Электронный коммутатор сети переменного тока

 

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТА1 ОР СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий тиристорные ключи, встречно-параллельно включенные в -одну из шин сети и управляющим входом соединенные с выходом блока включения тиристоров , вход которого подк;пвочен к выходу управляемого триггера, трансформатор, входом подключенный к сети, а выходом - к входу источника питания, формирователь импульсов синхронизации, элемент И, инвертор и запускающий клюЧj отличающийся тем, что с целью повышения надежности, в аего введен блок подготовки, состоящий из диода , конденсатора и двух последовательно соединенных резисторов, причем первый вывод первого резистора , первая обкладка конденсатора , анод диода, выход инвертора и первый вход элемента И соединены в общую точку, вторая обклгщка конденсатора подсоединена к общему прозоду, точка соединения второго вывода первого резистора и, первого вывода второго резистора подключена к R -входу управляемого триггера , катод диода соединен с вторым выводом второго резистора и с выходом источника питания,S-вход управляемого триггера подсоединен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов синхронизации , а вход инвертора через.запускающий ключ подсоединен к общему проводу. (Л 2. Коммутатор по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью повышэпия точности синхронизации включения тиристороз с нулем сетевого напряжения, формирователь импульсов синхронизации выполнен в виде выпрямителя, усилителя-формирователя и двухрезистивного сумматора , причем верхний вывод последнего .подключен к выходу источника питания, нижний вывод соединен с выходом выпрямителя, вход которого подключен к выходу трансформатора, а средний вывод сумматора подсоединен к входу усилителя-.формировате to ля, выход которого йвляется выходом формирователя имаульсов синхронизации .,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) Н 03 К 17/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДЛРстВЕННЫЙ НОМИтЕт СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП4Й (21) 3503114/18-21 (22) 15. 10.82 (46) 30. 1 2. 8 3. Вюл.. Р 4 8 (72) В, П. Молодчик, В. И. Зозулев, А„Г.Максимов и О.Й,.Яковенко (71) Киевский ордена Трудового

Красного Знамени завод электронных вычислительных и управляющих машин (53)" 621, 382(088 ° 8) (56), 1,.Патент США Р 4229669р кл Н 03 К 5/153, 1980.

2 . Электронная техника в автоматике, Под ред. Ю.И.Конева, М„, "Радио и связь", Вып.12,, 1981, с, 242-244, рис . 2 (прототип), (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР

СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий тиристорные ключи, встречно-параллельно включенные в одну из шин сети и управляющим входом соединенные с выходом блока включения тиристоров, вход которого подключен к выходу управляемого. триггера, трансформатор, входом подключенный к сети, а выходом — к входу источника питания, формирователь импульсов синхронизации, элемент И, инвертор и запускающий ключ, о т л и.ч а ю шийся тем, что с целью повышения надежности, в него введен блок подготовки, состоящий иэ диода, конденсатора и двух последовательно соединенных резисторов, причем первый вывод первого резистора, первая обкладка конденсато„„SU„„1064462 А ра, анод диода, выход инвертора и первый вход элемента И соединены в общую точку, вторая обкладка конденсатора подсоединена к общему проводу, точка соединения второго вывода первого резисгора и,первого вывода второго резистора подключена к R -входу управляемого триггера, катод диода соединен с вторым выводом второго резистора и с выходом источника питания, S -вход управляемого триггера подсоединен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирозателя импульсов синхронизации, а вход инвертора через запускающий ключ подсоединен к об- Я щему проводу.

2. Коммутатор по п,1, о т л и чающийс я тем, что, сцелью повышения точности синхройизации включения тиристоров с нулем сетевого напряжения, формирователь импульсов синхронизации выполнен в виде выпрямителя, усилителя-формирователя и деухрезистивного сумматора, причем верхний вывод tIocJIBp него.подключен к выходу источника питания, нижний вывод соединен с выходом выпрямителя, вход которого подключен к выходу трансформатора, а средний вывод сумматора подсоединен к входу усилителя-формировате ля, выход которого является выходом формирователя импульсов синхро низации, 1064462

Изобретение относится к электронной коммутационной технике, s частности к коммутаторам, срабатывающим при пересечении .нулевого уровня, и может быть использовано, для коммутации цепей питания переменным током различных радиоэлектронных устройств.

