Тиристорный регулятор напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано цця регулирования напряжения в сетях переменного тока и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1022281. Цель изобретения - увеличение надежности за счет исключения перерегулирования при углах управления меньше нуля.Устройство содержит силовой тиристор 1, включенный последовательно в цепь нагрузки 2, резисторы (Р) 3,8,10, 12,13,15,16, тиристор 14, управляемый вентиль 5, транзистор 11, диоды 6,7,18 и конденсаторы 4,9,17. Параллельно нагрузке 2 включена последовательная цепь из диода 7 и Р 8,16, 15.База транзистора 11 соединена с одним выводом Р12 и с общей точкой соединения Р 8 и Р 16. Эмитtep транзистора 11 соединен с другим выводом Р12 и с управляющим электродом тиристора 14, катод которого соединен с 9 W 4в ю 4а 4 сл СП к «pue.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Ю 4 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)3,", . l3

ВМБЛНОТЕНА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

; (61) 1022281 (21) 3678043/24-07 (22) 23. 12.83 (46) 15,07.86. Бюл. У 26 (71) Ордена Ленина физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе (72) А.В.Матюков (53) 621.374.36(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1022281, кл. Н 02 P 13/16, 1983. (54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области .электротехники, может быть использовано ддя регулирования напряжения в сетях переменного тока и является усовершенствованием устройства по

Л0„„1244755 А 2 авт. св. У 1022281. Цель изобретения — увеличение надежности за счет исключения перерегулирования нри углах управления меньше нуля.Устройство содержит силовой тиристор 1, включенный последовательно в цепь нагрузки 2, резисторы (Р) 3,8, 10, 12, 13, 15,!б, тиристор 14, управляемый вентиль 5, транзистор 11, диоды

6,7, 18 и конденсаторы 4,9, 17. Параллельно нагрузке 2 включена последовательная цепь из диода 7 и P 8, 16, 15.База транзистора 11 соединена с одним выводом Р12 и с общей точкой соединения P 8 и P 16, Эмиттер транзистора 11 соединен с другим выводом Е

Р12 и с управляющим электродом тиристора 14, катод которого соединен с

1?44755 управляющим электродом тиристора 1 Р 13 — с коллектором транзистора 11, Цепь из параллельно соединенных кон- Анод вентиля 5 подключен к точке денсатора .17 и диода 18 включена меж- соединения РЗ и конденсатора 4.Введу катодом тиристора 1 и общей точ- дение P15 и Р 16, РЗ и конденсатора кой соединения Р15 и P 16. Катод 17 и диода 18 приводит к тому,что диода 7 через Р 8 соединен с базой отрицательный период сетевого напрятранзистора 11. Аноды диодов 6,? жения,целится на два интервала. подключены к свободному выводу цепи Свойство этих интервалов таково,что нагрузки 2. Катод диода 6 через если положительное напряжение прикP 3 и конденсатор 4 соединен с като- ладывается к аноду тиристора 14 в дом тиристора 1 и одной из общих первом интервале, то это приводит точек соединения параллельной цепи к включению этого тиристора, à есиз конденсатора 9 и Р 10. Другая ли — во втором, то включения не прообщая точка соединения конденсатора исходит. Таким образом, обеспечива9 и Р 10 подключена к общей точке,ется исключение эффекта перерегулиросоединения анода тиристора 14 с като- вания при углах. управления 0 > . ) дом управляемого вентиля 5, а через 180о. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тиристорному регулированию напряжения в сетях переменного тока, и является дополни-. тельным к основному по авт. св.

У 1022281.

Цель изобретения — увеличение надежности за счет исключения перерегулирования при глах управления меньше нуля.

На фиг. 1 изображена схема тиристорного регулятора .напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства„ !

Тиристорный регулятор напряжения содержит, силовой тиристор 1, нагрузку 2, резистор 3, конденсатор 4, управляемьй вентиль 5, диод 6, через резистор 3 связанный с конденсато- Ж ром 4, второй диод 7, второй резистор 8, второй конденсатор 9, параллельно подключенный к четвертому резистору 10„ транзистор 11, связаньый через резистор 8 и диод 7 входом, третий резистор 12, пятый резистор

13, тиристор 14 подключенный к входу тиристора 1, шестой резистор (первый дополнительный) 15, седьмой резистор 16, (второй дополнительный), ЗО параллельно соединенные третий конденсатор 17 и диод 18 (дополнительные) .

Тиристорный регулятор напряжения работает следующим образом.

Время, в течение которого транзистор 11 открыт и тиристор 14 подготовлен к включению в случае поступ-. ления на его анод положительного потенциала, зависит от угла проводимости силового тиристора 1 в положительный полупериод (фиг, 2).Действительно,, если постоянная времени + .. „. 4 g4 То — — с — сп )) — (q ) где К,; вЂ,, К@ — сопротивления резисторов 15 и 16;

-- сопротивление нагрузки

С „ — емкость конденсатора 17;

Ty — период сетевого напряжения, то напряжение на конденсаторе 17 пропорционально интегралу ст напряжения на силовом тиристоре.Конденса« тор 17 заряжается с момента начала положительного полупериода до момента включения силового тиристора,а эс1авшуюся часть положительного полупезиода, учитывая выражевие (1) апряжение на конденсаторе о=тается примерно постоянным (фиг. 2а) С мо-ментz начала отрицательного лолупериода к."... :денсатор 17 начинает разря3 1244 жаться (перезаряжаться) через резистор 15, а также по цепи, состоящей из резистора 16, промежутка база-эмиттер транзистора 11, управляющего перехода тиристора 14, управляющего перехода силового тиристора 1. При/ I чем длительность Т интервапа Т в течение которого происходит разряд конденсатора до нуля, ввиду равенства формы отрицательной и положитель- 1О ной полуволн равна длительности его заряда, т.е.

