qū)動(dòng)脈沖，使IGBT停止工作，同時(shí)該功能由一只過溫保護(hù)指示燈來提示用戶系統(tǒng)過溫保 護(hù)。此時(shí)按下故障復(fù)位開關(guān)S”過溫保護(hù)指示燈熄滅，松開故障復(fù)位開關(guān)Si后過溫保護(hù)指 示燈重新點(diǎn)亮，此時(shí)故障復(fù)位開關(guān)Si不能復(fù)位過溫保護(hù)故障，只有母排的溫度降到低于溫 度開關(guān)報(bào)警閾值溫度后，過溫保護(hù)指示燈才會(huì)自動(dòng)熄滅，過溫故障自動(dòng)復(fù)位，制動(dòng)單元重新 工作。過流保護(hù)通過檢測(cè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT的C極電壓來判斷是否過流，同樣和 過溫保護(hù)一樣，故障信號(hào)最終封鎖脈沖，由一只過流保護(hù)指示燈來提示用戶系統(tǒng)過流保護(hù)。此 時(shí)按下故障復(fù)位開關(guān)Si，過流保護(hù)指示燈熄滅，松開故障復(fù)位開關(guān)Si后過流保護(hù)指示燈重新 點(diǎn)亮，此時(shí)故障復(fù)位開關(guān)Si不能復(fù)位過流保護(hù)故障，只有把絕緣柵雙極型晶體管IGBT過流故 障排除后，按一下故障復(fù)位開關(guān)S”過流保護(hù)指示燈才會(huì)熄滅，制動(dòng)單元重新工作。過載保護(hù)檢測(cè)的為I2t，既所謂的占空比，當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖達(dá)到一定的占空比后，絕緣 柵雙極型晶體管IGBT工作相應(yīng)的時(shí)間后，由過載檢測(cè)電路產(chǎn)生一個(gè)故障信號(hào)最終封鎖脈 沖，由一只過載保護(hù)指示燈來提示用戶系統(tǒng)過載保護(hù)。此時(shí)按下故障復(fù)位開關(guān)Si，過載保護(hù) 指示燈熄滅，松開故障復(fù)位開關(guān)Si后過載保護(hù)指示燈重新點(diǎn)亮，此時(shí)故障復(fù)位開關(guān)Si不能 復(fù)位過載保護(hù)故障，根據(jù)工作需要系統(tǒng)設(shè)定在一定的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)過載故障，大概在68s左 右后過載保護(hù)故障自動(dòng)復(fù)位，制動(dòng)單元重新工作。[0024]外部故障封鎖功能當(dāng)外部電控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)給制動(dòng)單元發(fā)送一個(gè)電平信號(hào)來封鎖制動(dòng)單元工 作，保護(hù)制動(dòng)單元不被損壞，封鎖信號(hào)通過端子XI的1，2號(hào)端子送進(jìn)來。故障報(bào)警輸出功能當(dāng)系統(tǒng)不論發(fā)生過溫保護(hù)、過流保護(hù)、過載保護(hù)中任何一個(gè)或多個(gè)保護(hù)時(shí)，系統(tǒng)都 會(huì)向外送出一個(gè)電平信號(hào)，為上層控制系統(tǒng)提供判斷制動(dòng)單元是否正常工作的依據(jù)，輸出 故障信號(hào)通過端子XI的4與5號(hào)端子送出一對(duì)常開量或4與6號(hào)端子送出一對(duì)常閉量。放電閾值切換開關(guān)S2，為了能讓一臺(tái)制動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)制動(dòng)閾值在多個(gè)檔位間切換， 我們?cè)趫D2中電壓檢測(cè)單元U11中增加了放電閾值切換開關(guān)S2，每一檔電壓都有一個(gè)閾值 電阻，每臺(tái)制動(dòng)單元可以實(shí)現(xiàn)低、中、高三檔電壓點(diǎn)工作，當(dāng)需要在最低檔電壓工作時(shí)，通過 放電閾值切換開關(guān)&接入最低檔的閾值電阻，短接其他兩檔的閾值電阻；同理，當(dāng)需要在中 間檔電壓工作時(shí)，通過放電閾值切換開關(guān)S2接入中間檔的閾值電阻，短接其他兩檔的閾值 電阻；當(dāng)需要在最高檔電壓工作時(shí)，通過放電閾值切換開關(guān)&接入最高檔的閾值電阻，短接 其他兩檔的閾值電阻。全載工作開關(guān)S3，在過載保護(hù)檢測(cè)電路中通過電連接并聯(lián)有S3開關(guān)，當(dāng)制動(dòng)單元 不需要過載保護(hù)時(shí)，按下全載工作開關(guān)s3后，過載保護(hù)故障被屏蔽，制動(dòng)單元就可以滿載或 超載工作，但這樣制動(dòng)單元就失去了控制，容易被燒毀，而發(fā)生安全事故，影響其它設(shè)備不 能安全可靠的工作，這種工作狀態(tài)一般是不允許的。