一种低成本直流阻感负载快速断开方法技术

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，具体涉及一种低成本直流阻感负载快速断开方法，包括以下步骤：控制器控制开关S1断开，同时控制器控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；电阻R2消耗阻感支路能量，同时RC模块抑制电阻R2的电压增长；检测电路检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U1，控制开关Q1导通以及控制开关Q2断开；电阻R1消耗阻感支路能量；检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U2，控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；重复上述步骤，其中电压U1大于电压U2；当开关S1的电压与电源电压相同时，开关Q2以及开关Q1断开。本发明专利技术主回路只需要两路可控放电支路和在主开关S1增加合适阻容RC，结构简单并且能够节约成本，同时能够使得直流阻感负载快速断开。负载快速断开。负载快速断开。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本直流阻感负载快速断开方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种低成本直流阻感负载快速断开方法。

技术介绍

[0002]对直流阻感负载进行关断是非常困难的，因为在关断瞬间线路电感反电动式直接加在开关两端，使开关出现过电压。若开关能量吸收回路故障或能量值不够，过电压将直接损坏开关，造成更大的系统故障。
[0003]电感对电流的变化有抗拒作用，电感电流不能突变。我们常见的感性负载有电风扇、电冰箱、空调等，这些都属于典型交流感性负载。它的特点是当电流增加时，当流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势，其极性是阻止电流变化的，将阻止电流的增加，当电流减小时，将反过来阻止电流的减小。这使得流过电感的电流不能发生突变。这些交流感性负载使用的是交流电源，当电弧电流过零时，切确地说，是在过零前某时候，由于电弧电压已经低于起弧电压，电弧熄灭。交流感性负载相比直流感性负载要容易断开很多。
[0004]要对直流小阻感负载进行断开，通常的做法是选择有灭弧功能的直流断路器就可以了，在开关断开时，电感中能量直接靠灭弧装置消弧。但对较大的阻感负载进行断开，就不但要选择直流断路器，而且还要增加续流二极管，如图1所示。在直流断路器S1断开后，由于电感负载L11中的电流不能突变，继续保持原来电流大小和方向不变。此时，靠二极管D11维持阻感负载电流回路。
[0005]图1中设电阻R11＝0.5Ω，电感L11＝2mH，则在开关S1断开后，开关S1两端电压恢复到电源电压4500V，阻感负载中电流在开关S1断开后慢慢由9000A减小到0A。如图2所示，从图2中阻感负载电流的变化可以看出，电流是经过了很长时间才衰减到0A的。之所以能衰减到0A，是因为阻感负载中有电阻R11的存在，电感L11储存能量在R11上慢慢消耗。若R11短路，则即使有二极管续流，电流也没法衰减到0A了，不能真正意义上断开负载。从9000A降到5A，需要30ms时间。而慢断开和不断开，将造成巨大的安全隐患，甚至引起大型的系统故障。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种低成本直流阻感负载快速断开方法。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种低成本直流阻感负载快速断开方法，包括控制装置以及负载主回路；
[0008]所述控制装置包括控制器、检测电路以及驱动电路；所述检测电路以及驱动电路分别与控制器电性连接；
[0009]所述负载主回路包括开关S1、与开关S1并联的RC模块以及相互并联的第一支路与第二支路；所述第一支路包括电阻R1以及开关Q1；所述第二支路包括电阻R2以及开关Q2；所述电阻R2的阻值大于电阻R1的阻值；
[0010]所述开关S1分别与第一支路以及第二支路连接；所述开关S1、开关Q1以及开关Q2分别与驱动电路连接；所述检测电路用于检测开关S1的电压；
[0011]所述低成本直流阻感负载快速断开方法包括以下步骤：
[0012]A、控制器通过驱动电路控制开关S1断开，同时控制器通过驱动电路控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；
[0013]B、电阻R2消耗阻感支路能量，同时RC模块抑制电阻R2的电压增长；
[0014]C、检测电路检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U1，驱动电路控制开关Q1导通以及控制开关Q2断开；
[0015]D、电阻R1消耗阻感支路能量；
[0016]E、检测电路检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U2，驱动电路控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；
