可控硅井下電機車蓄電池充電裝置

武 慧

(山西焦煤集團公司技工學校，山西 太原 030053)

可控硅井下電機車蓄電池充電裝置

武 慧

(山西焦煤集團公司技工學校，山西 太原 030053)

煤礦井下電動車用的蓄電池容量較大，給它充電應采用三相可控硅充電機。三相可控硅充電機線路主要由主電路和觸發電路組成。文章主要介紹了這兩種電路的組成和工作原理。

可控硅；井下電機車蓄電池；充電裝置

煤礦井下電機車用的蓄電池容量較大，給它充電應采用三相可控硅充電機，則三相可控硅充電機線路見圖1。

圖1 三相可控硅充電機電氣原理圖

1 主電路

根據技術條件，充電機對370安小時電瓶充電，額定電流為60 A，電瓶的額定電壓為110 V，而在充電過程中，電瓶反電勢不斷增高，到充電后期，電瓶的端電壓可達154 V，因此，充電機是按60 A、154V來設計的。

主電路采用三相橋式半控線路，整流變壓器B1的容量為35 kVA，變壓器的二次相電壓為80 V，相電流為147 A。在交流側和硅元件側分別加有阻容保護裝置，以防過電壓。在各硅元件串入快速熔斷器作短路保護。

在整流輸出端串聯一電抗器DK可減小電流波形的脈動幅度，延長可控硅的導電時間，但電感量應小些，不至于輸出電流波形變成連續，因而不存在像大電感負載時需要考慮的“續流”問題。

2 觸發電路

觸發電路采用正弦波同步的晶體管觸發電路，克服了用單晶管觸發電路引起的三相整流波形不對稱及導通角不協調而使各硅元件負載電流不均的情況。見圖2，它是由移相控制、單穩態輸出脈沖及同步波形成等環節組成。

圖2 同步電壓為正弦波的晶體管觸發電路

2.1 移相控制環節

將與主電路同步的正弦波電壓u~經限流電阻R1加在BG1的基極上，同時將控制信號電壓UK經限流電阻R2也加在BG1的基極上，u~與UK相迭后，若u~>UK時，即BG1的基極電位高于發射極電位，BG1截止，若u~

圖3為電路各環節的波形圖，當控制電壓UK的大小變化而上下移動時，它與同步電壓u~的交點也前后移動，即改變了觸發脈沖發出的時間，達到移相的目的。

圖3 電路各環節的波形圖

2.2 單穩態輸出脈沖環節

BG2和BG3組成了單穩態電路。BG2的基極經 R4接電源的負端，在正常情況下，BG1截止、BG2導通、BG3截止，在 BG1、BG3截止時刻 ，C2通 過 Z1，Z2，R7，MB原繞組至電源充電，充至電源電壓。當BG1由截止轉為導通時，BG2截止、BG3導通，則 C4便通過 R4，電源、BG3、R7放電，到 C2放電完畢，BG2又恢復導通，BG3又截止，在BG3導通時脈沖變壓器輸出的脈沖寬度取決于C2的放電時間，可見，只要調整C2的放電時間便可控制輸出脈沖的寬度。

2.3 正弦波同步電壓的形成

由圖3的A和F可以看出，對于單相可控電路，正弦波同步電壓u~是超前于可控硅主電壓90°的，因為單相可控電梯電路的移相范圍，一般是0~180°，如果同步電壓u~不超前于主電路電壓90°，而是同相位的話，那么UK只能在u~的正半周范圍內調節起作用。如果u~起前于主電路電壓90°，那么Uk便可在u~的正、負半周內調節了，即移相范圍便是以u~的正半周最大值到負半周最大值，擴大了180°。

圖1所示的三相觸發電路，因移相范圍是由自然換相點算起，為保證移相范圍，同步電壓應起前于電路電壓60°，為此，可由三相同步變壓器的不同接線方式來獲得超前60°的同步關系。

由于正弦波的電壓頂部較平緩，為了防止控制電壓Uk大于同步電壓u~的最大值而沒有交點，失去脈沖，造成“塌波”現象，對控制電壓Uk的幅值應有一定限制，并留出適當的余量，這樣實際移相范圍便只能到160°左右了。

2.4 恒流裝置

該電路采用了對負載進行恒流充電的裝置，恒流裝置是將主電路電流信號引出作為電流負反饋，提高電流的穩定性，這里電流負反饋的信號是通過交流電流互感器LH引出的，因為電流互感器初級電流i1與次極電流i2間的關系為：I1/I2=W2/W1，則i2便反應了主電路中電流的變化。i2在電阻R1，產生交流壓降，并通過Z1-Z4組成的單相橋式整流后變為直流電壓，經R2、C2濾波后在R3兩端輸出一反饋電壓U反。給定信號U給是由同步變壓器B2的BW2經Z5-Z8單相橋式整流，濾波后由R w取出。觸出電路的直流電源由BW3經Z9-Z14組成的三相橋式整流后供給。電路的自動恒流作用，U反與U給相迭加(兩電壓極性相反進行比較)后得到一偏差信號，即控制信號Uk與同步電壓相比較，即BG1處于開關狀態，而控制BG2、BG3組成的單穩態環節，改變Uk的大小，即可進行移相控制，以改變可控硅導通角的大小。

電路在正常工作電流下，控制電壓Uk中給定信號U給起主導作用，Uk與同步信號相送加后作用于BG1輸入端，通過BG2、BG3、MB輸出脈沖觸發可控硅，輸出直流電壓，維持恒定的電流向蓄電池充電。

當主電路電流增大時，U反增大，U反與U給相比較后，使輸入到BG1的控制電壓Uk減少，則Uk與U2的交點后移，延長了觸發脈沖發出的時刻，可控硅導通角減少，使主電路輸出電壓下降，維持了電流的恒定值。當主電路電流減少時，則U反減小，與U給比較后，Uk增大。使觸發脈沖前移，可控硅導通角增大，維持了電流的恒定值。

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Wu Hui

Three-phase SCR charger linemainly by themain circuitand trigger circuit.This paper describes the composition of these two circuits andworks.

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TD642

A

1000-8136(2011)23-0041-02

武慧，女，1972年出生，河北省井陘縣人，1995年畢業于太原理工大學應用電子專業，講師。