Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - расширение регулировочных возможностей и улучшение энергетических характеристик. Устройство может работать в двух режимах. Первый режим предусматривает работу устройства с активной нагрузкой, второй - с газоразрядными нагрузками. При первом режиме работы тиристор 4 подключает входные выводы 1 к выходным выводам 2 в начале полупериода сетевого напряжения и отключает входные выводы 1 от выходных выводов 2 при появлении сигнала на выходе фазосдвигающего блока 14. При втором режиме включение тиристора 4 происходит с задержкой относительно начала полупериода на угол, заданный фазосдвигающим блоком 11. За счет обеспечения работы в двух режимах достигается поставленная цель. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1483571 (gg 4 Н 02 M 5/22 5/257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4314484/24-07 (22) 08.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства (72) В.@.Соколов (53) 621.314.2(088.8) (56) Кублановский Я.С.Тиристорные устройства, M. Энергия, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 981971„ кл. Г 05 F 1/44, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1037416, кл. Ч 02,Р 13/30, 1983. (54) PE ГУЛИРУЕМЫЙ ПРГОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — расширение регулировочных возможностей и

2 улучшение энергетических характеристик. Устройство может работать в двух режимах. Первый режим предусматривает работу устройства с активной нагрузкой, второй — с газоразрядными нагрузками. При первом режиме работы тиристор 4 подключает входные выводы 1 к выходным выводам 2 в начале полупериода сетевого напряжения и отключает входные выводы 1 от выходных выводов 2 при появлении сигнала на выходе Аазосдвигающего блока

14. При втором режиме включение тиристора 4 происходит с задержкой относительно начала полупериода на угол, заданный фазосдвигающим блоком 11. Эа счет обеспечения работы в двух режимах достигается поставленная цель. 2 ил.

1483571

Изобретение относится к электротехнике.

Целью иэобретения является расширение регулировочных возможностей и улучшение энергетических характеристик.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма работы преобра- 10 зователя.

Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное (фиг. 1) содержит входные выводы

1, выходные выводы 2, между которы- 15 ми включен диодный мост 3, в диагональ которого включен запираемый тиристор 4. Катод тиристора 4 подключен к общей точке "0" источника

5 постоянного тока. Положительный 20 вывод источника 5 соединен через эмиттерно-коллекторный переход первого транзистора- 6 с ограничительным резистором 7. Отрицательный вывод источника 5 соединен через после- 25 довательную цепочку из эмиттерноколлекторного перехода второго тран. зистора 8 и эмиттерно-коолекторного перехода фототиристора оптрона 9 с ограничительным резистором 10. Другие 30 выводы ограничительных резисторов 7 и 10 соединены вместе и подключены к управляющему выводу тиристора 4. База-эмиттерный переход первого транзистора 6 подключен к выходу фазосдвигающего блока 11, вход которого соединен с выходом первого блока 12 питания, вход которого соединен с входными выводами 1. Вход вторбго блока 13 питания подключен к входу 40 второго фазосдвигающего блока 14, выход .которого соединен с база-эмиттерным переходом второго транзисто. ра 8, К -выходу второго блока 13 питания подключена также последователь- 45 ная цепочка из светодиодов первого оптрона 9, второго оптрона 15 и ограничительного резистора 16. Фототиристор второго оптрона подключен к выходу первого блока 12 питания, анодом — к положительному и катодом — к отрицательному полюсам. Схемы фазосдвигающих блоков 11 и 14 содержат времязадающие цепочки из резисторов

i7 и конденсатора 18, подключенных к эмиттеру однопереходного транзистора 19, вторая база которого соединена с положительным выводом блока питания через третий резистор 20, а первая база подключена к отрицательному выводу блока питания через первичную обмотку трансформатора 21, вторичная обмотка которого является выходом фазосдвигающего блока 11.

Схемы блоков 12 и 13 питания одинаковы. Их входом служит сторона переменного тока выпрямительного моста 22, к стороне постоянного тока которого подключен параметрический стабилизатор напряжения из резистора 23 и стабилитрона 24. Выводы стабилитрона 24 являются выходом блока питания.

База фототранзистора первого оптрона 9 соединена с коллектором через резистор 25, Вход источника 5 соединен с входными выводами 1. На фиг. 2 представлена диаграмма работы преобразователя, где диаграммы 26-30 относятся к первому режиму работы, а

31-35 — к второму.

На диаграммах 26, 31 представлено сетевое напряжение; на диаграммах 27, 32 — сигнал на выходе фазосмещающего блока 11 ; на диаграммах 28, 33 †.сигнал на выходе фазосмещающего блока

14; на диаграммах 29, 34 — ток в управляющем выводе тиристора 4; 30, 35 напряжение на выходных выводах.

К входным выводам 1 приложено синусоидальное напряжение (диаграммы 26, 31).

Устройство может работать в двух режимах..

Первый режим: отпирание тиристора 4 в начале синусоиды переменного напряжения и запирание в любой точке полупериода.

Второй режим: отпирание тиристора 4 в любой точке полупериода синусоиды переменного напряжения с углом, и запирание тиристора в точке синусоиды с углом d относительно момента отпирания

Первый режим предусматривает работу устройства с активной нагрузкой с опережающим сдвигом фаэ.

Второй режим предназначен для работы устройства с гаэоразрядными нагрузками, например с дуговыми ртутными лампами.

Работа устройства в первом режиме.

