Тиристорньш регулятор постоянного напряжения с защитой от срывов коммутации

 

88 (>i) 4294

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз СоветскиХ

Социалистимеских

Реслублик

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 19 11.71 (21) 1715734/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.05.71. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 24.10.74 (51) M. Кл. Н 02h 7/10

Н 02m 7/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретении и открытий (53) УДК 621.382(088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Коновалюк (71) Заявитель (54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ СРЫВОВ КОММУТАЦИИ

Изобретение относится к тиристорным импульсным регуляторам постоянного напряжения и решает задачу их защиты от случайных срывов коммутации из-за различного рода помех и кратковременных перегрузок.

Известны тиристорные регуляторы постоянного напряжения с защитой от срывов коммутации, содержащие основной тиристор регулятора, его коммутирующий конденсатор, подключенный через вспомогательный тиристор параллельно основному тиристору, коммутирующий конденсатор защиты, подключенный к клеммам маломощного источника предварительного заряда и через отключающий тиристор защиты — параллельно основному тиристору регулятора, ждущий блокинг-генератор, подключенный ко входу отключающего тиристора защиты, датчик коммутационных импульсов в цепи нагрузки регулятора, подключенный через формирующую схему ко входу логической схемы совпадения, к другому входу которой подключена цепь управления вспомогательного тиристора регулятора.

В предлагаемом устройстве выход схемы совпадения подключен к одному из раздельных входов триггера, к его другому входу подключена цепь управления основного тиристора регулятора, выход триггера подключен ко входу второй схемы совпадения, другой вход которой через элемент задержки связан с пепью управления вспомогательного тиристора регулятора, а выход — со входом блокинг-генератора. Это обеспечивает оперативное выявление и устранение срыва коммутации до нарастания тока в силовой цепи регулятора.

Кроме того, в предлагаемом устройстве между выходом второй схемы совпадения и входом блокинг-генератора включен ждущий мультивибратор, что, в свою очередь, позво10 ляет предотвратить повторное срабатывание защиты в интервале ее времени восстановления.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из регулятора 1 постоянного напряжения, исполнительного узла 2 защиты и узла 3 выявления срывов.

В состав регулятора 1 входят основной тиристор 4, коммутирующий конденсатор 5, 20 вспомогательный тиристор 6, коммутирующий трансформатор 7, схема 8 управления и диод 9. К выходу регулятора подключена нагрузка 10.

Исполнительный узел 2 защиты содержит

2S коммутирующий конденсатор 11, источник 12 для его заряда и отключающий тиристор 13.

Узел 3 выявления срывов состоит из формирующей схемы 14, ко входу которой подключены датчики 15 и 16 импульсов коммутации, 30 схемы 17 совпадения, триггера 18, схемы 19

429488

3 совпадения, элемента 20 задержки, ждущего мультивибратора 21 и ждущего блокинг-генератора 22.

:устройство работает следующим образом.

Регулир ванне среднего тока, протекающего через нагрузку, осуществляется изменением скважности включенного состояния тиристора 4. 1 ри нормальной работе регулятора от схемы ь управления на тиристоры 4 и б поочередно поступают управляющие импульсы.

lipH включении тиристора 4 нагрузка 10 соединяется с источником питания, а конденсатор

5, заряженный в предыдущем цикле работы с полярностью, обозначенной на схеме, перезаряжается с помощью коммутирующего трансформатора 7 через диод 9, приобретая заряд противоположной полярности.

При включении тиристора б напряжение конденсатора 5 прикладывается к основному тиристору 4 в запирающей полярности, тиристор

4 закрывается, а конденсатор 5 через тиристор Ь и нагрузку вновь заряжается до напряжения источника с полярностью, указанной на схеме, возвращаясь в исходное состояние. Для включения тиристора 4 время существования запирающего напряжения на нем должно превысить время его выключения. При невыполнении этого условия основной тиристор 4 не выключается, конденсатор 5 оказывается разряженным, из-за чего дальнейшая работа регулятора становится невозможной: через нагрузку идет неуправляемый ток, величина которого в установившемся режиме может достигнуть опасного предела, — происходиг срыв коммутации.

На практике нередко наблюдаются нарушения коммутации импульсных регуляторов на тиристорах из-за сбоев в схеме 8 управления, обусловленных различного рода помехами, и кратковременных перегрузок, возникающих при включении регулятора или сильных возмущениях системы авторегулирования, причем срывы коммутации носят случайный характер и не искореняются тщательным подбором параметров элементов, рациональной компоновкой, экранированием и введением фильтрующих развязок.

В исполнительном узле 2 защиты конденсатор 11 постоянно подзаряжается от маломощного статического преобразователя 12 постоянного напряжения с полярностью, указанной на схеме. В момент возникновения срыва коммутации регулятора узел 3 выявления срывов коммутации выдает поджигающий импульс на отключающий тиристор 13 защиты, и напряжение конденсатора 11 оказывается приложенным к открытому тиристору 4 в запирающей полярности. Тиристор 4 запирается, срыв коммутации оказывается ликвидированным и регулятор оказывается готовым к следующему циклу коммутации. Поступление очередного поджигающего импульса на основной тиристор 4 открывает его, конденсатор 5 заряжается до напряжения обратной полярности.

