Устройство для фазового управления тиристорным регулятором

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i i3 00526i

r Q+ фъ (/ =-.Ъ г с.Г.; г (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.09.81 (21) 3336294/24"07

Р М К з с присоединением заявки ¹ . (23) Приоритет

H 02 Р 13/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1503,83. Бюллетень № 10

t$3) УДК621 ° 316 ° . 727 (088. 8) Дата опубликования описания 150383 (72) Авторы изобретения

С.Л.Лучкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

THPHCTOPHblM РЕГУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к электро» технике и предназначено для исполь-:. зования в тиристорных регуляторах напряжения и тока.

Известно устройство для импульсно фазового управления. преобразователем, в котором формирователь пилообразного напряжения выполнен на RC-цепочке (1) .

Однако этот формирователь может выполнять свои функции только при подаче на него сигналов специальной формы, которые имеются на выходе маг. нитного усилителя. Применение же магнитных усилителей в рассматриваемых устройствах не всегда оправдано из-за их больших габаритов и стоимости, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для фазового управленйя тиристорным регулятором, содержащее двухполупериодный выпрямитель, выход которого подключен ко входу генератора пилообразного напряжения, выпол. ненного на стабилитроне, RC-цепи и транзисторе (2) .

Недостатками устройства являются сложность схемы генератора пилообразного напряжения, необходимость использования источника постоянного напряжения для питания генератора; что снижает его экономичность.

Целью изобретения является упро» щение схемы и повышение КПД устройства. I

Поставленная цель достигается тем, что устройство для фазового управления тиристорным регулятором снабжено дифференциальным усилителем переменным резистором, а в указанном генераторе конденсатором обратной связи, причем переменный резистор, включенный на выходе генератора пилообразного напряжения, своим подвиЖ- . ным контактом подключен .к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого служит для подключения сигнала напряжения с датчика регулируемого параметра, выход которого служит для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора, в генераторе пилообразного напряжения RC-цепь включена па2 раллельно стабилитрону, переход эмиттер-коллектор транзистора подключен параллельно конденсатору RC-цепи, а база транзистора через конденсатор обратной связи подключена к положи" тельному полюсу стабилитрона.

1005267

На фиг, 1 представлена электрическая схема устройства> на фиг. 2 диаграммы напряжений.

Предлагаемое устройство, рассмот-, ренное на примере регулятора тока, включает точки 1 и 2, предназначенные для подключения первичного источника переменного напряжения. Силовой управляемый выпрямитель выпол-, нен по мостовой схеме на диодах 3

4 и тиристорах 5 и 6, управляющие 10 электроды которых через токоограничивающие резисторы 7 и 8 и конденсатор 9 подключены к выходу дифференциального усилителя 10. Первый вход усилителя подключен к средней )5 точке переменного резистора 11, включенного на выходе генератора 12 пилообразного напряжения.

Генератор 12 содержит ограничитель напряжения на стабилитроне 13, резис- 0 тор 14, интегрирующий конденсатор 15, транзистор 16, конденсатор обратной связи 17.. Второй вход усилителя 10 через RC-фильтр 18 соединен с датчиком 19 тока, в качестве которого при- 5 менен резистор. Датчик 19 последовательно с изменяющейся нагрузкой 20 включены на выходе силового .выпрямителя.

К источнику литания в точках 1 и

2 подключены также диоды 21 и 22, ко- З0 торые вместе с силовыми диодами 3 и

4 образуют двухполупериодный выпрямитель, выход которого через резистор 23 соединен с катодом стабилитрона 13 генератора пилообразного напря- З5 жения.

Устройство работает следующим об" разом.

Сетевое напряжение 24 поступает на двухполупериодный выпрямитель, 40 с выхода которого выпрямленное пульсирующее напряжение поступает на стабилитрон 13. На катоде стабилитрона

13 в результате ограничения образуются трапецеидальные импульсы напря>кения 25. Эти импульсы через резистор 14 заряжают конденсатор 15. Если постоянную времени RC-цепи (К 14, С 15) выбрать значительно больше, чем длительность полупериода сетево го напряжения, то нарастание напряже. ния на конденсаторе происходит по закону, близкому к линейному. В моменты отрицательных провалов 25, кото" рые через конденсатор 17 открывают. на малое время (в сравнении с длительностью полупериода 24) транзистор 16, конденсатор 15 быстро разряжается, в результате формируется пилообразное напряжение 26. Напряжение