Известен датчик прохождения сигнала переменного напряжения че рез нулевое значение, содержащий выпрямительный мост, резистивные делители, оптрон, конденсаторы, диод и резисторы (1 .

Недостатками данного датчика являются сложность и невозможность выдачи повторного сигнала, синхронизированного нулем, при кратковременном прерывании входного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является электронный коммутатор сети переменного тока, содержащий тиристорные ключи, встречно-параллельно включенные в одну из шин сети и управляющим входом соединенные с выходом блока включения тиристоров, вход которого подключен к выходу управляемого триггера, трансформатор, входом подключенный к сети, а выходом — к входу источника питания, формирователь импульсов синхронизации, элемент И, инвертор и запускающий ключ (2

Недостатками известного коммутатора являются низкие надежность и точность синхронизации, а также недостаточная устойчивость работы, так как не обеспечено повторное включение в нуле сетевого напряжения после кратковременного (на несколько периодов) пропадания напряжения сети.

Цель изобретения - повышение надежности °

Поставленная цель достигается тем, что в электронный коммутатор . сети перзменного тока, содержащий тиристорные ключи, встречно-параллельно включенные в одну из шин сети и управляющим входом соединенные с выходом блока включения тиристоров, вход которого подключен .к выходу управляемого триггера, трансформатор, входом подключенный к сети, а выходом — к входу источника питания, формирователь импульсов синхронизации, элемент И, инвертор и запускающий ключ, введен блок подготовки, состоящий из диода, конденсатора и двух последовательно соединенных резисторов, причем первый вывод первого . резистора, первая обкладка конденсатора, анод диода, выход инвертора и первый вход элемента И соеди-, нены в общую точку, вторая.обклад.ка конденсатора подсоединена к общему проводу, точка соединения второго вывода первого резистора и первого вывода второго резистора подключена к,R --входу управляемого триггера, катод,циода соединен с вторым выводом второго резистора

5 и с выходом источника питания, вход управляемого триггера подсоединен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов синхронизации, а вход инвертора через запус кающий ключ подсоединен к общему проводу.

Кроме того; с целью повышения точности синхронизации включения тиристоров с нулем сетевого напряжения, формирователь импульсов син. хронизации выполнен в виде выпрямителя, усилителя-формирователя и двухрезистивного сумматора,причем верхний выход последнего подключен к выходу источника питания, нижний вывод соединен с выходом выпрямителя, вход которого подключен к выходу трансформатора, а состоящий из выпрямителя 5, резисторов 6 и 7, составляющих резистив40 ный сумматор, усилителя-формирователя 8, трансформатор 9, источник

10 питания, элемент И ll инвертор

12, запускающий ключ 13, а также блок 14 подготовки; состоящий из диода 15, конденсатора 16 и резисто45

50 ров 17 и 18, Тиристорные ключи 1 включены встречно-,параллельно в одну из шин сети, их управляющие выводы соединены с выходом блока 2 включения тиристоров 1. Вход трансформатора 9 подключен к сети, а выход - к входу источника 10 питания и входу выпрямителя 5 формирователя 4 импульсов синхронизации, Выход источника 10 питания соединен с первым выводом резистора 6, второй вывод которого соединен в общую точку с усилителем-формирователем 8 и первым выводом резистора 7, вто55

25.к входу усилителя-формирователя, выход которого является выходом формирователя импульсов синхронизац,ии.

На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема предлагаемого электронного коммутатора сети; на .фиг 2 — диаграммы напряжений, поясняющие работу устройствд

Электронный коммутатор сети переменного тока содержит тиристорные ключи 1, блок 2 их включения, управляемый триггер 3, формирователь 4 импульсов синхронизации, з 10644

I которого образует общую точку с выходом инвертора 12, вход кото рого через запускающий ключ 13 под-. ключен к общей шине, анодом диода

15, первой обкладкой конденсатора

16 и первым выходом Резистора 17» 5

Вторая обкладка конденсатора

16 подключеиа к общей шине - Точка соединения второго вывода резисто. Ра 17 и первого вывода -резистора

18 подключена к R -входу управляе- ® мого триггера 3, 5 -вход которого соединен с выходом. элемента И ll, а прямой выход - с входом блока 2 включения, Второй вывод резистора

18 и катод 15 диода образуют общую точку и соединяются с выходом источника 10 питания.