Дальше регулятор работает самостоятельно.

4

Узел 3 работает следующим образом.

При нормальной работе регулятора на входы формирователя 14 поступают импульсы, соответствующие перепадам напряжения и тока в цепи нагрузки, возникающим в моменты ком мутации тир исторов регулятор а. При включении вспомогательного тиристора 6 конденсатор 5 перезаряжается через нагрузку и в ее цепи возникает импульс треугольной формы, длительность и амплитуда которого зависит от длительности перезаряда конденсатора 5. При успешной коммутации, когда конденсатор 5 полностью перезаряжается через тиристор 6, амплитуда импульсов на входе формирующей схемы 14 больше, чем в случае срыва коммутации, когда включение тиристора 4 прекращает перезаряд конденсатора 5.

llopor срабатывания схемы 14 выбирается таким, чтобы на ее выходе формировались импульсы только в случае успешной коммутации тиристора 4.

Последовательность импульсов с выхода формирователя 14, содержащая полезные импульсы и помехи, подается на вход схемы 17 совпадения, на второй вход которой поступают импульсы управления тиристора 6. При совпадении во времени импульса управления с импульсом на выходе формирователя 14, что свидетельствует об успешной коммутации в очередном цикле работы регулятора, триггер !8 устанавливается в таком состоянии, при котором на входе схемы 19 совпадения имеется логический «О». На левый вход триггера 18 в начале каждого цикла работы регулятора 1 подаются импульсы управления тиристора 4, устанавливая триггер в состояние «1», а очередным импульсом с выхода схемы 17 эта «1» списывается. Выход триггера 18 связан со схемой 19 совпадения, на второй вход которой подаются задержанные с помощью элемента 20 задержки на время, несколько превышающее суммарное время срабатывания триггера и запирания тиристора 4, импульсы поджига тиристора 6, При нормальной работе регулятора 1 импульсы с элемента 20 задержки не могут пройти через схему 19 совпадения, так как триггер к моменту их прихода успевает опрокинуться в состояние «О», При срыве коммутации в тот момент, когда должен закрыться тиристор 4, очередной импульс со схемы 17 не поступает, триггер остается в состоянии «1». В результате импульс с элемента 10 задержки проходит через схему 19 совпадения и может быть использован для запуска отключающегося тиристора

13, ликвидирующего срыв, через ждущий блоки нг-ген ер атор 22.

Обычно срывы имеют одиночный характер, и описанная структура удовлетворительно справляется с их- ликвидацией, но в том случае, когда срывы могут следовать подряд, конденсатор 11 не успеет перезарядиться вторично, причем последующее периодическое поступление управляющих импульсов на тири429488

Предмет изобретения

Составитель Г. Гении

Техред А. Камьшшикова

Корректор Л. Царькова

Редактор А. Батыгин

Заказ 2757/10 Изд, № 808 Тираж 722 Подписное

Ы1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 стор 13 с тактовой частотой не позволит полностью восстановиться заряду на конденсаторе 11. Поэтому в схему введен ждущий мультивибратор 21, осуществляющий задержку в поступлении следующего импульса на включение тиристора 13 на время, необходимое для полного заряда отключающего конденсатора

11 от преобразователя 12.

Использование двух сигналов (по напряжению и по току), подаваемых на вход формирующей схемы 14, обеспечивает более четкую работу устройства, хотя возможна его работа и с каким-нибудь одним из них.

1. Тиристорный регулятор постоянного напряжения с защитой от срывов коммутации, содержащий основной тиристор регулятора, его коммутирующий конденсатор, подключенный через вспомогательный тиристор параллельно основному тиристору, коммутирующий кондснсатор защиты, подключенный к клеммам маломощного источника предварительного заряда и через отключающий тиристор защиты — параллельно основному тиристору регулятора, ждущий блокинг-генератор, подключенный ко входу отключающего тиристора защиты, датчик коммутационных импульсов в цепи нагрузки регулятора, подключенный через формирующую схему ко входу логической схемы совпадения, к другому входу которой подключена цепь управления вспомогательного тиристора регулятора, отл и ч а ющийся тем, что, с целью оперативного вы10 явления и устранения срыва коммутации до нарастания тока в силовой цепи регулятора, выход схемы совпадения подключен к одному из раздельных входов триггера, к его другому входу подключена цепь управления ос15 новного тиристора регулятора, выход триггера подключен ко входу второй схемы совпадения, другой вход которой через элемент задержки связан с цепью управления вспомогательного тиристора регулятора, а выход—

20 со входом блокинг-генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью предотвращения повторного срабатывания защиты в интервале ее времени восстановления, в нем между выходом второй

25 схемы совпадения и входом блокинг-генератора включен ждущий мультивибратор.