[0017]F、重复上述步骤，其中电压U1大于电压U2；当开关S1的电压与电源电压相同时，开关Q2以及开关Q1断开。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述RC模块包括电阻R4以及电容C3；所述电阻R4与电容C3组成的支路与开关S1并联。
[0019]本专利技术进一步设置为，所述第一支路包括二极管D1；所述第二支路包括二极管D2；所述二极管D1与电阻R1串联；所述二极管D2与电阻R2串联。
[0020]本专利技术进一步设置为，还包括人机交互；所述人机交互与控制器电性连接。
[0021]本专利技术进一步设置为，人机交互为电脑、显示屏或者编码开关。
[0022]本专利技术进一步设置为，所述开关S1以及开关Q1以及开关Q2均为功率开关管。
[0023]本专利技术的有益效果：本专利技术主回路只需要两路可控放电支路和在主开关S1增加合适阻容RC，结构简单并且能够节约成本，同时能够使得直流阻感负载快速断开。
附图说明
[0024]利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0025]图1是传统阻感负载开关控制的原理图；
[0026]图2是传统阻感负载开关控制的开关S1两端电压和负载电感电流波形图原理图；
[0027]图3是本专利技术的原理图；
[0028]图4是本专利技术负载主回路的原理图；
[0029]图5是本专利技术电压电流波形图；
[0030]其中：1、控制装置；2、负载主回路；3、第一支路；4、第二支路；5、阻感支路。
具体实施方式
[0031]结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。
[0032]由图3至图5所示，本实施例所述的一种低成本直流阻感负载快速断开方法，包括控制装置1以及负载主回路2；
[0033]所述控制装置1包括控制器、检测电路以及驱动电路；所述检测电路以及驱动电路
分别与控制器电性连接；
[0034]所述负载主回路2包括开关S1、与开关S1并联的RC模块以及相互并联的第一支路3与第二支路4；所述第一支路3包括电阻R1以及开关Q1；所述第二支路4包括电阻R2以及开关Q2；所述电阻R2的阻值大于电阻R1的阻值；
[0035]所述开关S1分别与第一支路3以及第二支路4连接；所述开关S1、开关Q1以及开关Q2分别与驱动电路连接；所述检测电路用于检测开关S1的电压；
[0036]所述低成本直流阻感负载快速断开方法包括以下步骤：
[0037]A、控制器通过驱动电路控制开关S1断开，同时控制器通过驱动电路控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；
[0038]B、电阻R2消耗阻感支路5能量，同时RC模块抑制电阻R2的电压增长；
[0039]C、检测电路检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U1，驱动电路控制开关Q1导通以及控制开关Q2断开；
[0040]D、电阻R1消耗阻感支路5能量；
[0041]E、检测电路检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U2，驱动电路控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；
[0042]F、重复上述步骤，其中电压U1大于电压U2；当开关S1的电压与电源电压相同时，开关Q2以及开关Q1断开。
[0043]具体地，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本直流阻感负载快速断开方法，其特征在于：包括控制装置(1)以及负载主回路(2)；所述控制装置(1)包括控制器、检测电路以及驱动电路；所述检测电路以及驱动电路分别与控制器电性连接；所述负载主回路(2)包括开关S1、与开关S1并联的RC模块以及相互并联的第一支路(3)与第二支路(4)；所述第一支路(3)包括电阻R1以及开关Q1；所述第二支路(4)包括电阻R2以及开关Q2；所述电阻R2的阻值大于电阻R1的阻值；所述开关S1分别与第一支路(3)以及第二支路(4)连接；所述开关S1、开关Q1以及开关Q2分别与驱动电路连接；所述检测电路用于检测开关S1的电压；所述低成本直流阻感负载快速断开方法包括以下步骤：A、控制器通过驱动电路控制开关S1断开，同时控制器通过驱动电路控制开关Q2导通以及控制开关Q1断开；B、电阻R2消耗阻感支路(5)能量，同时RC模块抑制电阻R2的电压增长；C、检测电路检测开关S1的电压，若开关S1的电压为U1，驱动电路控制开关Q1导通以及控制开关Q2断开；D、电阻R1消耗阻感支路(5)能量；E...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晓斌，詹柏青，盛建科，张鑫彬，盛亮科，
申请(专利权)人：湖南福德电气有限公司株洲福德轨道交通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：