Тиристорный регулятор переменного напряжения

 

ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовую часть, включающую в себя две встречно-параллельно включенные ветви, каждая из котЬрых состоит из последовательно соединенных .силового тиристора и разделительного диЬда и включена между первым входным выводом для подключения питающей сети и первым выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим с вторым выходным выводом, систему фазоимпульсного управления, включающую мостовой маломощный выпрямитель , к выходу которого подключены параллельно соединенные стабилитрон и Rc-цепь с переменным napaNETpoM, общая точка соединения конденсатора и резистора с переменным сопротивлением которой подключена через динистор к управляющему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным полюсом маломощного выпрямителя, и RC-цепь с постоянными параметрами, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при обеспечении регулирования напряжения на нагрузке с переменным реактивным сопротивлением, точки соединения силового тиристора и разделительного диода указанных ветвей соединены между собой через два из четырех дополнительно введенных и последовательно соединенных маломощных диода, общая точка соединения которых подключена к общей точке соединения одного соответствующего входного зажима (Л маломощного выпрямителя и конденсатора RC-цепи с постоянными параметрами , резистор которой соединен с вторым входным выводом, другой входной зажим шапрямителя соединен с первым входным выводом, анод маломощного тиристора подключен к общей точке соединения первичных обмоток двух дополнительно введенсо со со vj ных импульсных трансфор{4аторов, причем свободные выводы первичных обмоток через соответствукнцие третий и четвертый маломощные диоды .подключены к первому входному выво;Ду и к общей точке соединения первых двух маломощных диодов, а вторичная обмотка каждого импульсного трансформатора подключена к управляющему переходу одного из силовых тиристоров.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) Н 02 P 13 30 (21) 3274978/24-07 (22) 09.04.81 .(46) 23.06 ° 84. Бюл. Р 23 (72) M.A.Mèðcàãàòoâ и lO.Ø.Øàèñëàìîâ (71) Специальное конструкторское бю" ро "Гидрогеотехника" Производственного объединения "Узбекгидрогеология" (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 342268, кл. Н 02 М 5/22, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 734860, кл. Н 02 М 5/04, 1980-.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 886188, кл. Н 02 P 13/30, 1981 ° (54)(57) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовую часть, включающую в себя две встречно-параллельно включенные ветви, каждая из котЬрых состоит из последовательно соединенных .силового тиристора и разделительного диЬ- . да и включена между первым входным выводом для подключения питающей сети и первым выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим с вторым выходным выводом, систему фазоимпульсного управления, включающую мостовой маломощный выпрямитель| к выходу которого подключены параллельно соединенные стабилитрон и RC-цепь с переменным параметром, общая точка соединения конденсатора и резистора с переменным сопро тивлением которой подключена через динистор к управлякщему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным полюсом маломощного выпрямителя, и RC-цепь с постоянными параметрами, о т л ич ающий ся тем, что, сцелью улучшения массогабаритных показателей при обеспечении регулирова ния напряжения на нагрузке с переменным реактивным сопротивлением, точки соединения силового тиристора и разделительного диода указанных ветвей соединены между собой через два из четырех дополнительно введенных и последовательно соединенных маломощных диода, общая точка соединения которых подключена к общей точке соединения одного соответствующего входного зажима маломощного выпрямителя и конденсатора RC-цепи с постоянными параметрами, резистор которой соединен . с вторым входным выводом, другой входной зажим выпрямителя соединен с первым входным выводом, анод маломощного тиристора подключен к общей точке соединения первичных обмоток двух дополнительно введенных импульсных транс4ор латоров, причем свободные выводы первичных обмоток через соответствующие третий и четвертый маломощные диоды .подключены к первому входному выво,ду и к общей точке соединения первых двух маломощных диодов, а вторичная обмотка каждого импульсного трансформатора подключена к управляющему переходу одного из силовых тиристоров.

1099377

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для регулирования напряжения на статорной обмотке асинхронного электродвигателя с целью плавного пуска и изменения его частоты вращения.

Известны тиристорные регуляторы переменного йапряжения, работакщие на нагрузки с переменным реактивным сопротивлением (переменное активноиндуктивно-емкостное сопротивление) состоящие из силовой части, ныполненной на силовых диодах и тиристо- рах, системы фаэоимпульсного управления, выполненной на маломощных диодах, RС-цепи, динисторе, стабилитроне, маломощном тиристоре и резисторах. В этих регуляторах напря жение на нагрузке регулируется фазовым принципом управления (1) и (2) .

Однако в тиристорном регуляторе (1) длительность управляющих импульсов зависит от параметров нагрузки, а наличие синхронизирующего трансформатора, источников смещения и управления увеличивает sec и габа риты устройства, кроме того, имеет . место асимметрия по фазе управляющих импульсов, обусловленная технологическим разбросом параметров транзисторов.

