Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное

 

Союз Советских

Соцмапмстмческмх

Респубпми

О П И С А Н И Е ()951636 изовгетвния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 05.03.80 (21) 2891580/24-07 с присоединением заявки М(23) Приоритет(51)М. Кл.

Н 02 Р 13/30

ГооудаРствкнный комитет

СССР но делам изобретений н открытий .

Опубликовано15. 08. 82. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 15. 08. 82 (53) УДК 621. 316.

2. 1(088.8) (1

С. П. Лохов, И. В. Верба, Ю. С. Иоффе, В. И. резников и Г. А. Смердов ! J

/. 4,;

Челябинский политехнический институт им.Ленинского комсомола и Запорожское производственное объединение

"Преобразователь" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для регулирования напряжения в цепи первичных обмоток трансформаторов.

Известен регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения, содержащий трансформатор, регу». пирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, формирователи управляющих импульсов, к входам которых подключены вход фазосдвигающего устройства и через запирающие диоды — обмотки трансформатора датчика тока и обмотки трансформатора питающего напряжения (1).

Недостатки преобразователя - повы" шенная сложность из-за наличия датчика тока и отсутствие автоматической подстройки фазы управляющих импульсов, что может привести к насыщению трансформатора при включениях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, регулирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр низших частот, вход которого подключен параллельно регулирующему элементу, репейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса, вход которого соединен с выходом фильтра, и формирователь импульсов для включения тиристоров 12).

Однако подача управляющих импульсов одновременно на оба тиристора снижает надежность преобразователя.

Цель изобретения — повышение надежности.

Цель достигается тем, что в упомянутом преобразователе введены два

951636 логических элемента И и динамический формирователь узких импульсов, фильтр низших частот выполнен в виде двухполярного интегратора, релейный элемент выполнен в виде реверсивного уси- лителя с положительной обратной связью динамический формирователь узких импульсов выполнен в виде логического элемента "Равнозначность", один из входов которого зашунтирован конден- 10 сатором, а другой вход через резистор подключен к первому входу,а также к выходу релейного элемента, к первому входу первого элемента И непосредственно и к первому входу вто- 15 рого элемента И через инвертор, ко вторым входам логических элементов И подключен выход элемента "Равнозначность", а выход каждого из элементов

И связан с управляющим переходом 2g тиристоров через соответствующий канал формирователя импульсов. Для реализации широтно-импульсного регулирования переменного напряжения может быть дополнительно введен блок 25 формирования сигналов запрета, логические элементы И выполнены трехвходовыми, эти третьи входы объединены и соединены с выходом упомянутого блока формирования сигналов за- зв прета.

Переключение релейного элемента в определенную сторону возможно только тогда, когда напряжение на выходе интегратора изменяется в соответствующем направлении, а значит напряжение на тиристорах имеет требуемый знак. Под .действием напряжения релейного элемента в момент его переключения логические элементы и динамический формирователь узких импульсов обеспечивают подачу управляющего импульса только на один тиристор с положительным анодным напряжением, что повышает надежность, но при этом не требуется введения дополнительных сигналов (тока, напряжения питания, напряжения с тиристоров прямо на логические элементы ), кроме уже имеющихся. Преобразователь с блоком формирования импульсов запрета обеспечивает режим импульсного и фазового в сочетании с импульсным регулирования с подачей управляющих импульсов только на тиристоры с положительным на55 пряжением и автоматическую коррекцию фазы управляющих импульсов, что не допускает насыщения трансформатора и также повышает надежность.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя, на фиг.2 диаграммы, гоясняющие его работу.

Преобразователь (см,фиг, 1) содержит трансформатор 1, регулирующий эле. мент 2, выполненный в виде встречнопараллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр 3 низших частот, который выполнен в виде двухполярного интегратора и подключен входом параллельно регулирующему элементу, релейный элемент 4 с регулируемой шириной петли гистерезиса, который выполнен в виде реверсивного усилителя с положительной обратной связью и соединен входом с выходом фильтра, два трехвходовых логических элемента

И 5 и 6, выход каждого из которых связан с управляющим переходом тиристоров (оптотиристоров ) через соответствующий канал формирователя 7 импульсов для включения тиристоров, динамический формирователь 8 узких импульсов, который выполнен в виде логического элемента "Равнозначностьн

9,один из входов которого зашунтиро" ван конденсатором 10, а другой вход через резистор 11 подключен к первому входу, а также к выходу релейного элемента, к первому входу элемента 5 непосредственно и к первому входу элемента 6 через инвертор..Ко вторым входам элементов 5 и 6 подключен выход элемента "Равнозначность", а к третьим входам этих элементов подключен выход блока 12 формирования сигналов запрета Включить и "Отключить" ). Регулирование ширины петли гистерезиса релейного элемента осуществляется сопротивлением 13 на входе реверсивного усилителя.

