Устройство для формирования импульсов управления тиристорами @ -фазного мостового преобразователя
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ т-ФАЗНОГО МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее 2т формирователей импульсов, каждый из которых выполнен в виде полумостового последовательного инвертора, два плеча Kotoporo образованы транзисторами, два других плеча - конденсаторами и подключены к выводам источника питания, диагональ инвертора является выходом формирователя импульсов, к база-эмиттерным переходам транзисторов подключены в противофазе вторичные обмотки коммутирующего трансформатора, к концам, первичной обмотки которого подключены одни выводы разделительных диодов, другие выводы которых являются прямым и противофазным коммутирующими входами, а средняя точка первичной обмотки - управляющим входом формирователя импульсов , причем выход каждого формирователя импульсов предназначен для подключения через один из 2 m блоков согласования к управляющему переходу соответствующего тиристора преобразователя, его управляющий вход подключен к одному из 2т выходов блока управления, а прямой и противофазный коммутирующие входы ш формирователей импульсов катодной группы тиристоров преобразователя подключены соответственно к прямому с и инверсному выходам генератора высокой частоты, отличающееся тем, что, с целью (Л повышения надежности и уменьщения габаритов , прямой и противофазный входы m формирователей анодной группы тиристоров преобразователя подключены к инверсному и прямому выходам генератора высокой частоты соответственно, а точки соединения последовательно включенных конденсаторов полумостовых инверторов всех О5 формирователей импульсов объединены между собой.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1169102 (5и4 Н 02 М 1/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3662140 24-07 (22) 09.11.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) А. С Шелепов и В. М. Катунин (71) Производственное объединение «Уралэлектротяжмаш» им. В. И. Ленина (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 424280, кл. Н 02 М 1/08, 1974.
Система возбуждения ТВà — 1000. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОБП.412.202 ТО. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ
ТИРИСТОРАМИ m-ФАЗНОГО МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее
2m формирователей импульсов, каждый из которых выполнен в виде полумостового последовательного инвертора, два плеча коТорого образованы транзисторами, два других плеча — конденсаторами и подключены к выводам источника питания, диагональ инвертора является выходом формирователя импульсов, к база-эмиттерным переходам транзисторов подключены в противофазе вторичные обмотки коммутирующего трансформатора, к кон цам, первичной обмотки которого подключены одни выводы разделительных диодов, другие выводы которых являются прямым и противофазным коммутирующими входами, а средняя точка первичной обмотки — управляющим входом формирователя импульсов, причем выход каждого формирователя им пульсов предназначен дл я подключения через один из 2 m блоков согласования к управляющему переходу соответствующего тиристора преобразователя, его управляющий вход подключен к одному из 2m выходов блока управления, а прямой и противофазный коммутирующие входы m формирователей импульсов катодной группы тиристоров преобразователя подключены соответственно к прямом у и инверсному выходам генератора высокой частоты, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, прямой и противофазный входы m формирователей анодной группы тиристоров преобразователя подключены к инверсному и прямому выходам генератора высокой частоты соответственно, а точки соединения последовательно включенных конденсаторов полумостовых инверторов всех формирователей импульсов объединены между собой.
1169102
Изобретение относится к электротехнике и может найти применение, например, для управления мостовыми вентильными преобразователями систем возбуждения для гидрогенераторов и синхронных компенсаторов.
Цель изобретения — повышение надежности и уменьшение габаритов.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема генератора высокой частоты; на фиг. 3 — функциональная схема соединения полумостовых инверторов формирователей управляющих импульсов; на фиг. 4 — диаграммы напряжеиий на выходах системы импульсно-фазового управления и выходах блока управления.
Устройство для формирования импульсов управления тиристорами мостового вентильного преобразователя 1 имеющего силовой вход 2, выход 3, управляющие входы 4 — 6, соответствующие катодной группе тиристоров 7 — 9, и управляющие входы
10 — 12, соответствующие анодной труппе тиристоров 13 — 15, содержит формирователи 16 — 21 управляющих им пульсов с управляющим входом 22, коммутирующими прямым и противофазным входами 23 и 24, питающим входом 25 и выходами
26 и 27.