Недостатком тиристорного регулятора . (2) — многоэлементность схеьы управления, а также большой вес и габариты силовой части из-за нали чия шести силовых вентилей. 35

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор переменного напря жения, содержащий силовую часть, включающую в две встречно-параллельйо включенные ветви, каждая из 40 которых состоит из последовательно соединенных силового тиристора и разделительного диода и включен@ между первым входным выводом для подключения питающей сети и первым 45 выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим с вторым выходным выводом, систему фаэоимпульсного управления, включающую мостовой маломощный 50 выпрямитель, к выходу которого подключены параллельно соединенные стабилитрон и С-цепь с переменным параметром, общая точка соединения конденсатора и резистора с переменным сопротивлением которой подключена через динистор к управлякщему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным полюсом маломощного выпрямителя,и ЙС-цепь с постоянными параметрами (3) .

Недостатком известного регулято-. ра является то, что для обеспечения регулирования напряжений на нагрузке с переменным активноемкостно-индуктивным сопротивлением, через вторичную обмотку понижающего трансформатора должен протекать ток, не меньше тока удержания силового тиристора, продолжительностью примерно равной периоду сетевого напряжения (приблизительно в течение полупериода ток через обмотку протекает в одном направлении и столько же времени - в другом) .

Кроме того, первичная обмотка подключена к сетевому напряжению. Поэтому наличие трансформатора, рассчитанного на описанный режим работы, ухудшает весогабаритный показ атель регулятора.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей при обеспечении .регулирования напряжения на нагрузке с переменным реактивным сопротивлением.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном регуляторе. переменного напряжения, содержащем сидовую часть, включающую в себя две встречно-параллельно включенные ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных, силового тиристора и разделительного диода, и включена между первым входным выводом для подключения питающей сети и первым выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим с вторым выходным выводом, систему фаэоимпульсного управления, включающую мостовой маломощный выпрямитель, к выходу которого подключены параплельно соединенные стабилитрон и RC-цепь с переменным параметром, общая точка соединения конденсатора и резистора с переменным сопротивлением которой подключена через динистор к управляющему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным пощбсом маломощного выпрямителя, и Й С-цепь с постоянными параметрами, точки соединения силового тиристора и разделительного диода указанных ветвей соединены между собой через два из четырех дополнительно введенных и поеледовательно соединенных маломощных диода, общая точка соединения которых подключена к общей точке соединения одного соответствующего входного зажима маломощного выпрямителя и конденсатора R С-цепи с постоянными параметрами, резистор которой соединен с вторым входным выводом другой нходной зажим выпрямителя соединен с первым входным нынодом, анод маломо1аного тиристора подключен к общей точке соединения первичных об1099377

Устройство работает следующим образом.

При подаче на входные выводы зажимов 24 и 25 переменного напряжемоток двух дополнительно введенных импульсных трансформаторов, причем свободные выводы первичных обмоток через соответотвующие третий и чет, вертый маломощные диоды подключены к первому входному выводу и к общей точке соединения первых двух маломощных диодов, а вторичная обмотка каждого импульсного трансформатора подключена к управляющему переходу одного Н3 силовых тиристоров.

На чертеже представлена схема тиристорного регулятора переменного напряжения.

Тиристорный регулятор содержит силовую часть, выполненную на встреч 15 но включенных силовых тиристорах 1 и 2, силовых разделительных диодах 3 и 4, нагрузку 5 с переменным реактивным сопротивлением, маломощный мостовой выпрямитель на диодах б — 9. 20

Общая точка соединения диодов б и 9 непосредственно соединена с аиодом и катодом силовых тиристоров 1 и 2 .соответственно, а также с одним за- жимом сети. К выходу мостового вы- 25 прямителя подключен стабилитрон 10, параллельно которому подключена

RC-цепь с переменным параметром, выполненная на резисторе 11 с пере менным сопротивлением и конденсаторе 12. Общая точка соединения последних подключена к управляющему электроду маломощного тиристора 13 через динистор 14. Регулятор содержит также маломощные диоды 15 — 18, импульсные трансформаторы 19 и 20, резистор 21 и К С-цепь с постоянными параметрами, выполненную на конденсаторе 22; резисторе 23. Вторичные обмотки импульсных трансформа-. торов 19 и .20 соответственно подклю- 40 чены к управляющим переходам силовых тиристоров 1 и 2, а первичные обмотки соединены последовательно, общая точка соединения последних подключена к аноду тиристора 13, а также 45 через резистор 21 — с положительным полюсом мостового выпрямителя выводы первичных обмоток подключены к входу мостового выпрямителя через соответствующие маломощные диоды 15 50 и 1б.Другой входной зажим мостового выпрямителя, образованный соединением катода диода 7 и анода диода 8, подключен к аноду и. катоду силовых раздителх д одов 3 и 4 55 через маломощные диоды 17 и 18 соответственно, и к нагрузке 5 и зажиму сети через С-цепь с постоянным параметром. Устройство содержит также входные выводы 24 и 25 для подключения сети. ния и при запертых в этот момент тиристорах 1, 2 и 13 и динисторе 14 часть напряжения, приложенного к зажимам 23 и 24, выпрямляется диодами б — 9 и оно стабилизируется стабилитроном 10. Напряжением стаби-. литрона 10 заряжается конденсатор 12 через резистор 11 и при достижении конденсатором 12 напряжения переключения динистора 14 последний включается. В результате конденсатор 12 разряжается по цепи: обкладка конденсатора 12, динистор 14, управлякщий переход тиристора 13, другая обкладка конденсатора 12. Этим разрядным током включается тиристор 13.

