Устройство для формирования импульсов управления

 

Союз Советскик

Социалистическик реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««881947 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву No 465700 (51)М. Кл. (22) Заявлено 26.03.79. (21) 2741375/24-07 с присоединением заявки №Н 02 M 1/08 Ьеудерстеекный комитет

CCCP

10 делам нэебретеннй и еткрнтнй (23) П риоритет—

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень ¹ 42 (53) УДК 621.373..5 (088.8) Дата опубликования описания 15.11.81

О. И. Новиков и А. М. Смирнов (72) Авторы изобретения

1 -

i .

Уральское отделение Всесоюзного ордейа Трудового Красного

Знамени научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике, предназначено для получения им пульсов напряжения, которые могут быть использованы для отпирания тиристоров, По основному авт. св. № 465700 известно устройство для формирования имS пульсов управления, которое содержит две идентичные ячейки, каждая из которых выполнена в виде последовательной цепочки из зарядного диода и накопительного кон10 денсатора и подключенной к одной иэ вторичных обмоток питающего трансформатора и к соответствующему тиристору, анод которого подключен к катоду зарядного диода, а катод связан через общий для обеих ячеек коммутирующий конденсатор с точ15 кой соединения вторичной обмотки питающего трансформатора и накопительного конденсатора ячейки, первичная обмотка abKoAHo» го трансформатора включена между катодом одного иэ тиристоров и общим коммутирую20 щим конденсатором (ф

На вторичных обмотках выходного трансформатора получают импульсы напряжения экспоненциальной формы со сдвигом по фазе 180 эл. град. Во всем диа . пазоне изменение угла регулированияo(+зы формируемых импульсов их длительность составляет 1„= Я.

В свою очередь постоянная времени L цепи формирования определяется емкостью накопительных конденсаторов, коммутирукьщего конденсатора и сопротивлением нагрузки (цепи управляющих электродов mристоров преобразователя), подключенной к вторичным обмоткам выходного траноформатора.

При управлении работой преобразовательной установки Импульсами напряжения, имеет место режим, когда на управляющих электродах ее тиристоров сохраняется положительное напряжение, при от»рицательном напряжении на анодах этих тиристоров. Длительность этого режима зависит от соотношения между угл.ам регулирования o(постоянной времени ., угловой частотой и) переменного напряжения, питающего преобразовательную уста3 881947 новку. При изменении угла регулирования от 180-Зи "до 180 эл. град. длительность этого режима увеличивается от нуля до 3f.

В этом режиме в тиристорах преобразовательной установки увеличиваются потери от обратного тока, появляется дополнительный их нагрев, ухудшаются условия запирания тиристоров. В результате этого ухудшаются условия работы тиристоров, увеличивается вероятность их повреждения, что 10 в целом снижает надежность преобразовательных установок, и повышает расход электроэнергии.

Цель изобретения - повышение надежности и КПД.

Поставленная цель достигается тем, что устройство по авт, св, % 465700 снабжено генератором импульсов и дву полярным ключом, при этом вход генератора подключен к перви ной обмотке 20 питающего трансформатора, вход генератора соединен со входом ключа, а выход этого ключа подключен параллельно, первичной обмотке выходного трансформатора.

В качестве генератора может быть использовано устройство, которое обеспечивает получение импульсов в моменты прохождения синусоидального напряжения через нуль.

ЗО

Йвуполярный ключ может быть выполнен на симисторе, двух тиристорах, включенных встречно-параллельно, или в виде . диодного моста и тиристора, подключенно: го к его выходу.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит питйоший трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, вторичными обмотками 3 и 4, зарядные диоды 5 и 6, накопительные конденса40 торы 7 и 8, формируюшие тири стор ы 9 я 10, выходной трансформатор 11 с первичной обмоткой 12 и вторичными обмотками 13 и 14, диоды 15 и 16, коммутирующий конденсатор 17, двуполярный ключ 18 с диодным мостом 19 и тиристором 20, генератор 21.

На фиг. 2 показаны временные диаграммы, которые поясняют работу предлагаемого устройства в режиме, Korea

180 3 сд1 (aC (180 эл. град.

На временных анаграммах приняты следующие обозначении:

U - напряжение первичной обмотки 2 питающего трансформатора 1

Ц,!1 - напряжение на накопительных конI дэнсаторах 7, 8j

U - напряжение первичной обмотки 12 выходного трансформатора 11;

0ц.- напряжение на коммутирующем конденсаторе 17;

U<<- напряжение на выходе генератора 21.

Рассмотрим работу устройства, начиная с. момента времени Й„, который соответствует началу проводящего для зарядного диода 6 полупериода напряжения первичной обмотки 2 питающего транс форматора 1.