Каждый формирователь 16 — 21 управляющих импульсов включает в себя схему 28 управления и полумостовой инвертор 29.
Схема 28 управления содержит диоды 30 и 31, катоды которых подключены к выводам первичной обмотки 32 трансформатора 33. Средняя точка первичной обмотки 32 является управляющим входом 22, а аноды диодов 30 и 31 — коммутирующими входами 24 и 23 формирователей 16 — 21 управляющих импульсов. Вторичные обмотки 34 и 35 трансформатора 33 являются выходами 36 и 37 схемы 28 управления.
Полумостовой инвертор 29 содержит два последовательно включенных транзистора 38 и 39 и два последовательно включенных конденсатора 40 и 41. Точка соединения коллектора транзистора 38 и вывода конденсатора 40 является питающим входом 25, а точка соединения эмиттера транзистора 38 и коллектора транзистора 39, также точка соединения выводов конденсаторов 40 и 41 — выходами 27 и 26 формирователей 16 — 21 управляющих импульсов.
Эмиттер транзистора 39 н вывод конденсатора 41 подключены к общей точке схемы.
Базовые и эмиттерные выводы транзисторов 38 и 39 являются коммутирующими входами 42 и 43 полумостового инвертора 29, которые подключены к выходам 36 и 37 схемы 28 управления.
Блок 44 управления включает в себя систему 45 импульсно-фазового упра вле5
IO
55 ния с выходами 46 — 51 и транзисторные ключи 52 — 57, содержащие транзисторы 58, базовые выводы которых являются входами транзисторных ключей 52 — 57, а коллекторы — выходами 59 — 64 блока 44 управления. Выходы 46 — 51 системы 45 импульсно-фазового управления подключены к входам транзисторных ключей 52 — 57.
Выходы 59 — 64 блока 44 управления подключены к управляющим входам 22 формирователей 16 — 21 управляющих импульсов.
Коммутирующие входы 24 формирователей 16, 18 и 20 и коммутирующие входы 23 формирователей 17, 19 и 21 подключены к выходу 65 генератора 66 высокой частоты, выход 67 которого подключен к коммутирующим входам 23 формирователей 16, 18 и 20 и коммутирующим входам 24 формирователей 17, 19 и 21 управляющих импульсов.
Таким образом, первичные обмотки 32 трансформаторов 33 схем 28 управления формирователей 16, 18 и 20 и первичные обмотки 32 трансформаторов 33 схем 28 управления формирователей 17, 19 и 21 подключены к выходам 65 и 67 генератора 66 высокой частоты в противофазе один относительно другого. Питающие входы 25 формирователей 16 — 21 управляющих импульсов объединены между собой и подключены к одному выводу 68 источника 69 питания, другой вывод 70 которого подлючен к общей точке схемы. Выходы 26 и 27 формирователей 16, 18 и 20 управляющих импульсов через устройства 71 — 73 согласования подключены к управляющим входам 4 — 6 катодной группы тиристоров 7 — 9 вентильного преобразователя 1, а выходы
26 и 27 формирователей 17, 19 и 21 через устройства 74 — 76 согласования — к управляющим входам 10 — 12 анодной груп пы тиристоров 13 — 15 вентильного преобразователя 1. Выходы 26 всех формирователей
16 — 21 управляющих импульсов объединены между собой.
Генератор 66 высокой частоты (фиг. 2) содержит операционный усилитель 77 с инвертирующим входом 78, к которому подключен конденсатор 79 и неинвертирующим входом 80, к которому подключен резистор 81. Входы 78 и 80 зашунтированы защитными диодами 82 и 83. Выход операционного усилителя 77 через резистор 84 соединен с инвертирующим входом 78, а через резистор 85 — с неинвертирующим входом 80. Питающий вход 86 операционного усилителя 77 подключен к выходу источника 87 питания положительного напряжения, а питающий вход 88 — к выходу источника 89 питания отрицательного напряжения.
