Тиристорный формирователь импульсов для управления инвертором

 

ОП ИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ i ii655040

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.10.76 (21) 2414276, 24-07 с присоединением заявки Ме— (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень М 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (51) М. 1(л.-з

Н 02 М 1/08

Государственный комитет (53) УДК 621.373.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения А. В, Иванов, П. С. Ройзман, А. Х. Узянбаев и P. М. Шаяхметова (71) Заявитель Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) ТИРИСТОРНЪ|Й ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах управления тиристорными инверторами повышенной частоты.

Известны тиристорныс формирователи управляющих импульсов, выполненные по нолумостовой схеме, работа которых основана на разряде конденсаторов через тиристоры на первичные обмотки выходных трансформаторов (1). Выходные импульсы этого формирователя имеют короткий передний фронт и немного более длинный задний фронт.

Однако длительность заднего фронта импульса при работе на повышенных частотах может быть недостаточной для надежного включения силовых тиристоров инвертора.

Наиболее близким по технической сущности является тиристорный формирователь также выполненный по полумостовой схеме с выходными трансформаторами и содержащий последовательно соединенные накопительные конденсаторы, где параллельно каждому из основных накопительных конденсаторов подключены дополнительные цепочки накопительных конденсаторов, а между средними точками конденсаторов включены индуктивности. Выходной импульс этого формирователя состоит пз «форсирующей» части — высокой амплитуды и малой длительности и «удерживаюгцей» части — небольшой амплитуды и

5 большой длительности. В этом формирователе параметры как «формирующей» так и

«удерживающсй» части импульса управления зависят от соотношения индуктивности и сопротивления, вносимого нагрузкой.

1Q При изменении сопротивления нагрузки, разряд в цепи, образованной дополнительными конденсаторами и индуктивностью можст перейти из апериодического в колебательный, что может привести к значи1З тельным изменениям параметров выходного импульса (2).

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей путем снижения зависимости параметров

20 управляющих импульсов от нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном формирователе импульсов для управления инвертором повышенной частоты, выполненном по полумостовой схе25 ме с выходными трансформаторами, содержащем тиристоры, последовательно соединенные накопительные конденсаторы, параллельно которым включены дополнительные цепочки накопительных конденсаЗ0 торов, первичные обмотки выходных транс655040 форматоров выполнены с отводами, причем начальный отвод первичной обмотки подсоединен к аноду соответствующего тиристора, основные накопительные конденсаторы включены между первым от начального отводом первичной обмотки трансформатора и катодом соответствующего тиристора; между каждым последующим и начальным отводами включены цепочки из двух диодов соединенных последовательно в прямом по питанию направлении, а между средними точками каждой цепочки диодов и катодами тиристоров включены вышеупомянутые дополнительные цепочки накопительных конденсаторов.

Включение дополнительных цепочек накопительных конденсаторов между средними точками диодов и катодами тиристоров исключает возможность появления колебательного разряда в цепи формирования импульсов управления при изменениях нагрузки.

На фиг. 1 приведена схема формирователя; на фиг. 2а — эпюра напряжения на тиристорах; на фиг. 2б — форма импульса выходного тока, где (ф — длительность «формирующей» части;

t — длительность «удерживающей» ча-. сти импульса, Фор м иров атель содержит последовательно соединенные тиристоры 1 и 2, к анодам которых подключены начальные отводы первичных обмоток выходных импульсных трансформаторов 3 и 4. Основные накопительные конденсаторы 5 и 6 включены между первыми от начального отводами трансформаторов и катодами соответствующих тиристоров. Между начальным и последующими отводами первичной обмотки трансформатора 3 включены последовательно по два диоды 7, 8 и 9, 10, а трансформатора

4 — диоды 11, 12 и 13, 14 в прямом по питанию направлении. Между средними точками диодов и катодами тиристоров включены дополнительные цепочки конденсаторов 15, 16 и 17, 18. Формирователь подключен к источнику 19 питания.