При наличии на входных выводах

1 напряжения сети переменного тока фазосдвигающий блок 11 в начале каждого полупериода генерирует импульсы тока (диаграмма 27), которые обеспе14835 чивают открывание транзистора 6 и подачу на управляющий переход тиристора 4 управляющих импульсов с фазовым углом отпирания относительно начала полупериода, равном d o = О

-5 (диаграмма 29). Угол генерации сигнала управления Аазосдвигающим блоком 11 осуществляется параметрами времяэадающей цепочки иэ резисторов

17 и конденсатора 18 и напряжением переключения однопереходного транзистора 19. При подаче импульса на тиристор 4 данный тнристор отпирается и через нагрузку течет ток, при этом на выходных выводах 2 будет присутствовать напряжение диаграммы

30, которое поступает на вход блока

13 питания, с выхода котороro стабилизированное-напряжение поступает на фазосдвигающий блок 14 и на светодиоды оптронов 9 и 15. Фототиристор оптрона 15 отпирается и шунтирует входные цепи 1 фазосдвигающего блока 11. 25

Таким образом, до конца полуволны сетевого напряжения, в которой фаэосдвигающий блок 11 сАормировал свой первый отпирающий импульс (диа-. грамма 27), Аормирование последующих gp импульсов данным фаэосдвигающим блоком 11 исключено.

При подаче напряжения на вход Аазосдвигающего блока 14 оно начинает формировать свой импульс управления (диаграмма 28) с углом фазового сдвига 1 относительно момента приложения напряжения на нагрузку. Данный.. угол определяется параметрами цепочки из резисторов 17, конденсатора 18 и напряжения переключения транзистора 19, так как схемы фаэосдвигающих блоков 11 и 14 одинаковы. При формировании фазосдвигающим блоком 14 сигнала 28 управления открывается транзистор 8, который подключает отрицательный вывод источника 5 пита-.. ния через эмиттерно-коллекторный переход фототиристора оптрона 9 и ограничительного резистора 10 к управляющему переходу тиристора 4. Наличие в данной цепи фототиристора 9, работающего в режиме управляемого фототиристора, обеспечивает регулирование величины тока управления в зави» симости от точки полуволны сетевого напряжения, в которой сформирован сигнал 28 управления. Таким образом, к управляющему электроду тиристора

71 6

4 приложен сигнал 29 управления. Так как сигнал упраления отрицательной полярности, тиристор 4 запирается и остается запертым до конца полуволны сетевого напряжения. При переходе сетевого напряжения через нуль Ьототиристор оптрона 15 запирается, обеспечивая подачу напряжения на фаэосдвигающий блок 11. Процесс управления тиристором 4 в следующем полупе- . риоде повторяется (см. фиг. 2) ° Рабо» та устройства в первом режиме обеспечивает опережающий сдвиг фаз, т,е. генерацию в сети реактивной мощности и улучшение энергетических характеристик устройства.

Работа устройства во втором режиме аналогична первому с той разницей, что угол отпирания Ы,, в котором формируется положительный сигнал управления (диаграмма 32), может устанавливаться в любой точке полупериода относительно нулевого значения синусоиды, а угол запирания, при котором формируется отрицательный сигнал управления (диаграмма 33), устанавливается в зависимости от момента приложения напряжения диаграммы

35 к нагрузке ° Режим 2 предусматривает возможность установки угла отпирания d, тиристора 4 в пределах от 0 до 90, а угол запирания — в пределах 90-180 относительно нулевого значения полуволны сетевого напряжения, Это обеспечивает регулировку действующего значения -напряжения на нагрузке при неизменной амплитуде сетевого напряжения, что создает.благоприятные условия для регулирования мощности газоразрядных нагрузок, например дуговых ртутных ламп или люминесцентных ламп.

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий подключенный между входными и выходными выводами диодный мост, в диагональ которого включен тиристор, источник постоянного тока, подключенный положительным полюсом через цепочку из эмиттерно-коллекторного перехода первого транзистора и первого ограничительного резистора к управляющему выводу тирис тора, база-эмиттерный переход первого транзистора подключен к выходу

1483571

Составитель О.Назаров

Редактор А.Долинич Техред N. Дидык Корректор Н. Король

Заказ 2846/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 первого фазосдвигающего блока, вход которого соединен с выходом первого блока питания, соединенного входом с входными выводами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения регулировочных возможностей и улучшения энергетических характеристик, введены второй блок питания, второй фазосдвигающий блок, второй транзистор, второй и третий ограничительные резисторы, транзисторный и тиристорный оптроны, источник постоянного тока имеет двуполярный выход, тиристор выполнен запираемым, причем катод тиристора соединен с нулевым выводом двуполярного источника постоянного тока, отрицательный вывод источника постоянного тока через цепочку из эмиттерно-коллекторного перехода фототранзистора пер0 вого оптрона и второго ограничительного резистора подключен к точке соединения управляющего вывода ти5 ристора с первым ограничительным резистором, вход второго блока питания подключен параллельно выходным выводам, выход второго блока питания соединен с входом второго фазосдвигающего блока, выход которого под" ключен к база-эмиттерному переходу второго транзистора, к выходу второго блока питания подключена цепочка из последовательно соединенных светодиодов первого, второго оптронов и третьего ограничительного резистора, к выходу первого блока питания подключен фототиристор второго оптрона анодом к положительному и катодом

20 к отрицательному выводам первого блока питания.