Устройство для фазового управления тиристорным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ , содержащее трехфазный синхронизирующий трансформатор , вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к диодам, общий резистор и источник постоянного напряжения, параллельно которому подключены шесть цепочек формирователей пилообразного напряжения, состоящих из регулируемого резистора и включенного последовательно с ним интегрирующего конденсатораj зашунтированного разрядным тиристором, причем управляющий электрод каждого ти|ристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор включен между минусом источника питания и нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и уменьшения его стоимости, устройство дополнительно снабжено шестью оптронами , шестью развязывающими диодами, операционным усилителем с входными резисторами и потенциометром смещения , транзистором с резистором в цепи базы, причем катод фотодиода каждого оптрона и анод каждого развязывающего диода подключены к точке соединения регулируемого резистора, интегрирующего конденсатора и анода разрядного тиристора, светодиод каждого оптрона одной фазы формирователя включен 8 проводящем направле НИИ в цепь управляющего электрода разрядного тиристора другой, опережающей на 60 эл.град. фазы, катоды О развязывающих диодов соединены с ме:о ;л vj инвертирующим входом операционного усилителя через один входной резис тор, инвертирующий вход усилителя vj через второй входной резистор связан NO с движком потенциометра, подключенного параллельно к источнику напряжения , выход операционного усилителя соединен через резистор с базой транзистора , коллектор которого подключен к плюсу источника напряжения, а эмиттер - к анодам фотодиодов Ьптронов .

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

093 (И) Эсю "- 02 Р 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ..ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3413817/24-07 (22) 30.03.82 (46) 15.08.83. Бюл. и 30 (72) Л.Ф.Кучин, В.С.Иилков, Е.В.Линник, fl.Ã.Áàáåíêo, И.Н.Караева и В. И. Казак (71) Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (53) 621.314.58(088.,8) (56) 1. Иииилло В.П., Булатов О.Г..

Расчет полупроводниковых систем управления вентильными преобразователями. И., "Энергия", 1966, с.52, рис. 2-8б, в.

2. Справочник по преобразовательной технике. flop ред. Чиженко И.Н

Киев, "Техника", 1978, с. 223, рис.5.15.

3. Авторское свидетельство СССР и 664271., кл. Н 02 Р 13/16, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УП- РАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕРЕН, содержащее трехфазный синхронизирующий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к диодам, общий резистор и источник постоянного напряжения, параллельно которому подключены шесть цепочек формирователей пилообразного напряжения, состоящих из регулируемого резистора и включенного последовательно с ним интегрирующего конденсатора, зашунтированного разрядным тиристором, причем управляющий электрод каждого ти1 ристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор вклю чен между минусом источника питания и нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора,. о т,л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и уменьшения его .стоимости, устройство дополнительно снабжено шестью оптронами, шестью развязывающими диодами, операционным усилителем с входными резисторами и потенциометром смещения, транзистором с резистором в цепи базы, причем катод фотодиода каждого оптрона и анод каждого развязывающего диода подключены к точке а соединения регулируемого резистора, Е интегрирующего конденсатора и анода разрядного тиристора, светодиод .каждого оптрона одной фазы формирователя включен в проводящем направле нии в цепь управляющего электрода разрядного тиристора другой, опережающей на 60 эл.град. Фазы, катоды . развязывающих диодов соединены с не" инвертирующим входом операционного усилителя через один входнои резис тор, инвертирующий вход усилителя через второй входной резистор связан с движком потенциометра, подключенного параллельно к источнику напряжения, выход операционного усилителя соединен через резистор с базой тран» зистора, коллектор которого подклюI чен к плюсу источника напряжения; а эмиттер — к анодам фотодиодов оптронов.

t0

3S

4 10

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис" пользовано в системах фазового управления тиристорными преобразователями, требующими точной синхронизации управляющих сигналов с .напряжением питающей сети.

Известны системы фазового управления тиристорными преобразователя" ми, содержащие синхронизирующий трансформатор, зарядное сопротивление, интегрирующий конденсатор, диодный, транзисторный или тиристорный коммутатор Г1 ) и 2 ) .

Все эти.системы объединены общим признаком - пилообразным опорным напряжением.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство,.содержащее трехфазный синхронизирующий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подклю" чены к диодам, общий резистор, параллельно источнику постоянного напряжения подключены шесть цепочек формирователей пилообразного напряженйя, каждый из которых состоит из регулируемого сопротивления, иитег« рирующего конденсатора и разрядного тиристора (3 ).

