Устройство для управления тиристорным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, Содержащее последовательно внШченные первый резистор, вторую и первую базы однопереходного транзистора и .первичную обмотку импульсного трансформатора , а также второй резистор, переменный резистор и конденсатор, причем входные полюсы первого и второго , резисторов объединены и предназ иачены для подключения к положительнс 4у полюсу источника синхронизирующего напряжения, объединенные выходные полюсы конденсатора и первич«« г-;т;:м7,:сЬ .гх;,.:,;„, ной обмотки импульсного трансформатора предназначены для подключения к отрицательному полюсу вьоиеуказанного источника, а вторичная обмотка импульсного трансформатора предназначена для подключения к управляющему электроду тиристора, отличающееся тем, что, с целью стабилизации установленного значения напряжения на нагрузке при колебаниях напряжения сети, оно снабжено последов а уел1уио включенным третьим резистором, первым стабилитроном и первым диодом, последовательно включенным вторым стабилитроном, четвертым резистором и вторым диодом, а § также пятьЫ резистором, причем катод первого диода, анод второго ди (Л ода и первый полюс пятого резистора подключены к отрицательному полюсу указанного источника, переменный резистор включен последовательно о первым и третьим резисторгми, входной полюс конденсатора подключен.к средней точке переменного резистора и эмиттеру однопереходного транзистора , катод второго дисда подключен ю :U9 к первой базе, а второй полюс пятого резистора - к второй базе однопереходного транзистора. 3 ISD Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

4 /ВФ

РЕСПУБЛИК

69) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ (21) 3382412/24-07 ,(22) 11.01.82 (46) 15 ° 06.83. Бюл. )) 22 (72) К. И. Костылев (71) Специальное конструкторское бюро Гомельского завода радиотехнологического оснащения (53) 621..314.727(088 ° 8) (56) 1. Магетто Г. Фиристоры в электротехнике. М., "Энергия", 1977, рис. 4-11 с. 143.

2. Ведолужко И. Г., Сергиенко E.Ô.

Однопереходиые транзисторы. М., ."Энергия", 1974, рис. 5-30, с. 93 °

0 (54)(57) УСТРОНСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

THPHCTOPHHM ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее последовательно внлЮченные первый резистор., вторую и первую 0a- зы однопереходного транзистора и .первичнуЮ обмотку импульсного трансФорматора, а также второй резистор, переменный резистор и конденсатор, причем входные полюсы первого и второго резисторов объединены и предназ:начены для подключения к положительному .полюсу источника синхронизирумцего напряжения, объединенные вы« ходные полюсы конденсатора и первичной обмотки импульсного тРансформатора предназначены для подключения к отрицательному полюсу вышеуказанного источника, а вторичная обмотка импульсного трансформатора предназначена для подключения к управляющему электроду тиристора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью стбилизации установленного значения напряжения на нагрузке при колебаниях напряжения сети, оно снабжено последорщдльио включенным третьим резистором, первым стабилитроном и первым диодом, последовательно включенным вторым стабнлитроиом, четвертым резистором и вторым диодом, а также пятым резистором, причем ка- I тод первого диода, анод второго диода и первый полюс пятого резистора подключены к отрицательному полюсу указанного источника, переменный С: резистор включен последовательно о первым и третьим резисторами, вход- И ной полюс конденсатора подключен.к средней точке переменного резистора и эмиттеру однопереходного транзисто ра, катод второго диода подключен к первой базе, а второй полюс пятого резистора — к второй базе однопереходного транзистора.

1023622

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для управления статическим преобразователем для получения требуемого значения выходного параметра, выполненным на полупроводниковых приборах c управляющим электродом, и может быть использовано для изменения и стабилизации напряжения, следовательно и мощности, потребляемой активной или активно-индуктивной нагрузкой от источника питания переменного напряжения, а именно для управления напряжением на катушке электромагнита вибробункера, электронагревателях (трубчатых и др.) ак- 15 тивно-индуктивной или активной нагрузке цепи управления.

Известно устройство, содержащее тиристор, подключенный через нагрузку к источнику питания, параллельно О которому подключен генератор импульсбв, состоящий из параллельно включенных последовательной RC-цепи и

RD-цепи. Ю-цепь содержит гасящий резистор, переход база 2 — база 1 диодного транзистора и постоянного резистора, параллельно которому включена цепь управления тиристора, катод которого подключен к общей точке отрицательного вывода источника питания и выхода конденсатора

RC-цепи, а общая точка последней соединейа с эмиттером транзистора(13.