Коммутатор работает следующим образом .

Напряжение сети подается на закрытые тиристорные ключи 1 и на тран-20 сформатор 9, с выхода которого более низкое напряжение-переменного тока преобразуется источником 10 питания в постоянное напряжение Е, необходимое для работы элементов 25 коммутатора, и выпрямителем 5—

s пульсирующее напряжение 0„ отри.цательной.полярности . На Резистивном сумматоре происходит сравнение указанных напряжений Е и U и полученное выходное, напряжение у силителем-формирователем 8 преобразуется в последовательность U импуль2 сов, синхронизированных переходом сетевого напряжения через нулевое значение, которые подаются на Первый вход элемента И 11, За счет . блока 14 в первый момент подачи сетевого напряжения и во время выхода напряжения Ед питания в номинальное— значение происходит подготовка,; 4р (установка в " 0 ") триггера 3, что ,. исключает ложное его срабатывание, а значит., включение тиристоров не в заданный момент времени, Подготовка триггера 3 происходит в момент заряда конденсатора 16, когда за счет создания зарядным током падения напряжения на резисторе 18 .к R -входу триггера 3 прикладывается " 0 !, который устанавливает триггер в состояние "0", когда на прямом выходе триггера присутствует "О.". В течение всего времени подготовки триггера 3 на $ -вход подается " 1 ", что позволяет управ- .лять триггером по R -входу„ При за- 55 мыкании ключа 13 (момент времени . -

С1 ), на первый вход элемента И 11 и R -вход триггера 3 прикладывается

" 1 " (УЗ) и в момент поступления на второй вход ближайшего импульса синхронизации с нулем сетевого напряжения { 42) на выходе элемента

И 11, т.е. на 5 -входе триггера 3 появляется "0 ", переключающий.его в состояние "1, при этом сигнал

Ц на выходе триггера 3 через блок

2 включаются тиристоры 1 и на выходе коммутатора появляется сетевое напряжение . Кроме того, конденсатор 16 и резистор 17 выполняют

Функции элемента задержки, благодаря чему происходит некоторое запаздывание подачи "-1 на R -вход триггера 3 по сравнению с сигналом, подаваемым на 9-вход триггера, что повышает помехоустойчивость устройства.

При кратковременном (на несколько полупериодов) пропадании напряжения сети (интервал времени 1 -4< ) для устойчивого включения тиристоров 1 в момент перехода напряжения сети через нуль триггер 3 устанавливается в состояние 0 за счет разряда конденсатора 16 . Через диод

15 конденсатор 16 имеет те же цепи разряда, что и конденсатор источника питания, что позволяет избежать наличие. большего заряда на конденсаторе 16 при появлении напряжения сети, т.е, при появлении напряжения сети конденсатор 16 полностью разряжен и процесс подготовки триггера 3 происходит аналогично описанному выше.

При размыкании запускающего ключа 13 (момент времени +g) происходит подача 0" на первый вход элемента

И 11 и Р -вход триггера 3, что приво дит к-переключению триггера в состо-. яние 0 ", прекращению подачи управляющего, напряжения на тиристоры 1 и их выключению.

Точность включения тиристоров 1 в момент перехода сетевого напряжения через нуль определяется половиной длительности импульса, снимаемого с Формирователя 4 импульсов синхронизации, и повышается за счет резисторов 6 и 7 сумматора на входе усилителя-формирователя 8.

При применении предлагаемого устройства повышается устойчивость его работы и надежности, а также точность синхронизации включения тиристоров с нулем сетевого напряжения за счет введения блока подготовки и выполнения Формирователя импульсов синхронизации в виде последовательно соединенных выпрямителя, резистивного сумматора и усилителя-формирователя

1064462

Составитель С, Куст

Редактор Н Ковалева Техред И.Еетелева Корректор О Билак

Заказ 10361/59 Гираж 936 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