Устройство для светового управления вентилями

 

(72) Авторы изобретения

P. Н. Кулагин и M Е. Маргус (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕТОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЯМИ

Изобретение относится к преобразовательной технике и моигет быт использовано для управления вентиля. ми, работающими в инверторном режиме.

Известны устройства для управле» ния вентилями в инверторном режиме, содержащие задающий генератор, блоки формирования запирающего напряжения, клеммы для подключения вентилей элемент совпадения, диодный ограничительный мост и мост обратной связи $1).

Недостатки известных устройств состоят в невысокой надежности, обусловленной сложностью, и ограниченный диапазон регулирования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для светового управления вентилями, содержащее источник света, модулятор светового потока в виде закрепленного на

2 валу привода диска с отверстием, преобразователь световых импульсвв в электрические сигналы на основе фотоприемников и клеммы для подключения тиристорного и-фазного моста (2 1.

Недостатками известного устройства являются невысокая надежность, обусловленная сложностью, ограниченный диапазон частотного регулирования вследствие наличия конденсаторов и индуктивностей, а также возможность короткого замыкания от перекрытия включенных состояний противофазных вентилей при имеющейся индуктивной нагрузке, а также наличие прерывистых токов нагрузки в диа- пазоне до 60 эл.град.

Цель изобретения — повышение надежности устройства, расширение диго апазонов регулирования частоты и непрерывных токов, увеличение выходного тока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено RS-триг3 10032 герами и дифференциальными трансформаторами по количеству тиристоров и-фазного моста, а фотоприемники преобразователя установлены в два ряда по 2m фотоприемников в каждом ря1 000 ду через угол " о с возможностью !

l относительного перемещения на угол

0-180 /n, причем каждый из фотоприемников одного ряда подключен к Sвходу соответствующего триггера, а каждый сдвинутый от него на угол (Ь +Ы)фотоприемник второго ряда поди соединен к R-входу того же триггера выход которого подсоединен через соответствующий дифференцирующий трансформатор к клемме для подключения управляющего электрода соответствующего тиристора и-фазного моста.

На фиг. 1 представлено устройство

/ для светового управления вентилями,. ув вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез

А-А на фиг.1; на фиг. 4 - электрическая схема устройства; на фиг. 5 диаграммы сигналов для двух углов 2S сдвига рядов фотоприемников d,-=0 (слуО чай 1) и К = 30 (случай 11); а) импульсов фототока i8„- < первой группы фотоприемников; б) импульсов фототока i „- 1 второй группы фотоприемников; в )состояния триггеров и вентилей; г) фазных токов

ic °

Устройство светового управления вентилями содержит (фиг.1) источник

1 света, модулятор 2 светового пото35 ка и преобразователь 3 световых импульсов в электрические на основе фотоприемников. Источник 1 света выполнен в виде установленных в стенке

40 корпуса 4 устройства осветителей. Модулятор 2 светового потока выполнен в виде диска g со щелью 6, жестко укрепленного на валу привода 7 (например, электродвигателя постоянного тока, пневмопривода и т.п.).

Преобразователь 3 световых импульсов в электрические выполнен в виде фотоприемников 8,1-8.6 и 9.1-9.6, установленных в два 1ря а по 2m в каждом через угол с возможностью и относительного сдвига (поворота) рядов на угол Ы = 0-60О, причем каждый фотоприемник 8 одного ряда присоединен к S-входу соответствующего

RS-триггера 10,1-10,6, а каждый удаленный от него на угон (+cL) 4.0и топриемник 8 второго ряда присоединен к R-входу того же триггера, вы66 4 ход каждого из которых через соответствующий дифференцирующий трансформатор 11.1-11.6 подсоединен к клемме для подключения управляющего электрода вентиля 12.1-12.6 соответствующего плеча моста.

Триггеры 10, например RS-триггеры формируют на своем выходе сигналы, которые открывают и закрывают вентили 12, посредством трансформаторов

11.

Дифференцирующие трансформаторы

11 обеспечивают получение разнополярных импульсов (положительных на открывание и отрицательных на закрывание ) для управления вентилями 12.

