Способ управления электронным вентилем и устройство для его реализации

 

О П И С А Н И Е (, 736347

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскык

Социалыетычеекык

Республик

{6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 18.11.77 (21) 25 15075/24-07 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования писания 28 05 80 (51)/Й. Кл.

Н 02 P 13/16

Гюцщнрстввнвй квинтет

COCP ан аннам нзвйрвтвннй н аткрытнй (53) УЙ K 62 1.3 16. .727(088.8) И. Г. Хомский, В. Э. Верховская и B. С. Ляпая в (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМ ВЕНТИЛЕМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к промышленной электронике, а именно к высоковольтныи преобразователям тока, и может быть использовано в линиях электропередач постоянного тока высокого напряжения и в

5 источниках реактивной мощности с электронными вентилями.

Известны преобразовательные устройства, в которых применяется электронная лампа практически без потребления тока в цепи управления в качестве элемента зашиты от коротких замыканий в цепи нагрузки и как последовательный регулирующий элемент (11 .

Если в относительно маломощных

15 установках в качестве ключа применяются триоды с левыми анадно-сеточными характеристиками, то при увеличении мощности возйикает необходимость применения мощных модуляторных ламп, а также электроннолучевых вентилей, в которых мощность цепи управления может составить значительную величину, что является недостатком известных устройств.

Известен способ управления электроннснучевьм вентилем, в соответствии с которым подают импульсы напряжения, сразированные " анодным напряженном и имеющие необхрдимую для работы преобразователя длительность, на сетку указанного вентиля и стабилизируют управляющий импульс по току на время нроводяшего состояния вентиля с целью снижения мощности, выделяемой на сетке 2 .

Устройство, реализующее указанный способ, содержит датчики тока вентиля н падения напряжения на вентиле с пороговым элементом на выходе, блок питания управляющего электрода, включающий в себя источник питания и соединенный последовательно с ним управляемый mrrom, в частности в виде электронной лампы, в сеточной цепи которой включены источник отрицательного смешения и источник управляющего сигнала. Прн этом датчики тока вентиля и падения напряжения на нем через схему логического умножения связаны с цепью управления указанного управляемого ключа Р).

При этом способе мощность управления вентилем при малых токах нагрузки снижается пропорциональио уменьшению нанряже ня управления; однако в стаби-лизируюп(ем элементе выделяется значнтс11ьная мощность, что делает ус",гройство для управления электронным Вентилем излишне громоздкой и снижает ее 1î

КПД. Между тем сохранение величины тока;ч1равле1пля pBBKQ B номинально и !%pal спиже1ПЛИ ТОКа аНОда НЕ Вь(ЗЫВаЕТСя пеОбхОдих(остью .

ПГ ЛЬ 1ЛЗСтбРЕТЕНИЯ УМЕ1Пг1(1Е1ПЛЕ П(.ТЕРЬ () !1tlCC 1Ë На УПРаВЛЯ«тСЩЕМ Эт(ЕК 1РОДЕ ВЕНЦЕ"«1т « «(РВВ Е(ПЛЯ, К гэац(1а11 ПЕЛЬ ДОСТИГаЕТСЯ тЕМ, ЧТО! ., "а («1И11У ТОКИ «JIIO BI« JIOI(«Iß Ьтз«г(ЕНЯ(С Т ПРСI! РЦ1((оца11Ь1Ю ИЗМЕНЕНИЮ ВЕ1тт(ЛИНЫ Тона ?Я а, гда, Ц,(1Я Э 1О1"Q В $ СТР(УИСrBO УПРав.(1ЕБИг(1 .-(: 1 -К- Ii oo!1! II !-;,Л ВЕН т1111Е:,I, CO(1(1.".:;;ДШЕЕ (,* Л(тттх (((ТД1;ПЯ УПРаВЛЯЮЩЕГО ЭЛЕ ::."-(ОДД, ВКЛ1СЧИ1О.:.!!!i в себя источник пита(п(п Ii соед1п(ен=; «Ю ПСС11ЕДСВаТЕЛЬНО С Н1(.Л Э1(СКТР((1ЛНУ(О, (, (;„(ПУ С ИС Тот(! ЬНКСМ ОТРИЦД ("ОЛЬЦСГ(т (;МЕШЕ, j:"«(И ИСТОЧ1ПП(СМ 5IIPBBJjl!!OIUOI Гг CKCÍBËB

