Способ стабилизации среднего значения тока активной нагрузки однофазного однотактного тиристорного выпрямителя с интегратором

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации среднего значения выпрямленного тока, протекающего в активной нагрузке однотактного тиристорного выпрямителя. Цель изобретения - повышение качества стабилизации тока при изменении сопротивления нагрузки. Производят интегрирование в течение времени закрытого состояния тиристора 1 приложенного к тиристору переменного напряжения, используют его в качестве контролируемого напряжения, сравнивают это напряжение с управляющим напряжением, пропускают через нагрузку 13 эталонный ток, составляющий доли процента от стабилизируемого тока нагрузки, и преобразуют его в постоянное напряжение, которое используют в качестве управляющего напряжения. 2 ил. I СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д 4 G 05 F 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3999865/24-07 (22) 03.01.86 (46) 30.03.88. Бюл. № 12 (71) Научно-производственное объединение

«Рудгеофизика» и Ленинградский электротехнический институт связи им. М. А. БончБруевича (72) Б. 3. Курчик, Ю. М. Рыжов, и Ю. В. Анастасьев (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 660187, кл. Н 02 Р 13/16.

Булатов О. Г. и др. Тиристорные схемы включения высокоинтенсивных источников света. M.: Энергия, 1975.

„„SU„» 1385124 А1 (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ ТОКА АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ ОД НОФАЗ НОГО ОД НОТАКТНОГО ТИ РИ СТОР НОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ С

И НТЕГРАТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации среднего значения выпрямленного тока, протекающего в активной нагрузке однотактного тиристорного выпрямителя.

Цель изобретения — повышение качества стабилизации тока при изменении сопротивления нагрузки. Производят интегрирование в течение времени закрытого состояния тиристора 1 приложенного к тиристору переменного напряжения, используют его в качестве контролируемого напряжения, сравнивают это напряжение с управляющим напряжением, пропускают через нагрузку 13 эталонный ток, составляющий доли процента от стабилизируемого тока нагрузки, и преобразуют его в постоянное напряжение, котооое используют в качестве управляющего напряжения. 2 ил.

1385124

U(1)«= !5 U(()« I= 5 U(t) «! =

40 (1) U» cp. Т= U» Тн Ктр где К.р — коэффициент трансформации трансформатора.

Среднее значение тока нагрузки

U» ср

1н ср— (2)

Контролируемое напряжение в момент включения тиристора равно управляющему напряжению

50 (3) Uy»p= 1э.R» -Kg где К вЂ” коэффициент деления делителя выходного напряжения.

Если пренебречь изменением величины среднего тока нагрузки, вызванной протеканием через нее эталонного тока, то из (1) — (3) следует, что

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации среднего значения выпрямленного тока, протекающего в активной нагрузке.

Целью изобретения является улучшение качества стабилизации тока при изменении сопротивления нагрузки.

На фиг. 1 представлены временные диаграммы напряжений и токов, где а — входное напряжение (U ) преобразователя; б напряжение на выходе интегратора (контро- 10 лируемое напряжение) U., представляющее собой интеграл от напряжения, приложенного к тиристору, начиная с момента его выключения, и равное нулю в течение интервала времени включенного состояния тиристора, а также управляющее напряжение, равное U)»р= 1эRí, где 1 — эталонный постоянный ток, протекающий в цепи нагрузки в течение непроводящей части проводящего полупериода тиристора, R» — сопротивление нагрузки; в — ток управления тиристором iynp, г — напряжение (ток) на нагрузке (R ); на фиг. 2 — пример принципиальной схемы устройства, реализующего способ стабилизации тока.

Теоретическая основа способа стабилизации тока при питании выпрямителя от однофазной сети переменного тока, симметричной относительно моментов изменения полярности напряжения и его работе на активную нагрузку состоит в следующем: вольт секундный интеграл напряжения на нагрузке равен разности абсолютных величин двух вольтсекундных интегралов напряжений, приложенных к тиристору в обратном и прямом направлениях, и равен среднему значению напряжения на нагрузке (U» cp), умноженному на период (Т) переменного напряжения сети, и равен контролируемому напряжению (U.), умноженному на постоянную времени (Т.) интегратора:

1 н Ти Ктр 1э Ти К»Ктр

1нср

Т Rí Т (4) т.е. ток не зависит от величины и формы периодического перемещенного питающего напряжения и сопротивления нагрузки.

Для осуществления способа необходимо произвести следующие операции.

Интегрируют входное переменное напряжение в интервале времени закрытого состояния тиристора (от 0 до n+cr). Результатом интегрирования является некоторое контролируемое напряжение U», Пропускают через нагрузку эталонный ток. Преобразуют последний в постоянное напряжение и используют его в качестве управляющего напряжения Uy»p. Сравнивают контролируемое напряжение U-, полученное в процессе интегрирования, с напряжением, полученным на нагрузке в результате пропускания через нагрузку эталонного тока. По сигналу управляющего импульса производят включение тиристора. В интервале времени между моментом включения тиристора и моментом его выключения сбрасывают до нуля контролируемое напряжение. В момент перехода входного напряжения через нуль происходит выключение тиристора.

