[实用新型]晶闸管有源补偿仿真装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶闸管仿真装置，更具体地说，涉及一种应用于电力技术、输电技术领域的晶闸管有源仿真装置。

背景技术

在许多仿真模拟装置中，例如，晶闸管可控串补(TCSC)的物理模拟试验研究中，建立TCSC模型的关键技术是晶闸管的模型。由于晶闸管是强非线性器件，在模拟试验系统的低压条件下，要正确体现晶闸管的触发以及导通和关断特性，必须采用特殊技术。

目前的现有技术中，国内有的是利用小功率晶闸管直接模拟，例如，清华大学动模试验中的模型就是利用小功率晶闸管来实现的。直接采用小功率晶闸管，容易真实体现TCSC阀的触发和通断规律。但是，由于晶闸管导通状态的管压降不可忽略，给仿真带来很大误差。国外仿真系统有的是利用MOS-FET场效应管来模拟晶闸管，例如GE公司。由于MOS-FET器件的导通后呈线性电阻特性，容易解决开关模型的导通电压降问题。但是MOS-FET管的触发通断特性与晶闸管相差甚远，不利于精确模拟晶闸管阀的特性。据介绍，Siemens公司的TCSC模型采用了补偿电路，但其具体实现技术无相关报道。

本实用新型的目的是提供一种可控串补物理模型系统中的晶闸管仿真装置，它的补偿模型开关元件采用小功率晶闸管而能够充分克服晶闸管导通管压降的影响，补偿控制环节满足对速度的严格要求。

发明内容

本实用新型的目的用以下技术方案实现。

一种晶闸管有源补偿仿真装置，其特征是包括主体开关元件、补偿测量及保护部、补偿放大部、功率放大部组成；所述主体开关元件是具有被模拟晶闸管开关特性的小功率开关元件；所述补偿测量及保护部测量所述主体开关元件的端电压，并检测超越电压，输出测量及保护信号；补偿放大部对电压测量及保护信号作放大；功率放大部实现模拟仿真功率。

本实用新型晶闸管有源补偿仿真装置还可以设置放大限幅部于上述补偿测量及保护部和补偿放大部之间。

本实用新型仿真装置仿真结果和被模拟晶闸管特性十分一致。说明本装置方案能充分克服晶闸管压降影响，补偿控制环节响应速度满足要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例构成方框图。

图2为本实用新型实施例主体开关元件的实例构成图。

(a)是主体开关元件为三极管的例子。

(b)是主体开关元件为晶闸管的例子。

图3为本实用新型实施例补偿放大部的电路图。

图4为本实用新型实施例放大限幅部的电路图。

图5为本实用新型实施例功率放大部的电路图。

图6为本实用新型实施例仿真波形图。

具体实施方式

以下结合附图详细叙述实施例。

图1是为本实用新型实施例构成的方框图，包括主体开关元件1、测量开关元件1的两端电压并对此电压越限范围给出保护信号的补偿测量及保护部2、放大保护部2输出信号的补偿放大部3、对放大部3输出信号限幅的放大限幅部5、以及功率放大部4组成。所述主体开关元件1采用有与被模拟的实际工业应用中晶闸管开关特性一致的开关特性的开关元件，例如，小功率三极管，小功率晶闸管，图2(a)为使用三极管实现的主体开关，图2(b)为使用晶闸管实现的主体开关。对于模拟晶闸管的仿真装置，使用图2(b)的方式性能更优。对开关元件的触发控制，按常规触发接线实现。

补偿测量及保护部2，采用通常的线性测量电路来测量主体开关元件1两端的电压，在超越设定的限制电压值时给出越限保护信号。此部分电路由于属于习知，不再给出具体电路图。

补偿放大部3的电路示于图3，是二级分别由型号为OP-03的模块(U1，U2)组成的放大器，电压测量信号由第一级U1的OP-07之3脚输入，由第二级U2的6脚输出。在本例中保护部2的超越信号使U2的2脚上R2电路断开，将放大电路退出而实现保护。

本例放大限幅部5由稳压管构成，稳压管的连接见图4。

功率放大部4可以采用三极管或功率MOS-FET实现，二种实现方式电路连接是一致的，图5示出三极管实现方式的功率放大部的电路。

由本实用新型方案的晶闸管有源补偿仿真装置模拟的晶闸管开关特性的结果可由图6看出，图6为补偿效果仿真波形图，仿真结果与试验实例波形一致。