Устройство для управления тиристорами трехфазного мостового выпрямителя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статистических вьшрямителях. Цель изобретения - расширение области использования . В устройстве для управления тиристбрами трехфазного мостового выпрямителя в каждом канале управления формируют два сдвинутых на угол 180 эл.град. выходных импульса , образующих в результате сложения с импульсами других каналов управления шестифазную систему сдвоенных управлякяцих импульсов, следующих с фазовым сдвигом 60 эл.град. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gg 4 Н 02 N 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ИэАКОТЮ "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И. ОТКРЫТИЙ (21) 3861785/24-07 (22) 05.03.85 (46) 07.01.88. Бюл. У 1 (72) .В.А.Скляренко и А.А.Цепелев (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 980243, кл. Н 02 М 1/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 1192061, кл. Н 02 N 1/08, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УНРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ТРЕХФАЗНОГО МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

„„SU„, 1365298 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статистических выпрямителях. Цель изобретения — расширение области использования. В устройстве для управления тиристорами трехфазного мостового выпрямителя в каждом канале управления формируют два сдвинутых на угол 180 эл.град. выходных импульса, образующих в результате сложения с импульсами других каналов управления шестифазную систему сдвоенных управляющих импульсов, следующих с фазовым сдвигом 60 эл.град. 3 ил.

1 13652

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике, в частности для управления трехфазным мосБ товым выпрямителем.

Цель изобретения — расширение области использования путем формирования импульсов управления противофаэными тиристорами трехфазного мостово- 10 го выпрямителя.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема выпрямителя; на фиг.3временные диаграммы напряжений. 15

Устройство содержит три канала управления А, В и С, состоящие из формирователя пилообразного напряжения,.узла сравнения и выходных тиристоров, а также источник знакопере- 20 менных трапецеидальных импульсов, состоящих из двустороннего стабилитрона 1, первый вывод которого соединен с общим нулевым проводом и второй через токоограничительный резистор 2 25 подключен к соответствующей фазе АВС переменного напряжения сети.

В каждом канале управления устройства имеются резисторы 3 и 4, два коммутирующих резистора 5 и 6, раздели тельные диоды 7-12, две пары накопительных конденсаторов 13 и 14 и 15 и 16, две тиристорные оптопары 17 и 18 и двухбазовый диод 19.

Второй вывод стабилитрона 1 через первый 3 и второй 4 резисторы соединен с базой соответственно первого

5 и второго 6 коммутирующих транзисторов и через первый 7 и второй 8 разделительные диоды с эмиттером ео- 40 ответственно первого 5 и второго 6 . коммутирующих транзисторов и первыми обкладками соответственно первого 13, второго 14, третьего 15, четвертого

16 накопительных конденсаторов. Вто- 4Б рые обкладки первого 13 и третьего

15 накопительных конденсаторов соединены непосредственно с общей шиной, а вторые обкладки второго 14 и четвертого 16 накопительных конденса- so торов соединены с общей шиной соответственно через третий 9 и четвертый 10 разделительные диоды и через соответствующую последовательную цепь, состоящую из светодиода соответственно первой 17 и второй 18 тиристорных оптопар, шунтированного резисторами 20 и 21, эмиттерного перехода двухбаэового диода 19, реэис98 2 тора 22 в цепи первой базы двухбазового диода 19 и соответственно пятого 11 и шестого 12 разделительных диодов. Вторая база двухбазового диода 19 через резистор 23 и делитель 24 напряжения соединена с источником стабилизированного напряжения.

Каждый канал управления содержит два эмиттерных повторителя 25 и 26 с общим резистором 27 в цепи эмиттеров, два отсекаюших диода 28 и 29 и встроенный переменный резистор 30, который может быть заменен переключателем с резисторами, Коллектор соответственно первого

5 и второго 6 коммутирующих транзисторов соединен с коллектором соответствующего первого 25 и второго 26 эмиттерных повторителей, эмиттеры которых через общий резистор 27 соединены с общей шиной нулевого потенциала. База первого 25 и второго 26 эмиттерных повторителей через первый

28 и второй 29 отсекающие диоды соединена с движком переменного резистора 30, подключенного к двустороннему стабилитрону 1. Анод фототиристора первой и второй оптопары через резисторы 31 и 32 и конденсаторы 33 и 34, включенные параллельно, соединен с источником питания +Е, . Катоды фототиристоров оптопар каналов управления АВС через четные и нечетные суммирующие диоды 35-46 соединены с включенными в звезду с заземленными нейтрально первичными обмотками импульсных трансформаторов 47 — 52, вторичные обмотки которых подключены к силовым тиристорам выпрямителя.