f =Г-А «) (время здесь и далее рассматривается в угловом измерении). я

В оставшуюся часть Т отрицательного полупериода, длительность которой, равна

20 диод 18 фиксирует напряжение конденсатора 17 на нулевом уровне, что исключает зависимость начальных ус- 25 ловий заряда конденсатора от значения в предыдущем периоде. В течеМ ние интервала Т конденсатор 17, частично разряжаясь по цепи Q,ïoäдерживает транзистор 11 в открытом состоянии. При этом создаются условия для включения тиристора 14 через открытый транзистор 11 и резистор

13, если на конденсаторе 9 появляется достаточный положительный потенциал. В интервале времени Т тран// зистор заперт и тиристор 14 не включается даже при каличии напряжения на конденсаторе 9. В течение положительного полупериода транзистор всег-40 да надежно открыт входным током через диод 7 и резистор 8 при любом значении. ), Таким образом, за счет дополни- 45 тельного введения резистора 15 одним выводом подключенного к аноду силового тиристора, а другим выводом через дополнительно введенный резистор 16 — к базе транзистора, и цепочки из параллельного соединения конденсатора 17 и диода" 18, а также за счет подключения катода диода 18 к другому выводу резистора 16, а его анода — к катоду силового тирис- gg тара отрицательный период сетевого напряжения как бы делится на два инI // тервала Т и Т длительностью Т

755 4 и Т соответственно (фиг. 2), причем свойство этих интервалов таково, что если положительное напряжение прикладывается к аноду тиристора

14 в интервале Т, то это приводит к

/ включению этого тиристора, а если— в интервале Т, то включение не про// исходит.

Работа устройства при различных углах происходит следующим образом.

Если управляющий импульс поступает на вход управляемого вентиля 5 во время положительного полупериода (180 (d (0),то конденсатор 4, предварительно заряженный через диод 6, отдает часть заряда конденсатору 9.

Поскольку во время положительного полупериода условия, необходимые для включения тиристора 14, выполняются, то тиристор 14 включается и конденсатор 9, разряжаясь через управляющий переход силового тиристора,включает последний.

Если управляющий импульс поступает на вход управляемого вентиля 5 по начала положительного полупериода, но при этом не выходит за пределы ин t тервала Т (длительность которого ! зависит от угла проводимости силового тиристора g в предшествующем положительном полупериоде), то конденсатор 4 отдает часть заряда конденсатору 9. Если сопротивление резистора

10 выбрать такой величины, чтобы за сравнимое с длительностью полупериода время напряжение на конденсаторе

1 существенно не изменяется, то оно остается примерно постоянным до начала положительного полупериода (фиг. 2). В начале положительного полупериода конденсатор разряжается и включает силовой тиристор. В данном случае угол управления ),//, о а = 180 . Поэтому на основании выражения (3) можно утверждать,что в следующий отрицательный полупериод интервал Т занимает почти всю длительность .этого полупериода, а заряд появившийся на конденсаторе

9 в любой момент времени в этом полупериоде, сохраняется практически без изменения до начала очередного положительного полупериода.Это в свою очередь означает, что верхний предел допустимых углов управления, задаваемых внешним устройством управления, равен 360

55 Ь тем самым повышена надежность устройства.

Если условие (1) не выполняется в достаточной степени, то это приводит к некоторому уменьшению величины нижнего предела допустимых значений„ но принцип работы устройства остается без изменений.

Формула и з обретения

Т

Составитель Е. f àëH.-IIõèí

Техред О. Гортвай Корректор С.Иекмар

Редактор И.йвыдкая

Тираж 631 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3925/56 производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12447

Если управляющий импульс поступает в интервале отрицательного полупериода (это может иметь место при постепенном уменьшении угла управления (до значений d (0 или при первоначальной подаче импульса управления во время действия отрицательного полупериода), то конденсатор 9 не сохраняет свой заряд до начала положительного полупериода, а мгновенно разряжается через открывшийся тиристор 14 и управляющий переход силового тиристора. При этом включение силового тиристора не происходит, поскольку. на его аноде отрицательное напряжение. На основании выражения (2} можно заключить что в следующий отрицательный полупериод интервал Т занимает почти всю его длительность, а заряд,поядив- рб шийся на конденсаторе 9 в любой момент этого .полупериода, мгновенно снимается путем разряда через тиристор 14 и управляющий переход силового тиристора, включение которого не 25 происходит.Это означает, что эффект перерегулирования, свойственный известному устройству при углах управления 0) > — 180, исключен, и о

Тиристорный регулятор напряжения по авт. св. М 1022281, о т л и ч аю шийся тем,что, с целью увеличения надежности за счет исключе ния перерегулирования при углах управления меньше нуля, в него введены два дополнительных резистора и соединенные параллельно дополнительные конденсатор и диод, при этом первый вывод первого дополнительного резистора подключен к аноду силового тиристора, другой его вывод через второй дополнительный резистор подключен к базе транзистора, катод дополнительного диода подключен к другому выводу первого дополнительного резистора, а его анод — к катоду силового тиристора.