1 СЕТСЧ1Юй цЕ(П1, ДатЧПт. я«Экю ВЕНтиу-„я, Д 1тти(К НанрЯЖЕПИЯ Па !BOII I(JIB С ПорС(ГОВЫ(тЛ

-, ((:ъ,1(т(т(т1т, т«а BIg!J(OQO (1 (глот(Л(» 1(т(ЕСКО1 С 30

",.л(0:1(е1««лЯ (Iio!ÎIII-.I котОРОго с11изань1 с (:а(>QI«(ты((1((— атттт1«-аМИ ВТЗ(т;((ттт РЕГ ".JIIQ (",емььй 1(cточ1пг(Нос тс1пп(ого па11ряяе1пля с двумя входшм11; электричocEH рязв1(зйн"

МИ С ВЫХОДОМ, ВтКЛточе1(Ц1«1й B ЦЕПЬ СЕТ1Д

736347 4 ч(Q61 (при j .:Дьl(ol(oí!ù тока анод(1 !.

В 111(апа;Зон(«От О дО НОминаль1юГО значения 3((„ток управления не выходил за пределы точек, соответствую(цих резкО1 (у Вазрастани1О зависимости

= f(0. ),- Эта область лежит на пересечении луча (11 с кривыми ((. При этом Обеспечивается приблизительная пропорциональность (линия м ) между током анода (1О, ) и током УпРавления (1„) .. Таким Образом, j!pII регулировании

VQKB BBO1IB СТ НОМИНаЛЬНСГО ЗНаЧЕНИЯ г

GI до нуля ток управления il будет приУ близительно линейно уменьшаться.

Устройство, реализующее предлагае1льп(способ управле1пля содерж1(т источ ник 1„подключенный через ЭЛВ 2 к нагрузке 3. Цепь упраъляющего электрода 4 ЗЛВ через электронную лампу 5 поиаиочена к источнику.6. В цепь сетки ла1 п(ы 5 Вкгцсчены источ1плк управления 7, ИСТО«111ИК ОтРИЦатЕЛЬНСГО СМЕЩЕНИЯ 8 И регу ««(ру(- мы и исто=-пик пссъзянного напряжения 9, 1п(леюший два входа 1(г и 11. 1-1а вход 1О поступает сигнал с датчика. «стка вентиля 12, а на Вход 11 — c датчика 13 напряжения на вентиле. Между датчиком напряжения

3 3 и входом 11 регулируемого ис.точника псстояннсго напряжения включено пороговое устройство 14, и блок логического умножения И 15, второй вход которого подключен к выходу датчика тока 12. тКДЗВННОй ЭЛЕКтрСППОй ЛЭ1:(ПЬ1 jOCПЕдова..ЕЛЬПО С ИСТОЧ1ПП(СМ ОТПИ((а (.ЕУП НОГО СМЕ (ДЕ1ПЛЯ(ПРИЧЕМ К Og!IOЬ!У ПЗ У(тСМЯПУТЫХ (1ХСДСВ ПСДКЛ(ОЧЕ11 ВЬ,j(O ДЯТ П:KB ТГ«Ка, а к другому — вь(хэдт блока логического умножения „

На фиг. 1 приведены экспеп1п1 нталь11Ь1Е ХарактЕ«гяст1П(11 ЭII(=.I(rpOIIIIOJ .J(!913ol"О

