GTO斩波调速系统主电路的设计

刘丽杰

【摘 要】GTO是一种自关断型能力的电力半导体器件，能用门极信号开通和关断，因而应用于斩波器或逆变器中时，可不用换流电感、电容以及辅助晶闸管。本文对GTO在斩波调速系统的主电路进行了设计，只要合理设计电路，GTO调速装置必然能得到广泛的应用。

【关鍵词】GTO；牵引运行；制动

GTO是一种自关断型能力的电力半导体器件，由于这一晶闸管能用门极信号开通和关断，因而应用于斩波器或逆变器中时，可不用换流电感、电容以及辅助晶闸管。GTO斩波调速系统能实现直流电动机牵引、能耗和再生制动，可用于城市无轨电车。

GTO斩波调速系统主电路如图1。该主电路由可关断晶闸管GTO、续流二极流VD1、制动回路二极管VD2和串励直流电动机M组成。VT1、RZ是能耗制动回路的晶闸管和电阻器，HE是霍尔电流检测器，KM2是牵引、制动转换接触器，KM4、KM5是电动机换向接触器。

1 牵引运行

电动机牵引时，接触器接点KM1、KM2、KM3、KM4-1、LM4-2闭合，连通电动机牵引回路。当GTO导通时，电源向电动机供电，其回路为：电流（+）→KM1→KM2→KM3→KM4-1→电动机M→KM4-2→电动机励磁绕组L→HE→GTO→电源（-），此时，电动机电压等于电源电压，极性A正B。当GTO关断时，电动机续流，其回路：电动机B端→KM4-2→L→HE→VD1→KM3→KM4-1→电动机A端。这样在电动机两端可得到一个脉动的直流电压，其平均值UM与电源电压U的关系为UM=KU。因此只要改变斩波器的占空比K，即可改变电动机的工作电压，从而达到调整的目的。

当电动机全压运行时，可触发快速晶闸管导通使电动机进入弱磁运行状态。为了获得恒加速启动，电路可采用恒流控制，即预先设定电流变化的上、下限范围，通过控制斩波器件的导通、关断、达到恒加速启动的目的。……