Устройство управления тиристорным коммутатором переменного тока

 

ФВСИ. ОИЗЧАЙ

Союз Советскин

Соцналнстмческих

Республик 7331О6

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (51) М. Кл.

Н 03 К 17/72 (22)Заявлено 22.11.77 (21} 2545898/18-21 с присоединением заявки ¹ (28) Приоритет

Гееудерстееннмй квинтет но делам нэебретеннй и атнрмтнй

Опубликовано 05.0580. Бюллетень J% 17

jl,àòà опубликования описания 0505.80 (53 ) УД К 621373.

5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Бобров и Л. Я. Новиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ

КОММУТАТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к тиристорным коммутаторам переменного тока, может быть использовано, например, для управления тнристорными коммутаторами с трансформаторной нагрузкой.

Известно устроиство управления тиристорным.коммутатором переменного тока (1l, содержащее элементы синхронного управления тир истором. то

Оно не обеспечивает ограничения броска тока через тиристор и нагрузку в момент включения.

Известно также устройство управления тиристорным коммутатором переменного тока, содержащее усилитель-формирователь импульсов запуска, выход которого подключен к управляющему переходу тиристора, управляемый формирователь задержанных импульсов, импульсный вход которого соединен с формирователем синхроимпульсов, подключенным к сети питания, а управляющий вход — к первому выходу источника линейно нарастающего сигнала, и источник управляющего сигнала (21

Недостаток рототипа — невысокая надежность из-за броска тока при включении нагрузки.

Цель предложения — повьнйение надежности путем исключения броска тока при включении нагрузки.

С этой целью в устройство управления тнристорным коммутатором переменного тока, содержащее усилитель-формирователь, выход которого подключен к управляющему переходу тиристора, управляемый формирователь задержанных импульсов, импульсный вход которого соединен с формирователем сннхроимпульсов, подключенным к сети питания, а управляющий вход — к первому выходу источника линейно нарастающего сигнала, и источник управляющего сигнала, введены элемент И, пороговый элемент и элемент ИЛИ, выход которого подключен ко входу усилителя формирователя, первый вход — к выходу управляемого формирователя задержанных импульсов, второй и третий входы — к прямому и инверсному выходам порогового элемента, а четвертый вход — к импульсному входу формирователя задержанных импульсов, сосднненномч с форми733106

10 рователем синхроимпульсов через элемент И, второй вход которого соединен с выходом источника управляющего сигнала и со входом источника линейно нарастающего сигнала, ко второму выходу которого подключен вход порогового элемента.

Структурная электрическая схема предложенного устройства приведена на фнг. 1; на фнг. 2 приведены временные диаграммы напряжений в точках схемы.

Устройство содержит подключаемый к сети переменного тока формирователь синхроимпульсов 1, соединенный с первым входом элемента И 2; управляемый формирователь задержанных импульсов 3, импульсный вход которого соединен с выходом элемента И 2, источник управляющего сигнала из RS-триггера 4 и кнопок управления 5 и 6, выход которого соединен со вторым входом элемента

И 2, источник линейно-нарастающего сигнала, состоящий из интеграторе 7 и генератора тока 8, причем вход интегратора 7 подключен к выходу RS-триггера 4, а выход — к управляющему входу управляемого формирователя задержанных импульсов, пороговый элемент 9, вход которого подключен ко второму выходу источника линейно нарастающего сигнала, элемент 2И-ИЛИ 10, первый вход которого соединен с выходом управляемого формирователя эадержаннных импульсов, второй вход — с инверсным выходом порогового элемента, третий вход — с выходом элемента И 2, четвертый вход — с прямым выходом порогового элемента, а выход — с входом усилителя-формирователя 11, подключенного к управляющему переходу тиристора 12, включенного последовательно с трансформаторной нагрузкой 13 в цепь источника переменного тока.

Устройство работает следуюшим образом, Синусоидальное напряжение сети (фиг. 2, а) поступающее на формирователь синхроимпульсов 1, преобразуется в импульсы (фиг. 2, б), совпадающие с началом каждого полупериода напряжения сети и имеющие длительность, достаточную для включения тиристора 12. Эти импульсы поступают на первый вход элемента И 2. В отключенном состоянии на второй вход элемента И 2 приходит сигнал логического "0" с прямого выхода тритгера 4. Поэтому на выходе элемента 2 сигнал также имеет уровень логического "0", в результате чего импульсы запуска тиристора 12 отсутствуют.

При этом выходное напряжение интегратора 7 и выходной ток генератора 8 равны нулю, сигнал на прямом выходе порогового элемента 9 соответствует логическому "0".

