Устройство для фазового управления трехфазным вентильным контактором

 

петен и .

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ б ;",, ° .ю, »i663062:: --

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид:ву — — (22) Заявлено 1 1.08.76 (21) 2395638 24 — 07 (51) М.К .

Н 02 P 13/16 — с тгрйсоеЖФеййеМ заявки №

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.05.79. Бюллетень № 18 (53) УДК 621.316..727 (088.8) Дата опубликования описания 20.05.79 (72) Авторы изобретения

Л. Т. Бабкин, А. А. Гусев, А. Н. Захаров и В. П. Харин (71) Заявитель! (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТРЕХФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ КОНТАКТОРОМ

Настоящее изобретение относится к электротехнике, а именно, к устройствам фазового управления вентилями многофазных контакторов и может быть использовано во многих отраслях народного хозяйства. Наиболее важными областями его использования являются сварка и регулируемыйэлектропривод.

Известно устройство для фазового управления, содержащее синхронизатор, блоки задержки и коммутатор (1).

Недостатком такого способа регулирова- 1о ния является его инерционность. Этот недостаток оказывается существенным при использовании устройства в качестве составной части быстродействующей системы автоматического регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению являетея устройство для управления вентилями трехфазного контактора, содержащее связанный с питающей сетью через трехфазный синхронизатор канал управления, состоящий 2О из последовательно включенных генератора пилообразного напряжения ушестеренной частоты, разделительной цепи, порогового элемента с укорачивающей цепью на выходе и связанного с питающей сетью распределителя импульсов управления и источник управляющего напряжения, подключенный на вход порогового элемента(21.

Преимушеством такого устройства управления является его безынерционность, а также то, что импульсы включения всех вентилей трехфазного контактора формируются одним формирователем и далее распределяются по вентилям соответствующих фаз. Такое управление органически обеспечивает равенство углов включения вентилей контактора независимо от разброса или старения как активных, так и пассивных элементов схемы (при постоянном управляющем напряжении задатчика). Это особенно важно в тех случаях, когда устройство является составной частью какой-либо системы автоматического регулирования.

Недостаток известного устройства заключается в узости диапазона регулирования углов включения управляемых вентилей. При трехфазном источнике питания этот диапазон составляет 60 эл. град. (120 — 60 э. град) .

Цель настоящего изобретения — расширение пределов регулирования углов включения управляемых вентилей.

663062

3

Для достижения этой цели устройство для фазового управления трехфазным вентильным контактором дополнительно снабжено аналогичным каналом управления, пороговым элементом и фазосмещателем, причем вход дополнительного канала управления подключен к выходу дополнительного порогового элемента, входом подключенного к выходу генератора пилообразного напряжения первого канала управления, входы фазосмещателя связаны с питающей сетью, выходы его подключены ко входам распределителя импульсов управления дополнительного канала управления, выход источника управляющего напряжения подключен ко входу порогового элемента дополнительного канала управления, а выходы дополнительного канала управления подключены к одноименным выходам первого канала управления.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 изображены эпюры напряжений, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 показано взаимное расположение диапазонов работы каналов.

Устройство содержит синхронизатор 1, подключенный выходом ко входу канала управления 2, состоящий из генератора пилообразного напряжения 3, порогового элемента (ПУ1) 4 и распределителя импульсов управления 5, дополнительный пороговый элемент (ПУ) 6, фазосмещатель 7, источник управляющего напряжения 8 и дополнительный канал управления 9, состоящий из последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения 10, порогового элемента (ПУ II) 11 и распределителя импульсов управления 12.

Включение контактора производится импульсами U алых, АВ, U вых. ВС, Бвьх, Сл, 3S (фиг. 2, з. и, к), вырабатываемыми устройством фазового управления. Действующее значение тока нагрузки регулируется за счет смещения моментов подачи включающих импульсов на управляющие электроды тиристоров относительно их анодных напря- 4о жений.

Входным сигналом устройства управления является трехфазное напряжение питающей сети (фиг. 2,а). Трехфазный понижающий трансформатор, стоящий на входе устройства, на структурной схеме не показан.

Синхронизатор 1 вырабатывает узкие остроконечные импульсы в момент перехода напряжения каждой фазы через нулевое значение. Последовательность синхроимпульсов $p частотой 300 Гц (фиг. 2,б) поступает на запуск генератора пилообразного напряжения 3. Выходное напряжение генератора 3 (фиг. 2, в) подается на разделительную цепь.

Последняя без искажений пропускает огибающую выходного напряжения генератора, устраняя его постоянную составляющую.

В точке Х напряжение с выхода разделительной цепи суммируется с напряжени4 ем U уор источника управляющего напряжения 8.

Это суммарное напряжение (фиг. 2, е) подается на вход порогового элемента 4 с укорачивающей цепью на выходе. Последний вырабатывает узкие импульсы включения, фазовое положение которых может изменяться в пределах 120 † эл. град. полуволн сетевого напряжения в зависимости от величины управляющего напряжения.