工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)S4，每臺(tái)制動(dòng)單元都能實(shí)現(xiàn)兩種工作模式，單臺(tái)自身工作和多 臺(tái)同步觸發(fā)并聯(lián)工作。如果短接工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)s4的1、2號(hào)端子，單臺(tái)制動(dòng)單元通過電 連接自身工作；當(dāng)需要多臺(tái)同步觸發(fā)并聯(lián)工作，短接其2、3號(hào)端子，各臺(tái)之間脈沖信號(hào)通過 光纖連接。負(fù)載比調(diào)節(jié)器PD，在過載保護(hù)檢測(cè)電路中通過電連接串聯(lián)有一個(gè)負(fù)載比調(diào)節(jié)器 PD，當(dāng)需要制動(dòng)單元在最大負(fù)載下工作一定的時(shí)間，調(diào)節(jié)負(fù)載比調(diào)節(jié)器PD阻值為最大，當(dāng) 需要制動(dòng)單元在最小負(fù)載下工作一定的時(shí)間，調(diào)節(jié)負(fù)載比調(diào)節(jié)器PD阻值為最小，通過調(diào)節(jié) 負(fù)載比調(diào)節(jié)器PD阻值，就可以控制制動(dòng)單元在一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)載功率。參見圖2所示，公共直流母線通過電連接電壓檢測(cè)單元Ull，U11通過電連接脈沖 發(fā)生單元U12，脈沖發(fā)生單元U12通過電連接自身的同步觸發(fā)裝置U13，同時(shí)通過光纖連接 其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U23、U33、U43 ；公共直流母線通過電連接電壓檢測(cè)單元U21， 電壓檢測(cè)單元U21通過電連接脈沖發(fā)生單元U22，脈沖發(fā)生單元U22通過電連接自身的同步 觸發(fā)裝置U23，同時(shí)通過光纖連接其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U13、U33、U43 ；同理，剩余 制動(dòng)單元亦之。同步觸發(fā)裝置U13、U23、U33、U43的輸出通過電連接去驅(qū)動(dòng)各自的絕緣柵雙 極型晶體管IGBT工作。在圖2中，電壓檢測(cè)單元U11通過電阻串聯(lián)從公共直流母線上分壓 獲取低壓小信號(hào)，低壓小信號(hào)與控制系統(tǒng)中的其中一路給定信號(hào)分別作為絕緣柵雙極型晶 體管U11中運(yùn)算放大器的負(fù)、正輸入信號(hào)，運(yùn)放的輸出又作為脈沖發(fā)生單元U12中電壓比較 器的其中一路電壓給定信號(hào)，其與比較器的另一路給定信號(hào)比較計(jì)算最終輸出就是絕緣柵 雙極型晶體管IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖波形。在增加了同步觸發(fā)裝置U13以后，同步觸發(fā)裝置U12的 輸出通過電連接作為同步觸發(fā)裝置U13中或門邏輯電路的一路輸入信號(hào)，同時(shí)同步觸發(fā)裝 置U12的輸出脈沖通過光纖傳送，送給其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U23、U33、U43上的光纖接受設(shè)備，光纖接受設(shè)備的輸出直接作為各自同步觸發(fā)裝置或門邏輯電路的其中一路輸 入信號(hào)；同理，電壓檢測(cè)單元U21通過電阻串聯(lián)從公共直流母線上分壓獲取低壓小信號(hào)，低 壓小信號(hào)與控制系統(tǒng)中的其中一路給定信號(hào)分別作為同步觸發(fā)裝置U21中運(yùn)算放大器的 負(fù)、正輸入信號(hào)，運(yùn)放的輸出又作為脈沖發(fā)生單元U22中電壓比較器的其中一路電壓給定 信號(hào)，其與比較器的另一路給定信號(hào)比較計(jì)算最終輸出就是絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅(qū) 動(dòng)脈沖波形。在增加了同步觸發(fā)裝置U23以后，同步觸發(fā)裝置U22的輸出通過電連接作為 同步觸發(fā)裝置U23中或門邏輯電路的一路輸入信號(hào)，同時(shí)同步觸發(fā)裝置U22的輸出脈沖通 過光纖傳送，送給其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U13、U33、U43上的光纖接受設(shè)備，光纖接 受設(shè)備的輸出直接作為各自同步觸發(fā)裝置或門邏輯電路的其中一路輸入信號(hào)；同理，其余 制動(dòng)單元控制電路與同步觸發(fā)裝置連接亦之。每臺(tái)制動(dòng)單元同步觸發(fā)裝置的輸出通過電連 接直接作為自身絕緣柵雙極型晶體管IGBT驅(qū)動(dòng)脈沖，驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT安全 可靠的工作。