26 имеет пологий нарастающий участок„,60 который несколько меньше по длитель" ности, чем полупериод напряжения 24 и крутой спадающий участок. В первые несколько полупериодов 24 напряжение

27 на выходе RC-фильтра значительно 65 меньше напряжения 26 на выходе гене ратора, поэтому момент равенства .этих напряжений наступает в начале полупериода. В результате смены знака напряжения между входами дифференциального усилителя 10 на выходе усилителя образуется перепад с крут „; нарастающим фронтом, который дифференцируется цепочкой: конденсатор 9, резисторы 7 и 8. В результате образуются положительные относительно

4 уля импульсы 28, которые воздейстуют на управляющие электроды тирис торов 5 и 6. A так как под положительным напряжением в каждый полупериод находится только один тиристор, то только этот тиристор и включается, через нагрузку 20 и датчик 19 протекает ток. Напряжение е датчика 19, пропорциональное току нагрузки, сглаживается фильтром и поступает на вто. рой вход усилителя 10 ° В установившемся режиме работы регулятора момент включения тиристора в .каждый полупериод 29 автоматически устанав-. ливается таким, чтобы поддерживать . постоянным действующее значение тока, в нагрузке.

Значение тока нагрузки устанавливают предварительно либо изменением уровня сигнала, снимаемого с датчика

18, либо изменением наклона пилы с помощью резистора 11.

Если по какой-либо причине, напри. мер при изменении нагрузки 20, ток начинает возрастать, увеличивается напряжение 27 пропорциональное этому току, момент сравнения с напряжением пилы наступает позже по отношению к началу полупериода, в результате соответствующий тиристор 5 или б включается на меньшее время в течение полупериода, что, в свою очередь, приведет к уменьшению действующего значения тока в нагрузке.

Если же, наоборот, ток в нагрузке начинает уменьшаться относительно установленного значения, уменьшается напряжение 27-, момент сравне- ния с 26 наступает ближе к началу соответствующего полупериода питающего напряжения и тиристоры 5 и б включаются на большее время в течение полупериода, в результате действующее значение тока нагрузки увеличивается и с точностью, определяемой коэффициентом передачи. разомкнутого контура регулирования, приближается к заданному значениЮ.По отношению к прототипу данное устройство проще, так как содержит один опорный стабилитрон 13 вместо двух в прототипе, один транзистор

16 для формирования лилы вместо двух в генераторе известного устройства, сократилось количество элементов сопряжения (резисторов, диодов).

1005267

Устройство экономичнее известного, так как для питанйя генератора пилообразного напряжения отпала необходимость в применении специального источника питания, а применение .одного опорного источника вместо двух позволяет исключить погрешность, связанную с различиями уровней стабилизации стабилитронов.

Предлагаемое устройство целесообразно испольэовать в регуляторах, работаиицих на инерционную нагрузку (электромеханические генераторы тока, электронагревательные установки с автоматическим рвгулкрованием температуры, устройства для заряда аккумуляторных батарей и др.).

Формула изобретения

Устройство для фазового управления тиристорным регулятором, содержашее двухполупериодный выпрямитель, выход которого подключен к входу генератора пилообразного напряжения, выполненного,на стабилктроне, RC-цепи и

:,транзисторе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрошения к повншення КПД устройства, око снабжено дифференциальным усилителем, переменным резистором, а в вышеуказанном ,:генераторе-конденсатором обратной. связи, причем переменный резистор, 5 включенный на выходе генератора пилообразного напряжения, своим подвижным контактом подключен к первому. входу дифференциального усилителя, второй вход которого служит для nag

30 ключения сигнала напряжения с датчика регулируемого параметра, выход которого служит для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора, в генераторе пилообразного

15 напряжения RC-цепь включена паРаллель. но стабклктрону, переход змиттер-коллектор транзистора подключен парал-. ..лельно конденсатору RC-цепи, а база транзистора через конденсатор обратной связи подключена к положительному полюсу стабилитрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

В 534018, кл. Н 02 P 13/16 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 513465, кл. Н 02 P 13/16 1976 I

1005267

Составитель 1 .ЕФимов

Редактор A. Долинич Техред T. Фанта . Корректор С. Шекмар

Заказ 1922/75 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ ГосударственногО коМитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4