Бент1лля (ЭЛВ); 11а;Ь(г. 2 — устгсйствс, роаЛИЗтдстт(ЕЕ ПрЕГЛВГарт.1Ь(й СПОС06:; На фиГ 3 — анодносетот(пая xBpBI(to((истика используемой в устройстве электронной лампы. (Как Видно из характеристик, приведен50 ных HB фиг ° 1, 1 де 1 -кривь1е заВисимости анодного тока о«анодного напряжения 1, =1 ((.1„) при разных значениях упрывляю1цего напряжения; П кривые зависимости тока управляющего электрода от анодного напряжения

У

>4 (U 1 при разных значениях управляюИ О/ щего напряжения, можно выбрать рабочую область ф ЗЛВ та1жм образом, Устройство работает следующим образом. Сигнал Ll (см. ф1(г.3) превыС1Л

11(ает напряжение отсечки О, . При подаче сигнала (.1(со схемы управления 7

У лампа переводится в режим начальной проводимости с током управления вентиля (анодным током лампы 5) у„, При этом через вентиль чачнет проходить небольшой ток 1, и с датчика тока поступит разрешающий сигнал на схему

И 15, одновременно при малом анодном . токе резко возрастет напряжение на вентиле, которое превысит напряжение устан.устройства 1 4-. Схема И сработает и выдаст сигнал на регулируемый источник постоян:п1гс напряжения 9 и его напряжение (индекс указывает на обратную связь пс напряже1ппс) переведет лампу 5 в режим насыщения при максимальном токе ( У

Анодный ток вентиля 1 „при этом установится в соответствии с величинами напряжения источника 1 и сопротивления

5 736347 нагрузки 3. Далее практически одновременно последует 2 процесса: напряжение на выходе источника 9 дополнительно увеличится на величину Uoc(3) из-за обратной связи по току и ул еньшится ня величину Ц (U) так как напряжение на вентиле при увеличении анодного тока упадет ниже напряжения уставки порогового устройства 14. Таким образом, установится рабочий режим, соответствующий О току управления I, (3 При необхоI димости дальнейшего уменьшения тока „ ток управления будет также уменьшсть— ся под действием обратной связи по току.

Если же по условиям анодной цепи вен— тити потребуется увеличение тока iä то будет повторяться механинзм работы схемы, описанный выше.

Предлагаемое устройство обеспечивает оптимальный режим управления электрон— ным вентилем в схеме коммутатора постоянного тока при регулировании тока нагрузки в ццгроком диапазоне. Расчеты показывают, что применение такого способа в электронных коммутаторах обеспечивает значительный экономический эффект за счет снижения потерь в цепях управления и возможности применения менее мощных и более дешевых элел ентов выходных цепей в схеме управления.

Формула изобретения

1. Способ управления электронным вентилем, сосгоящий в том, что подают напряжение постоянного тока, на его управляющий электрод и воздействуют на величину тока управления, о т л и— ч а ю ш и и с я тем, что, с целью умецьшения потерь мо цности HQ управляющем электроде и в цепи управления, величину тока управления изменяют пропорционально изменению величины тока анода.

2. Устройство для реализации способа управления электронным вентилем по и. l, содержащее блок питания управляющего электрода, включающий в себя источник п тания и соединенную последовательно с ним электронную лампу с источником отрицательного смещения и источником управляющего сигнала в сеточной цепи, датчик тока вентиля, датчик напряжения на вентиле с пороговым элементом ча выходе и блок логического улшомгеш:я, входы которого подключецы соответственно к датчику тока и пороговому элементу, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в него введен регулируемый источник постоянного напряжения с двумя входами, электрически развязанными с выходом, включенный в цепь сетки указанной. электронной лампы последовательно с истотпп<ом отрицательного смещения, причем к одному из упол янутых входов подключен выход датчика тока, а к другому — выход блока логического умножения.

Источники информации, принятые Во в .пманце прп экспертизе

1. Патент СШЛ Y 3546606, кл. 328-267, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по,заявке . 4 2376896/07, кл. Н и2 Р 13/16, 1976, 3. Авторское свидетельсгво СССР по заявке . м 2378708/07, кл. Н 02 Р 13/16, 1976.