На временных диаграммах напряжений показаны: U — переменное напряжение сети; U — напряжение на накопительном конденсаторе 13 U — напряжение на эмиттере двухбазового диода 19, U> — импульс напряжения, поступающий на светодиод оптопары 17.

В каждом канале управления АВС синусоидальное напряжение ограничивается стабилитроном 1 по максимуму и преобразуется в последовательность знакопеременных трапецеидальных импульсов. Напряжение трапецеидальных импульсов используется для заряда накопительных конденсаторов 13-16 и управления коммутирующими транзисторами 5 и 6, задающими очередность процесса разряда накопительных конденсаторов 13 и 16. Заряд накопитель з 13652 ных конденсаторов 13 и 14 и 15 и 16 осуществляется соответственно через первый 7, третий 11 и второй 8, четвертый 10 разделительные диоды. Разделительные диоды 7 и 11, включены в одном проводящем направлении, а разделительные диоды 8 и 12 — в противоположном, что обеспечивает заряд конденсаторных групп 13, 14 и 15, 16 10 в различные полупериоды напряжения на двустороннем стабилитроне 1. Напряжение на конденсаторных группах имеет противоположную полярность. В соответствии с полярностью напряжения 15 на конденсаторах 13, 14 и 15, 16 подключенные к ним коммутирующие транзисторы 5 и 6 имеют соответствующую проводимость. Коммутирующие транзисторы 5 и 6 под воздействием управляю- 2р щЕго тока, поступающего со сдвигом во времени Q t = 7 через резисторы

3 и 4 на базу, поочередно переходят из режима отсечки коллекторного тока в режим насыщения. 25

При этом группы конденсаторов 13, 14 и 15, 16 также поочередно подключаются к соответствующему эмиттерному повторителю 25 или 26, которые находятся в проводящем состоянии. В ЗО результате разряда накопительных конденсаторов 13 и 15 формируется пилообразное напряжение, а напряжение, на конденсаторах 14 и 16 не изменяется, так как протеканию разрядного то- 35 ка препятствуют разделительные диоды

9 и 10. Сформированное пилообразное напряжение сравнивается с постоянным, а их разность поступает на эмиттер двухбазового диода 19. 40

В момент времени, когда разность постоянного и пилообразного напряжений достигнет порога переключения двухбазового диода 19, происходит

его включение. В результате включения 45 двухбазового диода 19 на резисторах

20 и 21 формируется импульс напряжения, включающий светодиод соответствующей оптопары 17 или 18. Светодиоды подключены к накопительным конден- 50 саторам 13-16 через общий токоограничительный резистор 22. Емкости накопительных конденсаторов равны и обеспечивают при разряде необходимую длительность светового импульса для вклю-55 .чения фототиристора оптопары.

Эмиттерный переход двухбазового диода 19 подключен к диагонали выпрямительного моста, образованного

98 4 разделительными диодами 9-12, что обеспечивает работоспособность узла сравнения при изменении сравниваемых в каждый полупериод напряжений на его входе. В результате включения фототиристора оптопар 17 и 18 в процессе заряда конденсаторов 33 и 34 формируется управляющий импульс напряжения. Поскольку процессы разряда накопительных конденсаторов в каналах управления АВС протекают синхронно с последовательностью фаз трехфазного напряжения, на выходах каналов управления формируются импульсы, сдвинутые по фазе на угол 120 эл.град.

Поэтому изменение чередования фаз питающего напряжения приводит к одновременному изменению последовательности фаз на выходе устройства для управления тиристорами и последовательности фаз анодного напряжения тиристоров, что не нарушает их нормальную работу. Управляющие импульсы

АВС и А В С на выходах каналов управления АВС совместно образуют систему импульсных напряжений, у которой векторы напряжений АВС по отношению к векторам А В С соответственно сдвиI. нуты на угол 180 эл. град.

