[实用新型]基于晶闸管的固态交流断路器

说明书

本实用新型公开一种基于晶闸管的固态交流断路器，涉及断路器技术领域。该固态交流断路器主要分为载流通路，电流转移通路与能量吸收电路构成，载流通路分别与能量吸收电路、电流转移支路以及控制器电连接；控制器与电流转移支路电连接。采用电力电子器件晶闸管与二极管整流拓扑并联作为载流通路，电流转移通路由二极管整流桥、吸收电容、放电电阻、高频变压器与逆变器构成。过电压吸收电路由过压吸收避雷器构成。本实用新型能实现对交流电路的快速通断，分断能力强，且成本低，控制相对灵活。本实用新型操作步骤简单，容易控制，经过长期的实践检验证明其十分可靠和稳定。

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，特别涉及一种基于晶闸管的固态交流断路器。

背景技术

断路器按照分断供电源的性质可以分为交流断路器和直流断路器，按照分断原理可以分为依托电力电子器件如IGBT的固态断路器，传统的机械式断路器以及机械开关与电力电子器件相结合的混合式断路器。

传统的机械式断路器虽然耐压强度高，可靠性好，通态损耗较低，但在分断电流通路的过程中会产生电弧，造成分断触头的磨损，不利于维护，且分断速度也较慢。因此基于电力电子器件的固态型断路器成为了新的研究趋势。

目前，基于晶闸管的固态交流断路器分断能力比较弱，控制相对复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种基于晶闸管的固态交流断路器，对交流电路进行快速通断，且分断能力强，成本低，控制相对灵活。为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种基于晶闸管的固态交流断路器，包括载流通路、能量吸收电路、电流转移支路以及控制器；

所述载流通路分别与能量吸收电路、电流转移支路以及控制器电连接；控制器与电流转移支路电连接；

所述载流通路用于在交流供电源和用电设备之间提供电流通路，并能够通过控制器对其进行通断控制；

能量吸收电路用于吸收在半导体功率器件开通或者关断过程中产生的过电压，其与载流通路中的半导体功率器件并联连接；

电流转移支路用于在需要对载流通路进行分断操作时，给予其必要的反向电压使得电流不再流经载流通路达到载流通路的目的；电流转移支路也与所述载流通路中的半导体功率器件并联连接；

控制器用于控制电流转移支路产生反向电压以及和载流通路的分断和恢复操作，其产生的驱动信号作用于载流通路和电流转移支路。

优选地，所述载流通路包括二极管构成的整流桥与晶闸管并联，交流供电源通过二极管整流桥与晶闸管并联的电流通路给负载供电，控制器为晶闸管提供控制信号。

优选地，所述能量吸收电路由过压吸收避雷器MOV构成，其与所述载流通路并联，用于吸收在晶闸管开通和关断时出现的过电压。

优选地，所述电流转移支路包括吸收电容C、放电电阻R、二极管整流桥、变压器Tr和逆变器；

放电电阻R与吸收电容C串联，二极管构成整流桥并联在放电电阻R上，整流桥的两个中间点分别与变压器Tr两个初级抽头连接，变压器Tr的次级输出与逆变器连接；逆变器由电池或电容器提供电能。

本实用新型提供的基于晶闸管的固态交流断路器主要的优点体现在以下几个方面：

1、首先相较于传统的机械式交直流断路器来说，基于电力电子器件的固态式断路器和基于电力电子器件与机械开关结合的混合式断路器在动作时间，电弧抑制，维护成本等方面有着突出的优势。