При отсутствии входных импульсов управления на тиристорах 1, 2 каждый из конденсаторов 5, 6 заряжен до половины напря>кения источника, а конденсаторы 15, 16 и 17, 18 заряжены до напряжения, меньшего половины напряжения источника 19, на величину падения напряжения на диодах соответственно 9, 7 и 13, 11. При включении тиристора 1 конденсатор 5 начшгает разряжаться на часть первичной обмотки выходного импульсного трансформатора 3 (точки 20, 21), формируя передний фронт выходного импульса. Одновременно с разрядом конденсатора 5 происходит дозаряд конденсатора 6 до напряжения источника 19 питания по цепи: плюс источника 19, тиристор 1, импульсный транс5

65 форматор 4, минус источника 19 и дозаряд конденсаторов 17 и 18 по цепям соответственно: плюс источника 19 и тиристор 1, диод 13, минус источника 19, плюс источника 19, тиристор 1, диод 11, минус источника 19. Конденсаторы 17 и 18 дозаряжаются до напряжения меньшего напряжения источника 19, на величину падения напряжения на диодах.

Разряд конденсатора 5 через часть первичной обмотки (точки 20 и 21) выходного импульсного трансформатора 3 создает на последующих отводах 22, 23 первичной обмотки запирающее напряжение тем большее, чем больше коэффициент автотрансформации между обмотками образованными отводами 20 и 22 и отводами 20, 21 и соответственно отводами 20, 23 и отводами

20, 21.

По мере разряда конденсатора запирающее напряжение, приложенное к диодам, снижается и при достижении в точке 22 напряжения, меньшего чем напряжение на конденсаторе 15, диод открывается и конденсатор 15 начинает разряжаться, формируя плоскую «удерживающую» часть выходного импульса управления.

Дальнейший разряд конденсаторов 5 и 15 приводит к уменьшению напряжения в точке 23 и открыванию диода 10. При этом в цепь разряда подключается конденсатор

16, который служит для дальнейшего формирования «удерживающей» части выходного импульса управления.

Переход тока тиристора 1 через нулевое значение, происходящий после заряда конденсаторов 6, 17, 18, выключает тиристор 1.

На этом заканчивается формирование одного управляющего импульса.

Открывание тиристора 2 формирует управляющий импульс тока на импульсном трансформаторе 4. При этом процессы протекают аналогично вышеописанным. Напряжение на конденсаторах 6, 17, 18 немного превышает напряжение источника 19, а конденсаторы 5, 15, 16 заряжены до небольшого напряжения.

Длительность «форсирующей» части выходного импульса определяется величинами емкости конденсаторов 5 и 6, а амплитуда задается напряжением источника 19 и коэффициентом трансформации.

Длительность «удерживающей» части выходного импульса определяется эквивалентной величиной параллельно соединенных емкостей 5, 15, 16 или 6, 17, 18. Амплитуда зависит от коэффициентов автотрансформации соответствующих частей обмоток.

Использование предложенной схемы формирователя позволит снизить влияние нагрузки на параметры управляющих импульсов, что дает воэможность применить описанный формирователь в управлении цепя1ми с изменяющейся нагрузкой, работа на которую встречается наиболее часто.

655040

ЧЬ2. 2

Составитель О. Наказная

Техред Н. Строганова

Редактор Б. Герцен

Корректор Е. Хмелева

Заказ 185/7 Изд. № 216 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Кроме того, изменяя количество отводов первичной обмотки и места подсоединения накопительных конденсаторов к выходному импульсному трансформатору можно получать импульсы любой необходимой формы. 5

Формула изобретения

Тиристорный формирователь импульсов для управления инвертором повышенной частоты, выполненный по полумостовойсхе- 10 ме с выходными трансформаторами, содержащий тиристоры, последовательно соединенные накопительные конденсаторы, параллельно которым включены дополнительные цепочки накопительных конденсаторов, 15 отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем снижения зависимости параметров управляющих импульсов от нагрузки, он дополнительно снабжен диодами, а первич- 20 ные обмотки выходных трансформаторов выполнены с несколькими отводами, причем начальный отвод первичной обмотки подсоединен к аноду соответствующего тиристора, основные накопительные конденсаторы включены между первым от начального отводом первичной обмотки трансформатора и катодом соответствующего тиристора, между каждым последующим и начальным отводами включены цепочки из двух диодов, соединенных последовательно в прямом по питанию направлении, а между средними точками каждой цепочки диодов и катодами тиристоров включены вышеупомянутые дополнительные цепочки накопительных конденсаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горбачев Г. И. Индуктивно-емкостной преобразователь в системе управления тиристорными автономными инверторами.

Сборник докладов научно-технической конференции. Подсекция промышленной электроники. Москва, изд. МЭИ, 1967.

2, Авторское свидетельство СССР № 490233, кл. Н 02 М 1/08, 1972.