B момент 1 заканчивается процесс формирования импульса напряжения, который начался в предыдущий полупериод напряжения первичной обмотки 2 питающего трансформатора 1, В момент t напряжение вторичной обмотки 4 питающего трансформатора 1 становится равным напряжению накопительного конденсатора 8 и он начинает заряжаться по цепи: вторичная обмот ка 4 питающего трансформатора 1 зарядный диод 6. Если конденсаторы 7, 8 и 17 имеют одинаковую емкость, то накопительный конденсатор 8 заряжается в течение этого полупериода от напряжения, равного 1/4 амплитуды U форми-. руемых импульсов напряжения до амплитудного значения синусоидального напряжения вторичной обмотки 4 питающего трансформатора 1, равного 3/4 Uq .

В этот же полупериод в момент соответствующий углу регулирования, ( фазы формируемых импульсов, .открывает ся формирующий тиристор 9 и начинается заряд заряженного в предыдуший полупериод до напряжения 3/4 Ои накопительного конденсатора 7 по цепи: фор мируюший тиристор 9 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11— предварительно заряженный до напряжения 1/4 Ц, коммутирующий конденса« тор 17.

В момент t, который соответствует окончанию рассматриваемого полупериода и началу следующего полупериода питаюшего напряжения, на выходе генератора

21 появляется импульс напряжения, который поступает на вход ключа 18, образованный управляющим электродом тиристора 20. Тиристор 20 отпирается и первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 шунтируется цепью, образованной тиристором 20 и двумя диодами моста 19.

В результате этого постоянная времени цепи формирования уменьшается практически до нуля, процессы разряда конденсато881947 ра 7 и перезаряда. конденсатора 17 ускоряются и заканчиваются в момент

После окончания разряда накопительного конденсатора 7 напряжение между ним и коммутирующим конденсатором 17 распределяется согласно их емкостям и в раосматриваемом случае имеет величину, равную 1/4 0и

За счет энергии, накопленной конденсаторами 7 и 17, на первичной обмотке 10

12 выходного трансформатора 11 формиру ется импульс напряжения амплитудой U»t ,который имеет длительность, меньшую ЗГ и полярность, обратную полярности .предыдущего импульса на этой же обмотке.

Следующий полупериод питающего напряжения, который начинается в момент 1 является проводящим для зарядного диода

5. В момент 1 этого полупериода начинает заряжаться накопительный конденсатор »0

7 по цепи: вторичная обмотка 3 питающего трансформатора 1 — зарядный диод 5.

Накопительный конденсатор 7 заряжается в течение этого полупериода от напряжения, равного 1/4 Ои,до амплитудного значения изменяющегося по синусоидальному закону напряжения вторичной обмотки 3 питающего трансформатора 1, равного 3/40», °

В этот же полупериод в момент t соответствующий утлу регулирования a( фазы формируемых импульсов, открывается формирующий тиристор 10 и начинается разряд заряженного в предыдущий полупериод до напряжения 3/4 О»» накопительного конденсатора 8 по цепи: формирующ»сй тиристор 10 - предварительно заряженный до напряжения 1/4 О„в предьсдущий полупериод коммутирующий конденсатор 17 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11.

B момент t окончания рассматриваемо т

ro полупериода питающего напряжения на выходе генератора 21 появляется импульс напряжения, которым отпирается тирис тор 20 ключа 18. В результате этого первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 закорачивается и процесс формирования импульса заканчивается.

Таким образом, за счет энергии, запасенной накопительным конденсатором 8 и коммутирующим конденсатором 17, формируется Hs первичной обмотке 12 выход ного трансформатора 11 импульс напряжения амплитудой Н„и длительностью tq<3L.

При очередном отпирании формирующих тиристоров 9 и 10 происходит разряд накопительных конденсаторов 7 и 8 и перезаряд коммутирующего конденсатора 17.

При этом, к первичной обмотке 12 выходного трансформатора 11 прикладывается поочередно разнополярные импульсы напряжения. При 180 - 3rd L (a(<180 эл. град. длительность этих импульсов напряжения укорочена и меньше 3 (. Импульсы напряжения одной полярности передаются в нагрузку, подключенную через диод 15 к вторичной обмотке 13 вьасод ного трансформатора 11. Импульсы другой полярности поступают в нагрузку, которая подключена через AHOA 16 к вторичной обмотке 14 выходного трансформатора 11.

Панные преимущества устройства достигаются тем, что у импульсов напряжения на вторичных обмотках 13 и 14 выходного трансформатора 1 1 длительность уменьшается при углах регулирования 180- 3с,с) 7 (aC (180 эл. град.

Формула изобретения

Устройство для.формирования импульсов управления по авт. св. hb 465700, о т л и ч а ю щ е е с я тем» что, с целью повышения наденсности и КПД, оно снабжено генератором импульсов напряжения и двуполярным ключом, причем вход генератора подключен к первичной обмотке питающего Т трансформатора, выход генератора соединен со входом ключа, а выход ключа подключен параллельно первичной обмотке выходного трансформа тора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М. 465700, кл. Н 02 M 1/08, 1973.

881947

1 2 4 4 ФХ

put. 2

Составитель О. Наказная

Техред М.Рейвес

Редактор М. Хома

Коррект ф О. Билак

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9993/83 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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