Устройство отличается высокой точностью синхронизации и малой реакцией на колебания напряжения питаю" щей сети из"эа вертикального фронта синхронизирующего импульса, длительностью развертывающего пилообраз ного опорного напряжения 300 эл.град. экономичностью. Однако его пилообразное напряжение не содержит ограничивающего импульса, поэтому в инверторном режиме возможен аварий" ный режим "опрокидывание инвертора"Li

Надежность работы устроиства невелика. B.реальных условиях оно должно быть укомплектовано специальным устройством для ограничения углов управления, что повышает его стоимость.

Цель изобретения - повышение waдежности работы устройства и уменьшение его стоимости.

Поставленная цель достигается теь что в устройстве для фазового управ ления тиристорным преобразователем, содержащем трехфазный синхрони=

1 зирующий трансформатор, вторичные об мотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к анодам диодов, общий резистор и источник

35772 . постоянного напряжении, параллельно которому подключены шесть цепочек фор мирователей пилообразного напряжения, состоящих из регулируемого сопротивления, интегрирующего конденсатора и разрядного тиристора, уп« . равляющий электрод каждого тиристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор включен между минусом источника питания и нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора, включены дополнительно шесть оптронов, шесть развязывающих диодов, операционный усилитель с входными сопротивлениями и потенциометром. смещения и транзистор. Катоды фотодиодов каждого оптрона и аноды развязывающих диодов подключены к точкам соединения в каждой из цепочек формирователей пилообразного напряжения резистора, конденсатора и анода разрядного тиристора. Светодиоды каждого оптрона включены в, проводящем направлении в цепь управляющего электрода каждоro иэ разрядных тиристоров, причем светодиод оптрона одной фазы включен в цепь управляющего электрода разряд ного тиристора другой, опережающей на 60 эл.градусов, фазы. Катоды развязывающих диодов подключены к входному сопротивлению неинвертирующего входа операционного усилителя., включенного в режиме трйггера Шмидта.

Инвертирующий вход операционного усилителя через входное сопротивление подключен к движку потенциометра, соединенного с источником питания.

Выход операционного усилителя связан,через сойротивление с базой транзистора, коллектор которого соеди" нен с плюсом источника питания, а эмиттер - с анодами фотодиодов оптронов. Ограничивающий импульс в каждом из формирователей напряжения образуется путем скачкообразного заряда интегрирующего конденсатора до напряжения источника питания через дополнительный транзистор и фотодиод оптрона, Фаза ограничивающего импульса определяется величиной пилообраз" ного напряжения на неинвертирующем входе и напряжением смещения на инвертирующем входе дополнительного,операционного усилителя. Выбор форми55 рователя, в котором в данный момент должен быть сформирован ограничивающий импульс, осуществляется с помощью светодиодов дополнительных оптронов.

3 .1-.035772 4

На фиг. 1 прйведена принципи- „ рез диод 15, оптрон 20 - на тирис- альная схема предлагаемого устрой- .: jTop 9 и т.п. Амплитуда пилообразноства; на фиг..2 " временные диаг- -го напряжения увеличивается и досраммы его рйботы; а - напряжение на тигает такой величины, когда сраба вторичных обмотках трансформатора; > тывает триггер.Шмидта, выполненный б - тони через общий резистор и дио" . на операционном усилителе 30, на неды, связанные с вторичными обмотками инвертирующий вход которого через трансформатора; в - напряжение на резистор 29 и раэвязывающие диоды 23анодах. тиристоров; r - напряжение на 28 подается пилообразное напряжевыходе операционного усилителя. 10 ние. На его выходе появляЕтся- nåðУстройство .содержит трехфазный вый прямоугольный импульс напряже" синхронизирующий трансформатор 1, ния (фиг.,2г ), и далее импульсы.слеисточник постоянного напряжения 2, - дуют непрерывно. Уровень срабатыва" зарядное сопротивление 3, конденса- :: ния триггера шмидта задается потентор 4, разрядные тиристоры - 10, дио 1 циометром 32. Прямоугольные импульсы ды 11-16, светодиоды оптронов 17-22, .- с выхода операционного усилителя 30 развязывающие диоды 23-28, резистор через резистбр 33 поступают на базу

29 операционный усилитель 30, ре- транзистора 34, который используется . зистор 31, потенциометр 32, резистор как ключ и подает постоянное напряже33, транзистор 34 и резистор 35 -ние источника 2 на все аноды- фото"

