Устройство для светового управления вентилями Советский патент 1983 года по МПК H02M1/08 

(5) УСТРОЙСТВО для СВЕТОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может бь:ть использовано для управления вентиля. ми, работающими в инверторном режиме.

Известны устройства для управления вентилями в инверторном режиме, содержащие задающий генератор, блоки формирования запирающего напряжения, клеммы для подключения вентилей элемент совпадения, диодный ограничительный мост и мост обратной связи ij.

Недостатки известных устройств состоят в невысокой надежности, обусловленной сложностью, и ограниченный диапазон регулирования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для светового управления вентилями, содержащее источник света, модулятор светового потока в виде закрепленного на ВЕНТИЛЯМИ

валу привода диска с отверстием, преобразователь световых импульсов в электрические сигналы на основе фотоприемников и клеммы для подключения тиристорного п-фазного моста 2.

Недостатками известного устройства являются невысокая надежность, обусловленная сложностью, ограниченный диапазон частотного регулирования вследствие наличия конденсато10ров и индуктивностей, а также возможность короткого замыкания от перекрытия включенных состояний противофазных вентилей при имеющейся индуктивной нагрузке, а также наличие

15 прерывистых токов нагрузки в диа-i пазоне до 60 эл.грёд.

Цель изобретения - повышение надежности устройства, расширение диапазонов регулирования частоты и

20 непрерывных токов, увеличение выходного тока.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено P.S-триггерами и дифференциальными трансформаторами по количеству тиристоров п-фазного моста, а фотоприемники преобразователя установлены в два ря да по 2т фотоприемников в каждом ряду через угол 1§2 с возможностью относительного перемещения на угол 0-180°/п, причем каждый из фотоприемников одного ряда подключен к Sвходу соответствующего триггера, а каждый сдвинутый от него на угол .оприемник второго ряда под соединен к R-входу того же триггера выход которого подсоединен через соответствующий дифференцирующий трансформатор к клемме для подключения управляющего электрода соответст вующего тиристора п-фазного моста. На фиг. 1 представлено устройство для светового управления вентилями,. вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 4 - электричес кая схема устройства; на фиг. 5 диаграммы сигналов для двух углов сдвига рядов фотоприемников (слу чай 1) и d 30°(случай 11))а) импульсов фототока inпервой группы фотоприемников; б) импульсов фоЭ, приемников; в/состояния триггеров и вентилей; г) фазных токов i. , „, Устройство светового управления вентилями содержит (фиг.1) источник 1 света, модулятор 2 светового потока и преобразователь 3 световых импульсов в электрические на основе фо топриемников. Источник 1 света выпол нен в виде установленных в стенке корпуса k устройства осветителей. Мо дулятор 2 светового потока выполнен в виде диска 5 со щелью 6, жестко укрепленного на валу привода 7 (например, электродвигателя постоянного тока, пневмопривода и т.п.). Преобразователь 3 световых импуль сов в электрические выполнен в виде фотоприемников 8,1-8.6 и 9.1-9.6, ус тановленных в два р.яда по 2т в кажДОМ через угол с возможностью относительного сдвига (поворота) рядов на угол ci 0-60°, причем каждый фотоприемник 8 одного ряда присо единен к S-входу соответствующего RS-триггера 10,1-10,6, а каждый yfiaленный от него на угол ( ) фотоприемник 8 второго ряда присоединен к R-входу того же триггера, выХОД каждого из которых через соответствующий дифференцирующий трансформатор 11.1-11.6 подсоединен к клемме для подключения управляющего электрода вентиля 12.1-12.6 соответствующего плеча моста. Триггеры 10, например RS-тpиггeptl формируют на своем выходе сигналы, которые открывают и закрывают вентили 12, посредством трансформаторов Дифференцирующие трансформаторы 11 обеспечивают получение разнополярных импульсов (положительных на открывание и отрицательных на закрывание) для управления вентилями 12. Они также обеспечивают гальваническую развязку цепей управления вентилей, не имеющих общей точки. Преобразователь 3 световых импульсов в электрические выполнен в виде жестко установленных через угол по траектории движения свеГ свого луча в торцовой стенке 13 корпуса Лотоприемников 8.1-8.6, а также установленных на плоскости подвижного диска 1 фотоприемников 9.19.6. Диск может перемещаться (поворачиваться) относительно торцовой стенки 13 корпуса на угол d 060°. Устройство для светового управления вентилями работает, следующим образом. Включается в работу привод 7. Его угловая скорость устанавливается в зависимости от требуемой частоты тока на выходе инверторного моста. При этом с такой же угловой скоростью происходит засветка фотоприемников 8.1-8.6 и 9.1-9.6 преобразователя 3 световых импульсов в электрические. . Так как каждая пара удаленных на угол 120° фотоприемников 8 и 9 (например 8.1 и 9.1 и т.д.) присоединена к RS-триггеру 10 посредством соединенного с ними дифференцирующего тран сформатора. 11, соединена с клеммой для подключения управляющего электрода соответствующего вентиля 12.112.6, то эти вентили 12 положительными импульсами дифференцирующего трансформатора 11 открываются, а отрицательными импульсами закрываются, т.е. имеет место последовательная коммутация вентилей 12 тиристорного моста, а на его выходе ток имеет определенную, задаваемую оборотами привода частоту. Диапазон протекания непрерывных т ков (до 180°), повышение величины выходного тока в 1,33 раза и изменение его формы можно получить, сдвигая диск Н на угол от О до 60°эл.град. Повышение надежности достигается тем, что регулированием значения yi- ла ot исключается перекрытие противофазных вентилей и короткое замыкание при индукционной нагрузке. Габариты инвертора уменьшаются за счет исключения индуктивных реакторов, коммутационных диодов и конденсаторов. Изменяя угол ot от О до 60°, можно регулировать величину и форму выходного тска (для случая 3-х фазного инвертора ). Расширение диапазона регулирования частоты достигается изменением скорости вращения привода диска с отверстием модулятора светового потока. Возможность сдвига (поворота ) ря дов фотоприемников относительно друг друга на угол cl 0-l80°/n расширяет диапазон протекания непрерывных токов (до 180)и повышает величину выходного тока в 1 ,33 раза (при й1Ып, Устройство обладает тем достоинст вом, что при использовании его для питания двигателей переменного тока появляется возможность расширить диапазон регулирования скорости путем одновременного изменения частоты и величины фазных токов. Формула изобретения Устройство для светового управления вентилями, содержащее источник света, модулятор светового потока в виде закрепленного на валу привода диска с отверстием, преобразователь световых импульсов в электрические сигналы на основе фотоприемников и клеммы для подключения тиристорного п-фазного моста,-о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности и расширения диапазона частотного регулирования, оно снабжено RS-триггерами и дифференциальными трансформаторами по количеству тиристоров п-фазного моста, а фотоприемники преобразователя установлены в два ряда по 2т фотоприемников в каждом ряду через угол с возможностью поворота на угол 0-180°/п, причем каждый из фотоприемников одного ряда подключен к S-входу соответствующего триггера, и каждый сдвинутый от него на угол (ЗбО /п-ю/.) фотоприемник второго ряда подсоединен к R-входу того же триггера, выход которого подсоединен через соответствующий дифференцирующий трансформатор к клемме для подключения управляющего электрода соответствующего тиристора п-фазного моста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сандлер А.С. Высокоскоростной асинхронный привод с частотным управлением. Сб. Автоматизированный электропривод производственных механизмов. М., 1965, с. 211-213. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2798328/2 -07, кл. Н 02 М 1/08, 198.0.

tJl

/ к

(./ /

фу.З