Устройство для фазового управления тиристорным регулятором Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к электро технике и предназначено для использевания в тиристорных регуляторах напряжения и тока.

Известно устройство для импульснофазового управления, преобразователем, в котором формирователь пилообразного напряжения выполнен на RC-цепочке 1J .

Однако этот формирователь может выполнять свои функции только при подаче на него сигналов специальной формы, которые имеются на выходе магнитного усилителя. Применение же магнитных усилителей в рассматриваемых устройствах не всегда оправдано из-за их больших габаритов и- стоимости.

Наиболее близким по технической сущност-и к предлагаемому является устройство для фазового управления тиристорным регулятором, содержащее двухполупериодный выпрямитель, выход которого подключен ко -входу генератора пилообразного напряжения, выпол- ненного на стабилитроне, КС-цепи и транзисторе 2J.

Недостатками устройства являются сложность схемы генератора пилообразного напряжения, необходимость использования источника постоянного

напряжения для питания генератора; что снижает его экономичность.

Целью изобретения является упро- 5 щение схемы и повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для фазового управления тиристорным регулятором снабже10но дифференциальным усилителем переменным резистором, а в указанном генераторе конденсатором обратной связи, причем переменный резистор, включенный на выходе генератора пи15лообразного напряжения, своим подвижным контактом подключен-к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого служит для подключения сигнала напряжения с датчи20ка регулируемого параметра, выход которого служит для подключения к управляющим электродам тиристоров. регулятора, в- генераторе пилообразного напряжения RC-цепь включена па25 раллельно стабилитрону, переход эмиттер-коллектор транзистора подключен параллельно конденсатору КС-цепи, а база транзистора через конденсатор обратной связи подключена к положи30 тельному полюсу стабилитрона.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства; на фиг. 2 диаграммы напряжений.

Предлагаемое устройство, рассмот-, ренное на примере регулятора тока, включает точки 1 и 2, предназначенные для подключения первичного источника переменного напряжения. Силовой управляемый выпрямитель выпол-, нен по мостовой схеме на диодах 3 и тиристорах 5 и б, управлякяцие электроды которых через токоограничивающие резисторы 7 и 8 и конденсатор 9 подключены к выходу дифференциального усилителя 10. Первый вход усилителя подключен к средней точке переменного резистора 11, включенного на выходе генератора 12 пилообразного напряжения.

Генератор 12 содержит ограничитель напряжения на стабилитроне 13, резистор 14, интегрирукиций конденсатор 15 транзистор 16, конденсатор обратной связи 17.. Второй вход усилителя 10 через RC-фильтр 18 соединен с датчиком 19 тока, в качестве которого применен резистор. Датчик 19 последовательно с изменяющейся нагрузкой 20 включены на выходе силового выпрямителя .

К источнику питания в точках 1 и 2 подключены также диоды 21 и 22, которые вместе с силовыми диодами 3 и 4 образуют двухполупериодный выпрямитель, выход которого через резистор 23 соединен с катодом стабилитрона 13 генератора пилообразного напряжения.

Устройство работает следующим обг разом.

Сетевое напряжение 24 поступает на двухполупериодный выпрямитель, с выхода которого выпрямленное пульсирующее напряжение поступает на стабилитрон 13. На катоде стабилитрона 13 в результате ограничения образуются трапецеидальные импульсы напряжения 25. Эти импульсы через резистор 14 заряжают конденсатор 15. Если постоянную времени КС-цепи (R 14, С.15) выбрать значительно больше, чем длительность полуперибда сетевого напряжения, то нарастание напряжения на конденсаторе происходит по закону, близкому к линейному. В моменты отрицательных провалов 25, которые через конденсатор 17 открывают на малое время (в сравнении с длительностью полупериода 24) транзистор 16, конденсатор 15 быстро разряжается, в результате формируется пилообразное напряжение 26. Напряжение

26имеет пологий Нарастающий участок, который несколько меньше по длительности, чем полупериод напряжения 24