При работе преобразователя фиг.1 в режиме широтно-импульсного в сочетании с фазовым регулированием диаграммы сигналов имеют вид фиг.2, где а - напряжение сети (u ); б— напряжение на трансформаторе; внапряжение на тиристорах; г — вольтсекундный интеграл напряжения на тиристорах (сигнал на выходе фильтра 3 ), д - вольт-секундный интеграл напряжения на трансформаторе (индукция в его магнитопроводе); е — ток тиристоров; -ж - сигнал на выходе релейного элемента 4; з- напряжение на конденсаторе,10, и - напряжение на выходе блока 12 динамического фор5 95163 мирования сигналов запрета; л - сигнал на выходе элемента 5; и - сигнал на выходе элемента 6.

Переключения релейного элемента

4 (фиг.2ж} происходят под действием напряжения на выходе интегратора 3 в моменты времени, зависящие также от ширины петли гистерезиса 2, величина которой плавно регулируется сопротивлением 13. На фиг, 2г и д !о эти моменты выделены точками. При включениях тиристоров в эти моменты времени исключается возможность насы-,, щения магнитопровода трансформатора, а его индукция В сразу после включе- 15 ния изменяется пропорционально вольтсекундному интегралу напряжения сети ф, смещенному на величину ширины петли гистереэиса релейного элемента при соответствующем выборе пос-gg тоянной интегрирования Т. т Ч,-d =7 Iuñ =d 4) Формула изобретения

1. Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, регулирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр низших частот, вход которого подключен параллельно регулирующему элементу, релейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса, вход которого соединен с выходом фильтра, и формирователь импульсов для включения тиристоров, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два логических элемента И и динамический формирователь узких импульсов, фильтр низших частот выполнен в виде двух" полярного интегратора, релейный элемент выполнен в виде реверсивного усилителя с положительной обратной связью, динамический формирователь узких импульсов выполнен в виде логического элемента ",Равнозначность", один из входов которого зашунтирован конденсатором, а другой вход через резистор подключен к первому входу„ а также к выходу релейного элемента, К первому входу первого элемента И непосредственно и к первому входу второго элемента И через инвертор, к вторым входам логических элементов

И подключен выход элемента "Равнозначность", а выход каждого из элементов И связан с управляющим переходом тиристоров через соответствую" щий канал формирователя импульсов.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, .что в него введен блок формирования сигналов запрета, логические элементы И выпол" нены трехвходовыми, эти третьи входы объединены и соединены с выходом упомянутого блока формирования сигналов запрета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 505011, кл. G 05 F 1/30, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 350110, кл. Н 02 М 5/22, 1970.

На фиг. 2д штриховые линии пост- 25 роены в соответствии с выражением(1) .

В момент любого переключения релейного элемента на выходе динамического формирователя 8 импульсов фор-: мируются узкие импульсы (фиг.2и). При команде "Отключить фиг. 2к) на вын зо, ходе блока 12 эти импульсы не проходят через логические элементы 5 и

6 на формирователь 7 импульсов. При команде "Включить" и положительном сигнале на выходе элемента 4 этог им-З5 пульс проходит через элемент 5 (фиг.2л), а при нулевом (отрицательном )- через элемент 6(фиг.2м). Этим обеспечивается подача управляющего

40 импульса только на соответствующии тиристор без введения дополнительных сигналов, что повышает надежность. Как видно из диаграммы фиг.2е, л,м при этом возможен пропуск подряд двух полуволн тока одного знака

45 без насыщения магнитопровода транс" форматора и включение только определенных тиристоров. Кроме того, поскольку работа преобразователя синхронизирована напряжением тиристоров, то5О возможно его включение в трехфазные цепи, в статорные и роторные обмотки асинхронных двигателей.

Таким образом, в предложенном преобразователе повышается надежность 55 и обеспечивается широтно-импульсный

6 6 режим регулирования. с автоматической подстройкой фазы управляющих импульсов.

951636 !

Ъ

s)

n) я )

/1

ВНИИПИ Заказ 5969/72 Тираж 721 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4