Устройство для синхронизации с напряжением сети

 

ОПЙС

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к (22) Заявлено 16.04.81 с присоединением заявк (23) Приоритет—

Опубликовано зо

Дата опубликован

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В.A.Êoðoâ

Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени институт горного дела им.A..A..Скочинского (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ С НАПРЯЖЕНИЕИ

СЕТИ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в однофазных системах синхронизации устройств управления тиристорными преобразователями и телемеханических устройств..

Известны устройства для синхронизации с сетью, содержащие усилитель и выпрямитель, к выходу которого подключена цепь иэ последовательно соединенных индуктивности и двух резисторов, средняя точка которых подключена к базе транзистора (1).

Однако данные устройства характеризуются недостаточной точностью и защищенностью от импульсных помех, создаваемых в сети при работе тиристорных преобразователей.

Наиболее близким к предлагаемому по средствам и достигаемому результату является устройство для синхронизации с напряжением сети, содержащее диодный выпрямитель, выход которого подсоединен через резистор к первому входу нуль-органа, подсоединенного вторым входом к среднему выводу первого реэистивного делителя напряжения, крайние выводы которого соединены с клеммами для подключения источника питания, второй резистивный делитель напряжения, конденсатор и клеммы для подключения тиристора с последовательно соединенной нагрузкой (2 .

Недостаток известного устройства состоит в невысокой точности и помехозащищенности.

Цель изобретения — повышение точности и помехоэащищенности устройства ð для синхронизации с напряжением сети.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве выход нуль-органа соединен через второй делитель напряжения с клеммой для подключения управляющего электрода тиристора, а конденсатор подсоединен своими выводами соответственно к клеммам для подключения катода тиристора и источника питания.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для синхронизации с напряжением сети.

Устройство содержит выпрямитель

1, нуль-орган 2, тиристор 3, первый

4 и второй 5 делители напряжения на резисторах, первый 6, второй 7 и третин 8 резисторы и конденсатор 9.

Резистор 6 служит для ограничения входного тока нуль-органа, первый делитель напряжения 4 определяет порог, его срабатывания. Второй делитель

970590 напряжения 5 ограничивает токи нагрузки нуль-органа и управляющего элект- рода тиристора 3. Резисторы 7 и 8 являются нагрузкой тиристора 3. Конденсатор 9 заряжается при закрытом тиристоре через резистор 8 и разряжает- з ся через резистор 7 при открывании тиристора. С резистора 7 снимается импульс во время разряда конденсатора

9 и подключается во внешнюю цепь .

Устройство синхронизации с напря- 1Î жением сети работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал на выходе нуль-органа 2 отсутствует ! вследствие наличия запирающего напря- 15 жения,подаваемого на его второй вход, тиристор 3 заперт, конденсатор 9 заряжен через резистор 8, сигналы на выходе устройства (на резисторе 7) отсутствуют.

При подаче на вход синусоидального напряжения на выходе выпрямителя 1 формируется двухполупериодное выпрямленное напряжение, которое через резистор 6 подается на первый вход нуль-органа 2. На второй вход нуль-органа 2 подается напряжение с делителя 4, которым устанавливается порог срабатывания нуль-органа.

При превышении входным напряжением величины порога срабатывания нульорган переключается и на его выходе формируется пряМоугольный импульс.

При снижении входного напряжения ниже порогового нуль-орган восстанавливает свое исходное состояние и 3 на его выходе импульс исчезает. С выхода нуль-органа прямоугольный импульс через делитель 5 подается на управляющий электрод тиристора 3, который открывается, и конденсатор

9 разряжается через тиристор 3 и резистор 7, на котором выделяется импульс синхронизации. Величины резисторов 7 и 8 .выбираются такими, чтобы ток, проходящий через тиристор 4

3, был меньше тока удержания тиристора.

Высокая точность фиксации нулевых уровней входного синусоидального напряжения обеспечивается следующим.

Большую часть полупериода выходного напряжения выпрямителя нуль-орган включен и запирается на время огда U g< Ь0 (где 60 — пороговое апряжейие нуль-органа) . Относительная амплитуда напряжения на входе нуль-органа в момент его отпирания составляет

bU, 2

s in — t (1) 0 Т 1" где U — амплитуда входного сигнала;

Т= — — длительность полуволны входного сигнала.

Фиксация нулевого уровня осуществляется при малых углах, поэтому в первой части выражения (1) функцию можно заменить ее аргументом, т.е.

0 T

Время з акрытиго состояния нуль-ор.гана в каждом полупериоде входного напряжения составляет

t ь0 1 (2)

° 1 0 4ЙГ

На основании формулы (2) выходной импульс нуль-органа отстоит от точки нулевого уровня входного напряжения на время t, величина которого при заданной частоте входного сигнала определяется отношением hU/0 и может быть получена достаточно малой. Так, например, при ь0/Оп, =0,02 выходные импульсы расположены относительно точки U „=0 на величину угла в

0,6 эл. град.

Повышение защищенности от импульсных помех, создаваемых в сети при работе тиристорных преобразователей, обеспечивается следующим.

Величины резистора 7 и 8 приняты такими, чтобы ток, проходящий через тиристор 3, был меньше его тока удержания. Величина резистора 7 дополнительно определяется необходимой минимальной длительностью сигнала для запуска последующих устройств, исходя из постоянной времени цепи разряда Гр — =К 1 С 1 . Величина резистора 8 определяется частотой входного сигнала и длительностью импульсных помех в сети. Конденсатор 9 должен успеть зарядиться за время t=2t< закрытого состояния нуль-органа и не зарядиться за длительность импульсО ной помехи, составляющей при работе тиристоров порядка (1-2) 10 c. Это обеспечивается выбором постоянной времени цепи заряда конденсатора 9 ..; — Кв С,.

При поступлении на вход тиристора

3 входного сигнала тиристор отпирается входным прямоугольным импульсом, конденсатор 9 разряжается через открытый тиристор 3 и резистор 7, на выходе выделяется одиночный импульс.

Открытое состояние тиристора препятствует повторному заряду конденсатора и при прореэании входного сигнала импульсной помехой конденсатор 9

55 не успевает зарядиться до необходимой величины, что обеспечивает надежную защиту устройства синхронизации от импульсных помех.

Использование изобретения позволяет повысить точность и помехоэащи. о щенность устройств синхронизации к синусоидальным напряжениям сети, что позволяет применять более простые системы управления тиристорны ми преобразователями и блоки синх65 ронизации телемеханических устройств.

970590

Формула изобретения фыр.

Составитель В. Костюхин

Редактор Л.Пчелинская Техред A.Ач Корректор М.Демчик

Заказ 8417/71 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

-Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Устройство для синхронизации с напряжением сети, содержащее диодный выпрямитель, выход которого подсоединен через резистор к первому входу нуль-органа, подсоединенного вторым входом к среднему выводу первого резистивного делителя напряжения, крайние выводы которого соединены с клеммами для подключения источника питания, второй резистивный делитель напряжения, конденсатор и клеммы для подключения тиристора с последовательно соединенной нагрузкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехозащи ценности, в нем выход нуль-органа соединен через второй делитель напряжения с клеммой для подключения управляющего электрода тиристора, а конденсатор подсоединен своими выводами соответственно к клеммам для подключения катода тиристора и источника питания. о Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 518845, кл. Н 02 М 1/08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

)5 Р 665373, кл. Н 02 М 1/08, 1979.