Устройство работает следующим диодов. оптронов 17-22-. Один из. оп- . образом. тронов всегда открыт в течение

Вестифаэная система напряжений, - 60 эл.град, когда через его светообразованная вторичными обмотками : диод. проходит ток управления одного синхронизирующего трансформатора 1 из тиристоров. Следовательно, как вид(фиг.2a ), питает выпрямитель, соб- но из фиг. 1 и 2, первый ограничиваюранный с помощью диодов 11- 16, вклю- : щий импульс формируется -благодаря ченных с ними последовательно свето- скачкообразному дозаряду интегрирую-. диодов оптронов 17-22 и цепочек уп- . щего конденсатора 4 до йапряжения . равляющий электрод - катод разряд- источника 2 путем шунтирования заряд".

:ных тиристоров 5-10 по шестифазной ного резистора 3 по цепочке: коллек" нулевой схеме, как показано на фиг.l. тор-эмиттер транзистора 34, фотодиод.

Нагрузкой выпрямителя является ре- оптрона 19. Светодиод этого оптрона зистор 35. .-питается от диода 14, который в это

- на фиг. 2б показан график тока ч ВРЕМЯ ОтКРЫт. ЗатЕМ тОК СИ1ФРОНИЗарез резистор 35 и цифрами обозначе 35 ции переключается на диод 13 Ток Мны номера диодов, через которые про рез диод 14 пр кращается и светодиод текает ток. Под действием естествен- о"тpoH»9 гаснет Оптрон-19 запираной.-коммутации ток .через диоды 11- ется. Открывается ™Резистор 7> разря".

16 протекает поочередно. Одновре- жая соответствующий конденсатор 4. На иенно с этим поочередно открываются 40 .пРЯжение на входе Усилите тЯ 30 ста"

Разрядные:тиристоры- 5-10 и эажига- новитсЯ ниже .УРовнЯ сРабатыааниЯ ются светодиоды оптронов .17-22. Каж- . .тРиггеРа Юмидта, xopное наРРЯжекие дый тиристор открыт в течение . усилителя уменьшается и ключ 34 запи60 эл.град. Столько же длится свече- РаетсЯ. Затем аналогичный дозаРЯд ние светодиода, После включения ис 43 происходит с конденсатором,который то Мека г стоянного напряжения 2 на . шунтируется ™ристором 6. и т.д. интегрирующих конденсаторах 4 начи- . Таким обРазом, в каждом из шестИ мает формироваться пилообразн,1е на - формирователей образУетсЯ пилооб-, .

ПРЯженив (фиГ.2в ). Срыв пилробраз- Разное напряжeH e C РЯмоУгольной ного напряжения в каждом формирова- У) надстРой ой в конце РазвеРтки(фиг.2a), теле происходит при открывании Раз- С по ОЩью котор и огРаничиваетсЯ пе рядйого тиристора узла. синхрониза Ремещение УправлЯющих импульсов тиЦии ° Как видно из фиг 1 и 2 в пер Рис торов преобразователя в инвертор-. вый отпирающий импульс от фазы "а" через диод 11- и оптрон 22 подается 5> С помощью потенциометра 32 мож-. на тиристор 5; следующий, от фазы но произвольно, задавать положение. "с", через диод 16, оптрон 21 - на импульса ограничения в диапазоне тиристор 10,; затем бт фазы "в", че 60 эл,град., что позволяет в про1035 цессе наладки учесть угол коммутации и выбрать нужный угол запаоа, 8 предлагаемом устройстве, использующем вертикальный принцип фазового управления, управляющие импульсы, подаваемые на управляющие электроды силовых теристоров, образуются в момент сравнения постоянного управляющего и пилообразных фазовых напряжений. При увеличении постоянного на- 1о пряжения, управляющие импульсы смещаются вправо и переводят тиристор" ный преобразователь из выпрямительного режима в инверторный; При дальнейшем увеличении постоянного

772, 4 управляющего напряжения, по достижении им величины, равной величине пилообразного напряжения, при которой формируется вертикальная прямоугольная надстройка, смещение управляющих импульсов вправо прекращается, т,е. вступает в действие ограничение регулирования управляющих импульсов. При правильном выборе ограничения управляющих импульсов в инверторном режиме полностью исключается аварийный режим "опрокидывание инвертора", что существенно по,вышает надежность работы устрой- i ства.

1035772

" «1» а с » а

Щг. Z

Составитель H.Ñàâèíîâà

Редактор А.Каковская Техред B.Äàëåêîðåé Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 5852/58 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

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