Однако такое устройство имеет ограниченный диапазон применения из-за гальванической связи между 35 источником питания и цепью управления тиристора и изменения установленного значения напряжения на нагрузке при ксйтебаниях напряжения . сети. 40

Наиболее близким -по технической сущности к предложенному является устройство для управления тиристорным преобразователем, содержащее последовательно включенные первый 45 резистор, вторую и первую базы однопереходного транзистора и первичную обмотку импульсного трансформатора, а также второй резистор, переменный резистор и конденсатор, причем входные полюсы первого и второго резисторов обьединены и предназначены для подключения к положительному полюсу источника синхрониэирующего напряжения, обьединенные .-выходные полюсы конденсатора и перВичной обмотки импульсного трансформатора предназначены для подключе.ния к отрицательному полюсу указанного источника, а вторичная обмотка импульсного трансформатора пред- бо назначена для подключения к управляющему электроду тиристора (2 j.

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон регулирования установленного значения на- 65 пряжения на нагрузке при колебаниях напряжения сети.

Цель изобретения — увеличение стабильности установленного значения напряжения на нагрузке при ко— лебаниях напряжения сети.

Поставленная цель достигаетвя тем, что устройство для управления тиристорным преобразователем, снабжено последовательно включенным третьим резистором, первым стабилитроном и первым диодом, последовательно включенными вторым стабилитроном, четвертым резистором и вторым диодом, а также пятым резистором, причем катод первого диода, анод второго диода и первый полюс пятого резистора подключены к отрицательно му полюсу указанного источника, переменный резистор включен последовательно.с первым и третьим резисторами, входной полюс конденсатора подключен к средней точке. переменного резистора и эмиттеру однопереходного транзистора, катод второго диода подключен к первой базе, а второй полюс пятого резистора — к второй базе однопереходного транзистора.

На фиг ° 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства, на фиг. 2 — временные диафрагмы напряжений в выходной обмотке импуль- . сного трансформатора, на аноде тирис тора и нагрузке, на фиг. 3 - изменение однополупериоднаго напряжения на нагрузке при изменении напряжения сети на +10%. устройство для управления тиристор. ным преобразователем содержит второй постоянный резистор 1, переменный резистор 2, третий постоянный резистор 3, первый стабилитрон 4, первый диод 5, нагрузку б, второй стабилитрон 7, конденсатор 8, четвертый постоянный резистор 9, первичную обмотку импульсного трансформатора

10, вторичную обмотку импульсного трансформатора 11, однопереходный транзистор 12, второй диод 13, импульсный трансформатор 14, первый постоянный резистор 15, тиристор 16, пятый постоянный резистор 17 °

Устройство содержит последовательную цепь, состоящую из резисторов 1-3, стабилитрона 4 и диода 5, включенных встречно, нагрузки б, включенной через тиристор 16 к источнику питания переменного напряжения; резистора 15, перехода база 2— база 1 транзистора 12 и диода 13, параллельно которому включена входная обмотка 10 импульсного трансформатора 14, выход которой соединен с отрицательным выводом источника выпрямленного напряжения катодом диода 5,.выходом конденсатора 8, .анодом диода 13 и выходом резистоIpa 7, вход которого соединен с ба1023622

15 зой 2 транзистора 12; стабилитрона

7 и резистора 9, выход которого подключен к базе 1 транзистора 12, а катод стабилитрона 7 — к общей точке резисторов 2 и 3.

Средний вывод резистора 2 соединен с входом конденсатора 8 и с эмиттером транзистора 12, причем входы резисторов 1 и 15 подключены к положительному выводу источника питания выпрямленного напряжения..

Выходная обмотка 11 подключена s цепь управления тиристора 16, так что катод последнего соединен с выходом обмотки 11.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания подается через нагрузку 6 переменное напряжение 50 Гц, 220 В на переходе анод — катод тиристора 16..

Одновременно пониженное однопслупериодное выпрямленное напряжение поступает через резисторы 1 и 2 на конденсатор 8; резисторы 1, 2 и 9 на

;стабилитрон7; резисторы 1-3 на стабилитрон-4; резистор 15 на переход база 2 - база 1 транзистора 12 и на резистор 17, устанавливая падение напряжения на переходе база 2— база 1 транзистора 12 и входной обмотки 10 трансформатора 14.

При неизменном сопротивлении переменного резистора 2 происходит заряд конденсатора 8 и разряд по цепи стабилитрон 7 и резистор 9 и частично по цепи резистор 3 - стабилитрон 4 и диод 5, так как сопро;тивление резистора 3 больше сопротивления резистора 9. . При уменьшении сопротивления переменного резистора 2 в цепи заряда конденсатора происходит уменьше.ние падения напряжения на резисторах 2, 3 .и 9, стабилитронах 4 и 7 и увеличение. падения напряжения на резисторе 1 и переходах эмиттербаза 2.и эмиттер — база 1 транзистора 12.