參見圖3所示，所述同步觸發(fā)裝置接收脈沖發(fā)生單元的輸出脈沖Vin，輸出脈沖 Vin通過電阻R1電連接作為自身的或門邏輯電路U2的2號(hào)端輸入信號(hào)，同時(shí)輸出脈沖Vin 通過三極管VI放大直接驅(qū)動(dòng)三路光纖發(fā)送設(shè)備All、A12、A13工作，光纖發(fā)送設(shè)備All中 設(shè)有光纖發(fā)送頭U1，光纖發(fā)送頭上連有限流電阻R4、R5，防止光纖發(fā)送頭U1因過流被燒毀， 光纖接受設(shè)備B11的光纖接受頭U3的光纖接受頭電源的1、2號(hào)端子間設(shè)有突波吸收電容 C1，作用是防止因電源的突變而燒毀光纖接受頭，光纖接受頭的輸出電阻R2，其一端與光纖 接受頭U3的3號(hào)端相連，另外一端與控制系統(tǒng)的工作電源VCC相連，光纖接受頭U3接受到 高電平信號(hào)時(shí)，此時(shí)3號(hào)端通過電阻R2輸出為高電平信號(hào)，當(dāng)光纖接受頭U3接受到低電平 信號(hào)時(shí)，其3號(hào)端輸出為低電平信號(hào)，最終光纖接受頭U3的3號(hào)端輸出信號(hào)作為或門邏輯 電路U2的3號(hào)端的輸入信號(hào)，光纖接受設(shè)備B11、B12、B13電路原理一樣，同理B12的輸出 信號(hào)作為門邏輯電路U2的4號(hào)端的輸入信號(hào)，光纖接受設(shè)備B13的輸出信號(hào)作為或門邏輯 電路U2的5號(hào)端的輸入信號(hào)，或門邏輯電路U2為四二輸入的或門邏輯電路，或門邏輯電路 U2的1號(hào)端為同向輸出端，通過1號(hào)端的輸出電阻R3的輸出信號(hào)Vout作為絕緣柵雙極型 晶體管IGBT的驅(qū)動(dòng)脈沖，去驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極型晶體管IGBT安全可靠的工作。同步觸發(fā)裝置U13中的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U23中光纖接受設(shè)備B11 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U33中光 纖接受設(shè)備B11 ；光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U43中光纖接受 設(shè)備B11。同步觸發(fā)裝置U23中的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U13中光纖接受設(shè)備B11 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U33中光 纖接受設(shè)備B12 ；光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U43中光纖接受 設(shè)備B12。同步觸發(fā)裝置中U33的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U13中光纖接受設(shè)備B12 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U23中光 纖接受設(shè)備B12 ；、光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U43中光纖接受 設(shè)備B13。同步觸發(fā)裝置中U43的光纖發(fā)送設(shè)備All通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置 U13中光纖接受設(shè)備B13 ；光纖發(fā)送設(shè)備A12通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U23中光 纖接受設(shè)備B13 ；光纖發(fā)送設(shè)備A13通過光纖傳輸信號(hào)送給同步觸發(fā)裝置U33中光纖接受 設(shè)備B13。[0035]同時(shí)通過光纖連接其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U23、U33、U43 ；公共直流母線通 過電連接電壓檢測(cè)單元U21，U21通過電連接脈沖發(fā)生單元U22，U22通過電連接自身的同步 觸發(fā)裝置U23，同時(shí)通過光纖連接其余制動(dòng)單元的同步觸發(fā)裝置U13、U33、U43 ；同理，剩余 制動(dòng)單元亦之。同步觸發(fā)裝置U13、U23、U33、U43的輸出通過電連接去驅(qū)動(dòng)各自的IGBT工 作。該圖1所示為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)功能簡圖。U為大功率制動(dòng)單元的控制系統(tǒng)，直流 斬波電路中大功率制動(dòng)單元專用的絕緣柵雙極型晶體管是IGBT。