Выход операционного усилителя 77 через резистор 90 подключен к базе транзистора 91 и через резистор 92 — к базе транзистора 93, эмиттер которого подключен к общей точке
1169102 схемы, а коллектор через резистор 94 подключен к выходу источника 87 питания и через резистор 95 к базе транзистора 96. Эмиттеры транзисторов 91 и 96 подключены к общей точке схемы, а коллекторы соединены между собой через резистор 97 и подключены к выводам первичной обмотки 98 трансформатора 99, средняя точка которой подключена к выходу источника 87 питания. Вторичные обмотки 100 и 101 трансформатора 99 через резисторы 102 и 103 подключены к базовым и эмиттерным выводам транзисторов 104 и 105, коллекторы которых объединены между собой и подключены к выходу источника 87 питания положительного напряжения, а эмиттеры являются выходами 65 и 67 генератора 66 высокой частоты.
Устройство работает следующим образом.
При появлении питающих напряжений на выходах источников 87 и 89 питания (фиг. 2) на выходе операционного усилителя 77 имеют место биполярные импульсы напряжения прямоугольной формы частотой 10 кГц. Частота колебаний задается конденсатором 79 и резисторами 84, 81 и 85.
Импульсы с выхода операционного усилителя 77 поступают на базу транзистора 91 и через транзистор 93, выполняющий функцию инвертора, на базу транзистора 96. Под действием этих импульсов осуществляется поочередная коммутация транзисторов
91 и 96. В результате, когда последние открываются, происходит поочередное подключение с частотой 10 кГц полуобмоток 98 трансформатора 99 к источнику 87 питания положительного напряжения.
При этом во вторичных обмотках 100 и
101 трансформатора 99 индуктируются
ЭДС противоположные по фазе, под действием которых происходит поочередная коммутация транзисторов 104 и 105.
На каждом из выходов 46 — 51 системы
45 импульсно-фазового управления (фиг. 1) присутствует последовательность положительных импульсов с интервалами между импульсами, равными 360 эл. град. (фиг. 4а, б, в, г, д. е), синхронизированные с входным, питающим вентильный преобразователь 1, напряжением, поступающим на тиристоры 7,,13, 8, 14, 9 и 15. Фазовый сдвиг между импульсами на выходах 46, 47; 47, 48; 48, 49; 49, 50; 50, 51 и 51, 46 составляет 60 эл. град. (фиг. 4 а, б, в, г, д, е).
В интервале сс,— а г(фиг. 4ж, м) средние точки первичных обмоток 32 трансформаторов 33 схем 28 управления формирователей 16 и 21 управляющих импульсов через открытые транзисторы 58 транзисторных ключей 52 и 57 подключаются к общей точ5
55 ке схемы. При открытом, например транзисторе 104 генератора 66 высокой частоты (фиг. 2) одна полуобмотка 32 трансформатора 33 формирователя 16 через диод 30 подключается к источнику. 87 питания, аналогично другая полуобмотка 32 трансформатора 33 формирователя 21 через диод 31 подключается к источнику 87 питания. При этом в формирователе 16 открывается транзистор 38, а в формирователе 21 благодаря противофазному включению обмоток 32 трансформаторов 33 формирователей 16 и 21 открывается транзистор 39 (фи г. 3) . В результате создается путь тока от вывода 68 источника 69 питания: открытый транзистор 38, выход 27 формирователя 16, устройство 71 согласования, перемычка с выходов 26 формирователей 16 и 21, устройство 76 согласования, выход 27, открытый транзистор 39 формирователя 21 и вывод 70 источника 69 питания.