Увеличение амплитуды напряжения на конденсаторе 8, следовательно, и на переходе эмиттер — база 1 транзистора 12 происходит до амплитуды напряжения включения транзистора 12.

При открытии транзистора 12 сопротивление между эмиттером и базой 1 резко уменьшается, при котором транзистор 12 открывается. При открытии транзистора 12 происходит изменение полярности на конденсаторе.8 и разряд последнего через переход эмиттер †. база 1 транзистора 12 и входную обмотку 10 импульсного трансфор» матора 10, при этом уменьшается амплитуда разрядного тока через стабилитроны 4 и 7.

По мере разряда конденсатора 8 происходит уменьшение амплитуды раз25

65 рядного тока, следовательно, и напряжения на переходе эмиттер — база транзистора 12. При открытом транзисторе 12 при уменыаении амплитуды разрядного тока конденсатора 8 про исходит увеличение проходящего от источника питания через резистор 1 и 2, соответственно увеличивается при этом суммарная амплитуда тока, проходящего через переход эмиттер — база 1 транзистора 12.

Так как суммарная амплитуда тока, проходящего через пеюехоп эммттеобаза 1, болыае амплитуды тока выключения, транзистор 12 остается открытым до окончания положительного по-. лупериода напряжения сети.

При открытии транзистора 12 происходит уменьшение сопротивления перехода база 2 — база 1, увеличи-. вается амплитуда тока, проходящего через резистор 15, следователыно, и обмотку 10 трансформатора 14. при уменьшении в положительный полупериод амплитуды напряжения сети до минимального значения происходит закрытие транзистора 12.

В дальнейшем при неизменном значении сопротивления переменного резистора 2 в каждый из положительных полупериодов напряжения сети процесс заряда и разряда конденсатора 8, следовательно, и коммутации транзистора 12 аналогично повторяется, причем амплитуда напряжения на конденсаторе 8 сдвинута по фазе по отношению к фазе амплитуды напряжения на аноде тиристора 16 на 90 эл.град.

Таким образом в выходной обмотке

11 трансформатора 14 образующийся импульс с крутым передним фронтом (фиг. 2а) возникает в цепи управления тиристора 16 в период перехода через нуль и.начального роста в положительный полупериод синусоидального напряжения сети, приоткрывая при этом тиристор 16 (фиг. 2б).

При протекании тока на нагрузке б образуется падение напряжения (фиг. 2в) равное разности между напряжением сети и падением напряжения на приоткрытом тиристоре 16.

В отрицательный полупериод напряжения сети транзистор 12, следовательно, и тиристор 16 остаются закрытыми. При изменении полярности напряжения (в положительный полупериод) при неизменном значении сопротивления переменного резистора 2 процесс коммутации транзистора 12 и тиристора 16 аналогично повторяется.

При уменыаении сопротивления переменного резистора 2 в цепи эмиттера транзистора 12 до минимального значения происходит плавное образование, рост по ампйитуде, увеличеЭ 1023622

/ ние количества и уменьшение угла за- менном сопротивлении переменного рето а 16 держки импульсов управления тирис- зистора 2 при изменени и напряжения тора до максимального значения сети на 10% происходит сле (фиг. 2 ), при этом уменыьается образом. д т следующим в положительный полупериод напряже- При уменьшении напряжения сети ния сети падение напряжения на лере- на -10% происходит уменьшение на миним ходе анод - катод тиристора 16 до входе генератора напряжения сл ального значения (фиг. 2 ), тельно, и на стабилитронах 4 и 7, едовапри котором происходит плавное уве- при котором увеличивается сопротивличение падения напряжения на нагруз- ление последних при этом умень д аксимального значения 1О ся ток через RD-цепь.

I ме шает(фиг. 2е).

Для мень

При уменьшении тока, проходящего я уменьшения заданного значения через RD-.öåïè происходит

I увеличе.е. стабилизации напря- ние напряжения на конденсаторе 8, я жения на нагрузке 6 при изменении на- поддерживается в определенных и пр жения сети на +10% к при неиэмен- t5 делах установле преном значении соп т нное значение амплитуного резисто а 2 значении сопротивления: перемен- ды и угла сдвига импульс ов в цепи состоящая из реэисто а 3 т р ра 2, включена RD-цепь, управления тиристора .16 а ., следовательра, стабилитро- но, и падение установленного эначена и диода 5. Включение диода 5 ния напряжения на наг эке 6 улучшает температ ный нагрузке . Анастабилнт она и ур режим работы go ëîãè÷íî происходит процесс стабилиння на нагрузке. р и стабилизацию напряже- вацик установленного н э ачения напряВключение RD-цепи увеличивает жения на нагрузке б п и не р изменном амплит н п ивает сопротивлении переменного резистора плитуду напряжения на конденсато- 2 при увеличении н ре 8, следовательно и н личенки напряжения сети иа змиттер - база 1 и эмитте — б о, и на переходах. 25 +10%, при котором происходит м у ень р — аза 2, шение сопротивления RD-цепочек слпри котором происходит включение. . о слетранзксто а. 12 довательно, увеличение через нкх стора, прк этом уменьшает- тока. ся угол задержки открытия ти истоp æ - Уменьшение заряцно-разрядного ра, т.е. увеличивается падение тока кон енсато а 8 напряжения на нагрузке б от 0