Устройство (фиг. 2) для стабилизации среднего значения тока содержит однофазный тиристорный выпрямитель 1 с блоком управления состоящий из интегратора 2, компаратора 3, усилителя-формирователя 4, делителя 5 выходного напряжения, порогового элемента 6, стабилизатора 7 эталонного тока и источника 8 питания схемы управления.

Интегратор может быть выполнен на операционном усилителе с интегрирующим конденсатором 9 и разрядным транзистором 10 и служит для интегрирования переменного напряжения в интервале времени от нуля до и + а (фиг. 1б). Вход интегратора подключен через понижающий трансформатор 11 к входным клеммам устройства, т.е. к питающему напряжению, а выход — к первому входу компаратора напряжения, выполненного, например, на микросхемах. Выход компаратора через усилитель-формирователь, состоящий из дифференцирующей цепочки 12, транзистора усилительного каскада с трансформаторным выходом, подключен к управляющему электроду тиристора 1.

Второй вход компаратора через делитель напряжения подключен к нагрузке 13. Для установки интегратора в нулевое положение затвор разрядного транзистора 10 через пороговый элемент 6, состоящий из стабилитрона и резистора, соединен с делителем 5 выходного напряжения.

Источник 8 питания схемы управления может быть выполнен на трансформаторе и мостовом выпрямителе с фильтром. Для

1385124

3 ограничения выходного напряжения делителя, а также для повышения КПД схемы управления выведен второй выход делителя выходного напряжения, который через диод 14 подключен к выходу источника питания схемы управления.

Транзисторный параметрический стабилизатор эталонного тока подключен параллельно тиристору 1 и служит для пропускания через сопротивление нагрузки эталонного тока в интервал времени от Й до Я+а.

Устройство стабилизации среднего значения тока в активной нагрузке работает следующим образом.

На вход устройства подается переменное напряжение (фиг. l,а) . В интервал времени, когда тиристор выпрямителя находится под обратным напряжением, а ток нагрузки равен нулю, интегратор осуществляет интегрирование переменного напряжения. 20

В момент появления положительного напряжения на тиристоре через нагрузку начинает протекать эталонный ток, значительно меньший тока нагрузки. При протекании через нагрузку эталонного тока 1. на нагрузке образуется управляющее напряжение, которое ослабляется делителем напряжения в К раз и подается на второй вход компаратора, причем в любом случае это напряжение чуть меньше напряжения срабатывания порогового элемента 6. В момент равенства контролируемого напряжения (напряжение интегратора Uê) с напряжением делителя U (фиг. 1б),(Uy.р.Кл) на выходе компаратора появляется отрицательное на.— пряжение Ьу Р, которое формируется В узкий импульс (фиг. 1в) с помощью дифференцирующей цепочки, усиливается усилителем и подается на управляющий электрод тиристора. После включения тиристора через нагрузку начинает протекать ток (фиг. 1г), который вызывает повышение 40 напряжения на выходе делителя, достаточное для срабатывания порогового элемента

6 и отпирания транзистора 10 интегратора.

Напряжение на выходе интегратора 2 становится равным нулю вплоть до момента выключения тиристора 1. При дальнейшем увеличении выходного напряжения отпирается диод 14 и конденсатор фильтра источника питания схемы управления начинает подзаряжаться током делителя 5.

Потребление энергии от трансформатора 11 снижается, а напряжение на выходе делителя 5 ограничивается.

При изменении сопротивления нагрузки (например, при уменьшении) управляющее напряжение Uynp уменьшается, и момент сравнения контролируемого напряжения с уп равляющим происходит позже, длительность включенного состояния тиристора 1 уменьшается, а среднее значение тока нагрузки остается прежним. Изменение входного напряжения также приводит к изменению длительности включенного состояния тиристора 1 и не влияет на величину среднего значения выпрямленного тока.

Формула изобретения

Способ стабилизации среднего значения тока активной нагрузки однофазного однотактного тиристорного выпрямителя с интегратором, заключающийся в интегрировании в течение интервала закрытого состояния тиристора приложенного к нему переменного напряжения с помощью интегратора, сравнении напряжения, полученного в результате интегрирования с управляющим напряжением, включении тиристора в момент их равенства и восстановлении нулевого состояния интегратора, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации тока при изменении сопротивления нагрузки, пропускают через сопротивление нагрузки эталонный постоянный ток, и полученное в результате этого напряжения на нагрузке используют в качестве вышеуказанного управляющего напряжения.

1385124

Составитель В. Баранов

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1122/46 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4