В следующий полупериод коммутирующего напряжения транзистор 104 закрывается, а транзистор 105 генератора 66 высокой частоты открывается (фиг. 2). При этом через открытый транзистор 105 одна полуобмотка 32 трансформатора 33 формирователя 16 через диод 31 подключается к источнику 87 питания, аналогично другая полуобмотка 32 трансформатора 33 формирователя 21 через диод 30 подключается к источнику 87 питания. Это приводит к открытию транзистора 39 формирователя
16 и транзистора 38 форм и ровател я 21.
В результате создается путь тока от.вывода 68 источника 69 питания через открытый транзист"р 38 и выход 27 формирователя 21, устройство 76 согласования, перемычку выходов 26 формирователей 21 и 16, устройство 71 согласования, выход 27 и открытый транзистор 39 формирователя 16, вывод 70 источника 69 питания (фиг. 3). Со сменой полярности коммутирующего напряжения в генераторе 66 высокой частоты (фиг. 2) транзистор 104 откроется, а транзистор 105 закрывается и процессы в схеме протекают аналогично описанному выше.
Таким образом, в интервале а — ссд (фиг. 4) осуществляется подключение устройств 71 и 76 согласования к источнику 69 питания с частотой коммутирующего напряжения, равной 10 кГц. Это приводит к появлению на выходах устройств 71 и 76 согласования импульсов длительностью 60 эл. град., которые, поступая на тиристоры 7 и 15 вентильного преобразователя 1, открывают их.
В интервалах А — сз; с< — А; о4 — М; ш — «ь-, « — Ат, 38 и 39 (фиг. 1 и 3) с частотой 10 кГц соответственно формирователей 16, 17; 17,18; 1169102 18, 19; 19, 20; 20, 21 и 21 16, аналогично коммутации транзисторов 38 и 39 формирователей 16 и 21 в интервале <,— к, рассмотренной ранее. В результаье на входах устройств 71 — 76 согласования формируются пачки импульсов длительностью 120 эл. град., заполненных импульсами частотой 10 кГц, в которых они выпрямляются и с выходов подаются на управляющие электроды тиристоров 7 — 15 вентильного преобразователя I. Так как в любой момент времени работает один из формирователей 17, 19 и 21 им пульсов управления анодной группы тиристоров 13 — 15 вентильного преобразователя 1 и один из формирователей 16, 18 и 20 импульсов управления катодной группы тиристоров 7 — 9, а транзисторы 38 и 39 формирователей 17, 19, 21 и 16, 18, 20 работают в противофазе, что обеспечивается противофазным подключением входов 23 и 24 формирователей 17, 19, 21 и 16, 18, 20 к выходам 65 и 67 генератора 66. то ток управления не протекает через конденсаторы 40 и 41, как показано выше, которые в данном случае служат только для замыкания разности токов управления тиристоров 13 — 15 анодной и тиристоров 7 — 9 катодной групп. Таким образом, благодаря тому, что переменная составляющая, обусловленная током нагрузки на конденсаторах 40 и 41 практически отсутствует, обеспечивается благоприятный режим их работы в указан15 ных цепях, уменьшается величина емкости конденсаторов 40 и 41, что позволяет снизить габариты и повысить надежность работы устройства, а следовательно, и надежность вентильного преобразователя. 1169102 Фиг. 5 1169102 О Вых.цб сиппемы ц5 а зл. град эл. град. зл. град. зл град. зл. zoo. "бых.51 системы //5 Р зл. град, зл град, зл. град., зл. грИ эл. град. эл. zpuo, ФыхЖ Олока И М зл. град, й/х.ц7 системы ц5 Р Ц Уых Ц8 сис/77еми 45 д йых Ч9 системы ц5 г оых 50 системы //5 д Фых 59 олока 99 Ж Ьх.бО Юлока 44 4ь/х.л Бака 4 9 Ьых. б2 блока И К Фь!х.бЗ блока И Составитель В. Жмуров Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор М. Пожо Заказ 4625/50 Тираж 646 Г1одпнсное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