и крутой спадающий участок. В первые несколько полупериодов 24 напряжение

27на выходе RC-фильтра значительно

меньше напряжения 26 на выходе генератора, поэтому момент равенства этих напряжений наступает в начале полупериода, в результате смены знака напряжения между входами дифференциального усилителя 10 на выходе усилителя образуется перепад с крутым; нарастающим фронтом, который дифференцируется цепочкой; конденсатор 9, резисторы 7 и 8. В результате образуются положительные относительно «уля импульсы 28, которые воздействуют на управляющие электроды тирисч торов 5 и 6. А так как под положительным напряжением в каждый полупериод находится только один тиристор, то только этот тиристор и включается через нагрузку 20 и датчик 19 протекает ток. Напряжение с датчика 19, пропорциональное току нагрузки, сглаживается фильтром и поступает на второй вход усилителя 10. В установившемся режиме работы регулятора момент включения тиристора в каждый полупериод 29 автоматически устанавливается , чтобы поддерживать . постоянным действующее значение тока в нагрузке.

Значение тока нагрузки устанавливают предварительно либо изменением уровня сигнала, снимаемого с датчика 18, либо изменением наклона пилы с помощью резистора 11,

Если по какой-либо причине, например при изменении нагрузки 20, ток начинает возрастать, увеличивается напряжение 27 пропорциональное эгаму току, момент сравнения с напряжением пилы наступает позже по отношению к началу полупериода, в результате соответствующий тиристор 5 или 6 включается на меньшее время в течение полупериода, что, в свою очередь приведет к уменьшению действующего значения тока в нагрузке.

Если же, наоборот, ток в нагрузке начинает уменьшаться относительно установленного значения, уменьшается напряжение 27-, момент сравНвния с 26 наступает ближе к началу соответствующего полупериода питающего напряжения и тиристоры 5 и 6 включаются на большее время в течение полупериода/ в результате действующее значение тока - нагрузки увеличивается и с точностью, определяемой коэффициентом передачи, разомкнутого контура регулирования, приближается к заданному значенивд. - По отношению к прототипу данное устройство проще, так как содержит один опорный стабилитрон 13 вместо двух в прототипе, один транзистор 16 для формирования яйлы вместо двух в генераторе известного устройства, сократилось количество элементов сопряжения (резисторов, диодов). Устройство экономичнее известного/ так как для питан11я генератора пилообразного напряжения отпала необходимость в применении специального источника питания, а применение одного опорного источника вместо двух позволяет исключить погрешность, связанную с различиями уровней стабилизации стабилитронов. Предлагаемое устройство целесообразно использов.ать в регуляторах, работающих на инерционную нагрузку (электромеханические генераторы тока, электронагревательные установ ки с автоматическим рэгулированием температуры, устройства для заряда аккумуляторных батарей и др.). Формула изобретения Устройство для фазового управлен тиристорным регуляторсмк, содержащее .двухполупериодный выпрямитель, выхо которого подключен к входу генерато ра пилообразного напряжения, выполнеИного на стабилитроне, КС-цепи и :транзисторе, отличающеес тем, что, с целью упрсхкения и повыI 1 1 шения КПД устройства, оно саабжено дифференциальным усшттезюм, переменным резисторсм, а в вышеуказаня(М4 генераторе-конденсатором обратной связи, причем переменный резистор, включенный на выходе генератора пилообразного напряжения, своим подвижным контгистом подключен к первсмиу. входу дифференциального усилителя, второй вход которого служит для под ключения сигнала напряжения с датчика регулируемого параметра/ выход которого служит для подключения к управляющим электродам тиристоров регулятора, в генераторе пилообразного напряжения RC-цепь включена параллельно стабилитрону, переход эмиттер-коллектор транзистора подключен парал.лельно конденсатору КС-цепи, а база транзистора через конденсатор обратной связи подключена к положительному полюсу стабилитрона. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 534018, кл. Н 02 Р 13/16, 2.Авторское свидетельство СССР 513465, кл. Н 02 Р 13/16, 1976 Г.

A A

г5 s

v

e A.:i: fb rl7fW V

V