5 ... 25 В в от до уменьшению угла сдвига импульсов

В в зависимости от разбро- управления са параметров тра

p. увеличивая падение ристора 16. .р нэистора . и ти- п яж р ения на тири@доре 16";при котоДля увеличения у л я угла задержки от- шение и ром происходит незначительное уменькрытия тирист р 16 о а, следовательно, ке 6. адения напРяжения на нагрузи уменьшения падения на нагурзке 6 На иг при неизменном м к а фиг. 3 показано изменение папеременного резистор 2 ом максимальном значении дения о нопо ра включена нкя д и лупериодного. напряжедополнительная RD- e на нагрузке при изменении напряая -цепь, состоящая жения сети на +10%, иэ стабилитрона 7 и резистора 9. 40 И

Включение ополнительной RD-цепи я э фиг. 3 сле ет через обмотку 10 о -цепи ция установленного значения однопонию RO-цепи ум т у параллельно основа- л .пе у ркодного напряжения на нагрузке уменьшает суммарное со- происхо ит в д s диапазоне 10...100 В довательно, и амплитуду напРяжения 45 ов ти и

-цепи, сле- и в зависимости от раэб оса па р са параметна конденсатор ия 45 Ров тиристоров и транзисторов наэтом угол э е жки аторе, увеличивая при хо т ди ся в области, изображенной гол задержки открытия тиристо- . (заштрихованной) на фиг. 3. ра б до максимального значения. Наличие дополнительной RD-цепи улучшает стабилизацию напряжения при на наг зке ч- При двухполупериодном напряжении напряжениях на нагруз зке до В.

5() Рузке, включенной, например

Включением ре 17 че з си ре мистор ТС-,10 или через два

Ф ио переходу баз 2 - б 1 эистора параллель- вст ечноРе о-параллельно тиристора КУ

12 и бмоткк 10 а - аза транзис- 202 стао задается оптк- .груэке происходит в е мальный режим работы транзистора 12 180 В и и -нап я при изменении напряжения н я ения на конденО В при -напряжении сети 220 В +10%. саторе 8 от мини

Та

k» мального до макси- пей и ким образом, включение RD-цеJ мального значений, улучшается стаби- меньш и дополнительного резистора 17 лиэация напряжения на нагрузке в ум ньшает изменение установленного пределах 80-100 В. значения на нагрузке прк изменении

Стабилизация заданного значения (но асш напряжения сети на 10% ния ы, расширяет возможность применения предлагаемого устройства. 1023622 !

An.1

I !

1023622 и/в) Корректор В.Иакаренко

3СЬставитель F. Ефимов

Редактор О. Колесникова Техред М.Костик

454Ь4ВЮЮ

Заказ: 4236/48: тирвк .б87 . Подписное

Вниипи Государственного комитета сссР по делам .изобретений и открытий

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

ФМЮ юВФВ6ДЬФ ФВЬ Ю.. Фнлиал ППП "Патент"0 г. Узтород, ул. Проектная, 4

Устройство для управления тиристорным преобразователем Устройство для управления тиристорным преобразователем Устройство для управления тиристорным преобразователем Устройство для управления тиристорным преобразователем Устройство для управления тиристорным преобразователем Устройство для управления тиристорным преобразователем 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования или стабилизации переменного напряжения в однофазных и трехфазных электросетях и электроустановках

Изобретение относится к области диагностики силовых трансформаторов (СТ) в электроэнергетике, а именно к способу снятия круговой диаграммы регулятора напряжения под нагрузкой (РПН), подключенного к нейтрали СТ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах генерирования электрической энергии или системах гарантированного электропитания, в которых статические стабилизированные источники электрической энергии включаются параллельно на общую нагрузку

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для приведения в действие контактных систем устройств регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления параллельно работающими на общую нагрузку статическими источниками, входящими в состав автономной системы генерирования электрической энергии, системы бесперебойного электропитания или системы электроснабжения при возможной несимметрии нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии или систем гарантированного электропитания
Наверх