根據(jù)電壓檢測(cè)單元和脈沖發(fā)生單元工作原理，由于每臺(tái)制動(dòng)單元其制動(dòng)電壓閾值 的差異和電路參數(shù)的分散性，每臺(tái)制動(dòng)單元的脈沖發(fā)生單元U12、U22、U32、U42的輸出脈沖 在占空比、頻率上各不相同，提前工作的占空比大，最后工作的占空比小，但是，根據(jù)同步觸 發(fā)裝置U13、U23、U33、U43中或門邏輯電路工作原理，其輸出脈沖只與最大輸入占空比的脈 沖有關(guān)，所以每臺(tái)制動(dòng)單元同步觸發(fā)裝置輸出脈沖都與提前工作的制動(dòng)單元的輸出脈沖是 一致的，因此，無論哪臺(tái)制動(dòng)單元先工作，其脈沖信號(hào)就作為主驅(qū)動(dòng)信號(hào)，必將同時(shí)觸發(fā)另 外三臺(tái)制動(dòng)單元同時(shí)工作。這樣就實(shí)現(xiàn)了大功率制動(dòng)單元并聯(lián)使用時(shí)能夠同步觸發(fā)，同步 工作。多臺(tái)制動(dòng)單元并聯(lián)起來使用，制動(dòng)效率大大提高了，整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠性也大幅度 提高了。該功能大大提高了制動(dòng)單元使用的靈活性，為大型傳動(dòng)系統(tǒng)能耗制動(dòng)的硬件冗余 提供了更大的自由度，徹底解決了由于能耗制動(dòng)制動(dòng)單元響應(yīng)不夠快而導(dǎo)致能量不能及時(shí) 消耗給系統(tǒng)帶來的嚴(yán)重威脅。而且其主從控制信號(hào)交換采用光纖通訊，從而提高了抗干擾 能力和工作可靠性，特別適用于強(qiáng)干擾的大型電控制系統(tǒng)中。
權(quán)利要求一種大功率制動(dòng)單元，由大功率控制單元的控制系統(tǒng)(U)控制連接直流斬波電路中大功率制動(dòng)單元用的絕緣柵雙極型晶體管IGBT組成，其特征在于所述大功率控制單元的控制系統(tǒng)(U)內(nèi)的控制系統(tǒng)直流母線的線路上連接有至少兩臺(tái)并聯(lián)在一起的同步觸發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線與一個(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率制動(dòng)單元，其特征在于所述該控制系統(tǒng)(U)上 還設(shè)有控制調(diào)節(jié)同步觸發(fā)裝置的故障復(fù)位開關(guān)(SD，放電閾值切換開關(guān)(S2)，全載工作開 關(guān)(S3)，工作模式轉(zhuǎn)換開關(guān)(S4)，負(fù)載比調(diào)節(jié)器(PD)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率制動(dòng)單元，其特征在于所述控制系統(tǒng)(U)的公 共直流母線電連接至少兩個(gè)電壓檢測(cè)單元，所述每個(gè)電壓檢測(cè)單元的另一端都連接有一 個(gè)脈沖發(fā)生單元，所述一個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線對(duì)應(yīng)連接一個(gè)脈沖發(fā)生單元，其他剩余 的同步觸發(fā)裝置通過光纖并聯(lián)在該脈沖發(fā)生單元上，即所述每個(gè)脈沖發(fā)生單元上都并聯(lián) 有所有同步觸發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置上都一一對(duì)應(yīng)連接有絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大功率制動(dòng)單元，由大功率控制單元的控制系統(tǒng)U控制連接直流斬波電路中大功率制動(dòng)單元專用的絕緣柵雙極型晶體管IGBT組成，所述大功率控制單元的控制系統(tǒng)U內(nèi)的控制系統(tǒng)直流母線的線路上連接有至少兩臺(tái)并聯(lián)在一起的同步觸發(fā)裝置，所述每個(gè)同步觸發(fā)裝置通過導(dǎo)線與一個(gè)絕緣柵雙極型晶體管IGBT連接。本實(shí)用新型采用強(qiáng)迫風(fēng)冷。其顯著優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、體積小、噪音小、精度高、成本低、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高。
文檔編號(hào)H03K3/021GK201656937SQ20092029921
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者黨懷東, 吳保寧, 楊有濤, 楊榮, 燕偉康, 王有云, 馬?；?申請(qǐng)人:天水電氣傳動(dòng)研究所有限責(zé)任公司