Таким образом, при синхронной работе каналов управления с напряжением питающей сети на выходах канаI 1 лов АВС и А В С действует новая система импульсных напряжений, у которой векторы напряжений сдвинуты на угол 60 эл.град. Исходя из особенностей работы трехфазного симметрич- .:. ного мостового выпрямителя, где моменты отпирания анодной и катодной групп тиристоров должны повторно производиться через 60 эл.град., управляющие импульсы АВС и А В С посту(I 1 пают на суммирующие диоды 35-46, на выходах которых АС, С В, ВА,А С, (t

СВ, и В А действуют сдвоенные управляющие импульсы, следующие с фазовым сдвигом 60 эл.град.

Регулирование фазы управляющих импульсов относительно фазы анодного напряжения тиристоров выпрямителя достигается изменением времени разряда накопительных конденсаторов 13 и 15.посредством изменения сопротивления эмиттерных повторителей 25 и 26 (фиг. 3, t, и t ). Изменение сопротивления эмиттерных повторителей 25 и 26 осуществляется изменением тока

13652 базы, поступающего с переменного ре4зистора 30. Отсекающие диоды 28 и 29 исключают подачу на базу транзисторов импульсов обратной полярности. Диапа5 зон регулирования угла включения при- близительно равен 180 эл.град. В случае необходимости диапазон регулиро- . вания угла включения тиристоров может быть уменьшен ограничением напряжения, поступающего с переменного .резистора 30.

Переменные резисторы 24 служат для симметрирования выходных импульсов по фазам. Необходимость симметрирования обусловлена разбросом параметров двухбазовых диодов по величине напряжения переключения. Симметрирование производится при питании каналов от напряжения одной из фаз сети. Необходимость симметрирования отпадает в случае подбора двухбазовых диодов по параметрам.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорами трехфазного мостового выпрямителя, содержащее узел синхронизации, 3п предназначенный для подключения к сети, включающий стабилитрон и токоограничительный резистор, фазосмещающий блок, включающий разрядный и коммутирующий транзисторы, накопительные конденсаторы, разделительные диоды и узел сравнения на пороговом элементе, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения области использования путем формирования импульсов 4О управления противофазными тиристорами трехфазного мостового выпрямителя, оно снабжено тремя фазными каналами управления, каждый из которых состоит из двух фазосмещающих блоков, 45 выполненных на транзисторах противоположного типа проводимости, образующих совместно с фазосмещающими блоками других фазных каналов управления на транзисторах идентичного типа проводимости блок управления анодной группой вентилей, а на транзисторах противоположного типа проводимости— блок управления катодной группой вентилей, причем эмиттеры разрядных транзисторов через резистор соединены с общей шиной, первый управляющий вход фазосмещающего блока образован базой первого и второго разрядных

98 в транзисторов, которые соответственно через первый и второй отсекающие диоды соединены с первым выводом регулирующего резистора, второй вывод которого подключен к коллекторам двух разрядных и двух коммутирующих транзисторов, узел синхронизации выполнен на двустороннем стабилитроне, первый вывод которого соединен с общей шиной, второй через токоограничительный резистор подключен к соответствующей фазе переменного напряже ния сети и через первый и второй ре-i зисторы соединен с базой соответственно первого и второго коммутирующих транзисторов, а через первый и второй разделительные диоды соединен с эмиттером соответственно первого и второго коммутирующих транзисторов, первыми обкладками соответственно первого, второго, третьего и четвертого накопительных конденсаторов, точки соединения первого и второго резисторов, первого и второго разделительных диодов с анодом двустороннего стабилитрона образуют второй и третий входы фазосмещающих блоков, вторые обкладки первого и третьего конденсаторов соединены с общей шиной непосредственно, вторые обкладки второго и четвертого накопительных конденсаторов соединены с общей шиной соответственно через третий и четвертый разделительные диоды и через светодиод соответственно первого и второго оптронов, шунтированный резистором, соединены соответственно с эмиттером двухбазового диода, точки соединения светодиода с эмиттером и светодиода с резистором через соответственно пятый и шестой разделительные диоды соединены с общей шиной, вторая база двухбазового диода через резистор и делитель напряжения соединена с источником стабильного напряжения, аноды тиристоров оптронов через соответствующие резистор и конденсатор, включенные параллельно,. соединены с источником питания, катоды тиристоров оптронов образуют выходы устройства для управления, которые через суммирующие диоды соединены с включенными в шестифазную звезду с заземленной нейтралью первичными обмотками импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых предназначены для подсоединения к силовым тиристорам выпрямителя.

1365298

1365298

Составитель В.Бунаков

ТехредЛ.СердюковаКорректор А.Ильин

Редактор И. Горная

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6653/53

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4