С момента включения тиристора 13 появляется ток по цепи (в рассматриваем» и момент времени зажим

25 имеет положительный потенциал относительно потенциала зажима 24): зажим 25, диод б, резистор 21, тиристор 13, диод 7, конденсатор 22, резистор- 23, зажим 24, с этого момента начинает протекать ток по цепи: зажим 25, диод 15, первичная обмотка трансформатора 19, тиристор 13, диод 7, конденсатор 22, резистор 23, зажим 24. При этом появляется напря- жение на вторичной обмотке трансформатора 19, в результате, чего появляется ток через управлякиций пере ход силового тиристора 1, и последний отпирается.

С момента отпирания силового тиристора 1 появляется ток по цепи: зажим 25, тиристор 1, диод 17, конденсатор 22, резистор 23, зажим 24 (величина этого тока определяется током удержания силового тиристора), и силовой тиристор 1 удерживается в открытом состоянии этим током.

С момента отпирания силового тиристора 1 цепь, состоящая иэ последовательно соединенного тиристора 1 и маломощного диода 17, шунтирует входную цепь маломощного выпрямителя, вследствие чего тиристор 13 запирается и исчезает ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора 19, что является причиной исчезновения тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора - образуется задний фронт управляющего импульса, т.е. осуществляется автоматическая корректировка ширины управлйющего импульса, длительйость которого определяется собственным временем включения силового тиристора 1.

С момента отпирания тиристора 1 и разделительного диода 3 появляется ток по цепи: зажим 25, тиристор 1, разделительный диод 3, нагрузка 5, зажим 24. Аналогично образуется управляющий импульс на входе силового

1099377 тиристора 2, но со сдвигом на

180 эл.град. относительно момента появления управляющего импульса на входе тиристора 1, т-.е. зажим 24 имеет положительный потенциап относительно зажима 25. При этом кон» денсатор 12 через резистор 11 также запирается напряжением стабилитрона 10. При достижении конденсатором 12 напряжения переключения динистора 14 последний включается и О отпирается тиристор 13 от разрядного тока конденсатора 12.

С:момента включения тиристора 13 появляется ток по цепям: зажим 24, резистор 23> конденсатор 22, диод 8, 15 резистор 21, тиристор 13, диод 9, зажим 25, а также зажим 24, резистор 23, конденсатор 22, диод 16, первичная обмотка трансформатора 20, тиристор 13, диод 9, зажим 25.

При этом появляется напряжение на вторичной обмотке трансформатора 20, в результате чего появляется тоК через управляющий переход силового тиристора 2, и последний отпирается.

С момента отпирания силового тиристора 2 появляется ток по цепиг зажим 24, резистор 23р конденсатор 22, маломощный диод 18, силовой тиристор 2, зажим 25 (величина этого тока определяется током удержания силового тиристора).

С ьюмента отпирания силового тиристора 2 цепь, состоящая из последовательно соединенного тиристора 2 и маломощного диода 18,шунти» рует вход маломощного выпрямителя, вследствие чего тиристор 13 запирается и исчезает ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора 20, что является причиной ис- 40 чеэновения тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора 2 - образуется задний фронт управляющего импульса. С момента отпирания тиристора 2 и разделитель- 45 ного диода 4 появляется ток по цепи: зажим 24, йагрузка 5, разделител ный диод 4, силовой тиристор 2, зажим 25.

Изменение величины напряжения на нагрузке достигается с изменением сопротивления резистора 11,в результате соответствующего изменения скорости заряда конденсатора 12. При этом соответственно изменяются моменты отпирания динистора 14, тиристора 13 в полупериоде сетевого напряжения. Это и является причиной изменения фазы управляющих импульсов силовых тиристоров и, следовательно, момента отпирания последних.

При наличии разделительных 3 н 4 и маломощных 17 и 18 диодов цепь нагрузки 5 и цепь, состоящая из конденсатора 22 и резистора 23, взаимно разделены. По этой причине включение силовых тиристоров 1, 2 и удержание их в открытом состоянии током, протекающим через конденсатор 22 и резистор 23, осуществляется независимо от величины и характера нагрузки 5, причем длительность отпирающих импульсов силовых тиристоров определяется временем включения последних. Поэтому дЛя обеспечения регулирования напряжения на нагрузке с переменным активно-емкост но-индуктивным (любым переменным реактивным) сопротивлением через вторичную и первичную обмотку трансформаторов 19 и 20 протекает ток с продолжительностью, равной собственному времени включения силовых тиристоров. Величина тока, протекающего по вторичным обмоткам трансформаторов, определяется током управления силовых тиристоров. A первичные обмотки трансформаторов подключены к напряжению на стабилитроне 10.

Таким образом, примейение предлагаемого изобретения улучшает весогабаритный показатель регулятора по сравнению с известным устройством.

1099377

Составитель В. Андреев

Редактор И. Ковальчук Техред Т. Маточка з

КорРектоР Г.решетник

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

Заказ 4382/43 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и открытий

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