При подаче кнопкой 5 команды "Вкл. (фиг. 2, в) на S-вход триггера 4 сигнал логической "1", поступающий с его прямого вы15

ЗО

Д хода на второй вход элемента И 2, разрешает прохождение импульсов с формирователя синхроимпульсов 1 на первый вход управляемого формирователя задержанных импульсов 3 и на третий вход элемента 2И вЂ” ИЛИ 10. Формирователь 3, запускаемый передним фронтом входных сигналов, вырабатывает импульсы, сдвинутые к концу полупериодов напряжения сети (фиг. 2, г), которые поступают на первый вход элемента 2И вЂ” ИЛИ 10.

С триггера 4 сигнал логической "1" поступает также на интегратор 7, разрешая его работу, В течение определенного промежутка времени напряжение на выходе интегратора (фиг. 2, д) плавно изменяется от 0 до максимального значения. Одновременно с этим плавно изменяется от 0 до максимального значения и выходной ток генератора 8, подключенного к времязадающей цепи управляемого формирователя задержанных импульсов 3 через его второй вход, При увеличении разрядного тока времязадающей пепи величина задер>кки импульсов постепенно уменьшается, в результате чего передний фронт выходных импульсов перемешается от конца к началу полупериодов напряжения сети.

В процессе повышения выходного напряжения интегратора 7 от 0 до некоторого уровня, соответствующего порогу срабатывания порогового элемента 9, сигнал на прямом выходе порогового элемента (фиг. 2, е) равен логическому "0". Этот сигнал запрещает прохождение на выход элемента 2 И вЂ” ИЛИ 10 (фиг, 2,ж) импульсов с элемента И 2, На выход элемента 2И вЂ” ИЛИ 10 проходят импульсы с управляемого формирователя задержанных импульсов 3, что обеспечивается сигналом логической

"1", поступающим на второй вход элемента 2 с инверсного выхода порогового элемента.

После того как напряжение на выходе интегратора 7 достигнет порога срабатывания порогового элемента 9, сигнал логической "1" охватывается на его прямом выходе, и на выход элемента 2И вЂ” ИЛИ 10 начинают проходить импульсы с элемента И 2, передний фронт которых не имеет задержки относительно начала полупериодов напряжения сети.

С элемента 10 импульсы поступают на усилитель-формирователь 11. Здесь формируются импульсызапуска тиристора 12 (фиг. 2, з), синхронизированные передним фронтом выходных импульсов. На выходе усилителя-формирователя 11 получаются сигналы, задержка которых относительно начала полупериодов напряжения сети постепенно уменьшается до нуля, в результате чего угол включения тиристора 12 уменьшается от величины, близкой к 180, до 0.

При подаче кнопкой 6 команды "Выкл . на прямом выходе триггера 4 сигнал становится равным логическому "0", поступление импульсов через элемент И 2 прекращается, и тиристор 12 выключается. Одновременно с этим интегратор 7 сбрасывается в нуль, пороговый элемент 9 переключается в первоначальное состояние, и устройство подготавливается к следующему циклу включения.

Таким образом, при включении устройства 1О нагрузка, например, трансформатор постепенно выводится на питание номинальным напряжением сети (фиг. 2, и). При этом имеет место переходный процесс, характеризующийся

- последовательностью частных циклов перемагничивания трансформатора, определяемых амплитудой и длительностью импульсов напряжения, который завершается выходом трансформатора на рабочий цикл перемагничивания.

Благодаря частным циклам перемагничивания ток включения трансформатора ограничивается на заданном уровне, например, на уровне тока, коммутирующего тиристора. Это способствует повышению надежности устройства в целом, позволяет полнее использовать по мощности как тиристор, так и трансформатор.

Формула изобретения

Устройство управления тиристорным коммутатором переменного тока, содержащее усили733106 6 тель-формирователь, выход которого подключен к управляющему переходу тиристора, управляемый формирователь задержанных импульсов. импульсный вход которого соединен с формирователем синхроимпульсов, подключенным к сети питания, а управляющий вход — к первому выходу источника линейно нарастающего сигнала, и источник управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, C целью повышения его надежности путем исключения броска тока при включении нагрузки, введены элемент И, пороговый элемент и элемент

2И вЂ” ИЛИ, выход которого подключен ко входу усилителя-формирователя, первый вход— к выходу управляемого формирователя задержанных импульсов, второй и третий входы— к прямому и инверсному выходам порогового элемента, а четвертый вход — к импульсному входу управляемого формирователя задержанных импульсов, соединенному с формирователем синхроимпульсов через элемент И, второй вход которого соединен с выходом источникауправляющего сигнала со входом источника линейно нарастающего ситнала, ко второму выходу которого подключен вход порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 3569999, кл. 307 — 252, 30 1971

2. Авторское свидетельство СССР У 488302, кл. Н 02 P 13/16, 07.06.73 (прототип).

733106

Составитель Г. Гении

Техред М. Петко

Редактор Б. Федотов

Корректор 10 Макаренко

Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1768/47

Филиал!1ПЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4