[发明专利]一种大功率制动单元

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术和电力电子技术领域，涉及一种基于IGBT器件的驱动控制电路，特别涉及一种大功率制动单元并联工作时实现同步触发。

背景技术

大功率制动单元是大型传动系统能耗制动最关键的设备之一，它的质量好坏将直接影响整个系统的安全及整体性能。比如在石油钻机系统中，钻头在深入地下数千米的岩层工作，由于地质情况异常复杂和不可控制，钻机电控系统要不断为钻头提供高效可靠的电动力，而制动单元就肩负着将钻机电控系统回馈制动时产生的多余的能量以能耗散热的方式泄放的重要任务，时刻保护整个地下钻探系统的安全乃至整个工程的成败，责任重大。

目前，国内外大功率制动单元主要以Siemens：委托第三方为其制造、ABB、Vacon等国际大公司产品为主，其价格高、供货周期长、且售后服务难以保证，这给国内用户带来了很大的不便。国内也有公司推出了小功率300kW左右的制动单元，但因为无法进入大功率应用的场合，所以还难以和国际大公司的产品竞争和抗衡。实际在大功率应用的场合，经常需要多台制动单元联合使用，以满足制动转矩和制动功率的需要。综合分析已知的包括国际大公司的产品，由于其制动电压阈值的差异和电路参数的分散性，当多台制动单元并联使用时，均无法实现同步投入和同步触发。这将造成先投入的制动单元负担过重，甚至过载，如果后续的制动单元不能及时投入，则先投入的制动单元损坏的可能性极大，工程实践也证明了这一点。因此，市场急需当多台并联使用时，能实现同步投入和同步触发的制动单元。

发明内容

本发明的目的是提供一种大功率制动单元并联使用时能够实现同步投入和同步触发，使得并联工作的各台制动单元的制动功率均衡大功率制动单元。

为解决上述的技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种大功率制动单元，由大功率控制单元的控制系统U控制连接直流斩波电路中大功率制动单元专用的绝缘栅双极型晶体管IGBT组成，所述大功率控制单元的控制系统U内的控制系统直流母线的线路上连接有至少两台并联在一起的同步触发装置，所述每个同步触发装置通过导线与一个绝缘栅双极型晶体管IGBT连接。

所述该控制系统U上还设有控制调节同步触发装置的故障复位开关S₁，放电阈值切换开关S₂，全载工作开关S₃，工作模式转换开关S₄，负载比调节器PD。

所述控制系统U的公共直流母线电连接至少两个电压检测单元，所述每个电压检测单元的另一端都连有接一个脉冲发生单元，所述每个脉冲发生单元都并联有至少两个同步触发装置，所述一个同步触发装置通过导线对应连接一个脉冲发生单元，其他剩余的同步触发装置通过光纤并联在该脉冲发生单元上，即所述每个脉冲发生单元上都并联有所有同步触发装置，所述每个同步触发装置上都一一对应连接有绝缘栅双极型晶体管IGBT。

所述同步触发装置接收脉冲发生单元的输出脉冲Vin，输出脉冲Vin通过电阻R1电连接作为自身的或门逻辑电路U2的2号端输入信号，同时输出脉冲Vin通过三极管V1放大直接驱动三路光纤发送设备A11、A12、A13工作，光纤发送设备A11中设有光纤发送头U1，光纤发送头上连有限流电阻R4、R5，防止光纤发送头U1因过流被烧毁，光纤接受设备B11的光纤接受头U3的光纤接受头电源的1、2号端子间设有突波吸收电容C1，作用是防止因电源的突变而烧毁光纤接受头，光纤接受头的输出电阻R2，其一端与光纤接受头U3的3号端相连，另外一端与控制系统的工作电源VCC相连，光纤接受头U3接受到高电平信号时，此时3号端通过电阻R2输出为高电平信号，当光纤接受头U3接受到低电平信号时，其3号端输出为低电平信号，最终光纤接受头U3的3号端输出信号作为或门逻辑电路U2的3号端的输入信号，光纤接受设备B11、B12、B13电路原理一样，同理B12的输出信号作为门逻辑电路U2的4号端的输入信号，光纤接受设备B13的输出信号作为或门逻辑电路U2的5号端的输入信号，或门逻辑电路U2为四二输入的或门逻辑电路，或门逻辑电路U2的1号端为同向输出端，通过1号端的输出电阻R3的输出信号Vout作为绝缘栅双极型晶体管IGBT的驱动脉冲，去驱动绝缘栅双极型晶体管IGBT安全可靠的工作。