Они также обеспечивают гальваническую развязку цепей управления вентилей, не имеющих общей точки.

Преобразователь 3 световых импульсов в электрические выполнен в виде жестко установленных через угол по траектории движения свеМ тового луча в торцовой стенке 13 корпуса 4 фотоприемников 8.1-8.6, а также установленных на плоскости подвижного диска 14 фотоприемников 9.19.6. Диск 14 может перемещаться (поворачиваться ) относительно торцовой стенки 13 корпуса 4 на угол с =060о

Устройство для светового управления вентилями работает следующим образом.

Включается в работу привод 7. Его угловая скорость устанавливается в зависимости от требуемой частоты тока на выходе инверторного моста. При этом с такой же угловой скоростью происходит засветка фотоприемников

8.1-8.6 и 9.1-9.6 преобразователя 3 световых импульсов в электрические.

Так как каждая пара удаленных на угол

120 фотоприемников 8 и 9 (например

8.1 и 9.1 и т.д.) присоединена к

RS-триггеру 10 и посредством соединенного с ними дифференцирующего тран сформатора, 11, соединена с клеммой для подключения управляющего электрода соответствующего вентиля 12.112.6, то. эти вентили 12 положительными импульсами дифференцирующего трансформатора 11 открываются, а отрицательными импульсами закрываются, т.е. имеет место последовательная коммутация вентилей 12 тиристорного моста, à íà его выходе ток имеет определенную, задаваемую оборотами привода частоту.

5 10032

Циапазон протекания непрерывных токов (до 180 ). повышение величины вью ходного тока в 1,33 раза и изменение

его формы можно получить, сдвигая диск 14 на угол от 0 до 600эл.град, S

Повышение надежности достигается тем, что регулированием значения угла о(исключается перекрытие противофазных вентилей и короткое замыкание при индукционной нагрузке.

1О

Габариты инвертора уменьшаются за счет исключения индуктивных реакторов, коммутационных диодов и конден- . саторов.

Изменяя угол с от 0 до 60, можно регулировать величину и форму выходного тока (для случая 3-х фаэного инвертора ).

Расширение диапазона регулирования частоты достигается изменением скорости вращения привода диска с отверстием модулятора светового потока.

Возможность сдвига (поворота ) рядов фотоприемников относительно друг друга на угол с(.=0-180о/и расширяет диапазон протекания непрерывных токов (до 180 )и повышает величину вью

1 ходного тока в 1,33 раза(при Ы=с = ) трах= и 30

Устройство обладает тем достоинст-. вом, что при использовании его для питания двигателей переменного тока появляется возможность расширить диапазон регулирования скорости путем одновременного изменения частоты и величины фазных токов.

Формула изобретения

Устройство для светового управления вентилями, содержащее источник о света, модугятор светового потока в виде закрепленного на валу привода диска с отверстием, преобразователь световых импульсов в электрические сигналы на основе фотоприемников и клеммы для подключения тиристорного n-фазного моста,.о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целыю повышения его надежности и расширения диапазона частотного регулирования, оно снабжено RS-триггерами и дифференциальными трансформаторами по количеству тиристоров и-фаэного моста, а фотоприемники преобразователя установлены в два ряда по 2m фотоприемников в каждом ряду через угол

180 /n с воэможностью поворота на о угол 0-180 /и, причем каждый из фотоприемников одного ряда подключен к

S-входу соответствующего триггера, и каждый сдвинутый от него на угол (360 /n+oL) фотоприемник второго ряда подсоединен к R-входу того же триггера, выход которого подсоединен через соответствующий дифференцирующий трансформатор к клемме для подключения управляющего электрода соответствующего тиристора и-фазного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сандлер А.С. Высокоскоростной асинхронный привод с частотным управлением. Сб. "Автоматизированный электропривод производственных механизмов". М., 1965, с. 211-213.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2798328/24-07, кл. H 02 И 1/08, 1980.

100326б

1003266

Ь сФУ

41

ig

У igg

/уу

Ъ

tgf ас

3)Юl

ЩФР яцик

AFAR 4.

arp rzp

IF, APE

ВНИИПИ Заказ 1584/42 Тираж 685 Подписное

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4