Выходные импульсы элемента 4 распределяются по управляющим электродам соответствующих тиристоров распределителем 5. Роль его может выполнять, например, распределитель, представляющий собой три временных селектора импульсов, работа которых основана на суммировании включающих и селекторных импульсов с последующей амплитудной селекцией (2). В этом случае селекторные импульсы каждой из фаз выделяются на индивидуальных нагрузках, включенных последовательно с общей нагрузкой неуправляемых двухполупериодных выпрямителей, подключенных к фазам питающей сети.

Диапазон возможных фазовых положений импульсов включения, вырабатываемых вторым каналом управления, смещен относительно диапазона работы первого канала в сторону больших значений углов включения (фиг. 2). Для надежной работы устройства имеется участок перекрытия диапазонов работы каналов. Смещение диапазона работы второго канала достигается за счет того, что на распределитель 12 подается трехфазное напряжение А В С (фиг. 1); сдвинутое фазосмещателем 7 на 50 эл. град. относительно напряжения сети АВС, а на вход второго канала подаются импульсы, синхронизированные с моментами перехода напряжения А В С через нулевые значения. Сдвинутые импульсы синхронизации частотой 300 Гц (фиг. 2, r) вырабатываются пороговым элементом 6 с укорачивающей цепью на выходе, на вход которого подано выходное напряжение генератора 3.

Выходное напряжение генератора 10 через разделительную цепь подается в точку суммированиями,откуда в сумме с управляющим напряжением источника 8 (фиг. 2, ж) поступает на вход порогового элемента 11 в укорачивающей цепью на выходе. Импульсы включения-, -вырабатываемые элементом 11, распределяются распределителем 12 по управляющим электродам вентилей соответствующих фаз.

Таким образом, на вход пороговых устройств первого и второго каналов управления поступают пилообразные напряжения в сумме с IlocTQHHHblMH составляющими, равными по веЛичине управляющему напряжению источника 8 (фиг. 2, е, ж) .

Порог срабатывания элемента 11 должен быть ниже порога элемента 4 на величину разности мгновенных значений пило663062

5 образных напряжений, поступающих на входы пороговых элементов каналов в момент, соответствующий середине участка перекрытия диапазонов работы обоих каналов. Такой выбор величин пороговых уровней обеспечивает помимо поочередной работы каналов совпадение импульсов включения, вырабатываемых каналами в середине участка их одновременной работы.

С учетом этих особенностей работа устройства управления происходит следующим образом.

При минимальном значении U ynp.максимум пилообразного напряжения превышает уровень срабатывания элемента 11 на величину, обеспечивающую его надежное срабатывание, определяя тем самым положение выходного импульса второго канала на отметке максимального угла включения вентилей (170 эл. град) .

При увеличении управляющего напряжения момент пересечения фронтом пилообразного напряжения порогового уровня, определяющий положение импульса включения, перемещается в сторону меньших фазовых углов. Смещение импульсов включения будет происходить до тех, пор, пока начальное значение пилообразного напряжения не достигнет порогового уровня элемента 11. После этого импульсы включения на выходе второго канала исчезнут.

В момент фазы, равной 120 эл. град. максимум пилообразного напряжения, поступающего на вход элемента 4, достигает порога срабатывания элемента 11 и на выходе первого канала появляются импульсы включения. Однако, в этот момент включение тиристоров производят выходные импульсы второго канала, фаза которых меньше. В середине участка перекрытия диапазонов работы каналов выходные импульсы каналов совпадут и после этого при дальнейшем увеличении U y . включение тиристоров будут происзодить импульсы, выра- батываемые первым каналом.

Широкий диапазон регулирования углов включения вентилей трехфазного контактора позволяет эффективно использовать устройство в быстродействующих системах автоматического регулирования.

Формула изобретения

Устройство для фазового управления трехфазным вентильным контактором, содержащее связанный с питающей сетью через трехфазный синхронизатор канал управления, состоящий из последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения, порогового элемента и связанного с питающей сетью распределителя импульсов управления, и источник управляющего наts пряжения, подключенный ко входу порогового элемента, отличающееся тем, что с целью расширения пределов регулирования углов включения вентилей, оно дополнительно снабжено аналогичным каналом управления, пороговым элементом и фазосмещателем, причем вход дополнительного канала управления подключен к выходу дополнительного порогового элемента, входом подключенного к выходу генератора пилообразного напряжения первого канала управления, входы фазосмещателя связаны с питающей сетью, выходы его подключены ко входам распределителя импульсов управления дополнительного канала управления, выход источника управляющего напряжения подключен ко входу порогового элемента дополнительного канала управления, а выходы дополнительного канала управления подключены к одноименным выходам первого канала управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Писарев А. Л. и Деткин Л. П. Управление тиристорными преобразователями. М., «Энергия», 1975, с. 87.

2. Авторское свидетельство СССР № 171903, кл. Н 02 М 7/12, 1963.

663062 се е уп

Ж

Uynp

8иг4

3 ьи

Ugb г к гоиг. 8

Яиапаоон раБоты 1 канапа

Циаоазон работы доканала

О7иг .7

Составитель О. Парфенова

Редактор Д. Зубов Техред О. Лyroвая Корректор М. Вигула

Заказ 2723/57 Тираж 856 Подписное

ЦН ИИ П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4