Тиристорный регулятор напряжения Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к преобразо1вательной технике, в частности, к области тиристорного регулирования напряжения в сетях переменного тока. Известен тиристорный регулятор, состоящий из силового тиристора и цепочки из последовательно соединенных диода, резистора и тиристора, а также двух вспомогательных резисторов причем анод иода подключен к аноду силового тиристора, а катод тиристора - к управляющему электроду силовог тиристора. Такой регулятор имеет максимально возможное значение максимального угла проводимости силового тиристора (йщ, М Недостатками являются высокие значенкя потребляемой кющности и весогабаритных параметров цепи управления Наиболее близким к предлагаемому является тиристорнь1Й регулятор напряжения, содержащий силовой тиристор, анод которого подключен к одному выводу для подключения нагрузки, резистор, один вывод которого через кондвн сатор подключен к катоду силового тиристора, и управляемой вентиль, причем анод управляемого вентиля подключен к общей точке соединения резистора и конденсатора. Наличие конденсатора позволяет значительно снизить мощность, потребляемую цепью управления силового тиристора, умены 1ТЬ габариты и вес используемых в ней деталей 2 . Недостатком является низкое значение максимально-о угла проводимости Я „д силового тиристора и наличие эффекта перерегулирования, который выражается в невозможности произвести очередное включения силового тиристора, если угол управления об , отсчитываемый от момента прихода управляющего импульса до момента естественной коммутации силового тиристора, большеflf jj,. Максимальное значение угла проводимости 9 f)iij(X связано с дрейфом фазы о(, формирователя запускающих импульсов и временем OL (в угловом измерении) начального поло жительного заряда конденсатора соотношением Я(т, -«2 И составляет 160 - 165. Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования и установление эффекта перерегулирования при сохранеНИИ потребляемой мощности и весогабаритных параметров цепи управления Поставленная цель достигается тем, что в тиристорный регулятор напряжения, содержащий силовой .тирис тор, анод которого подключен к одному выводу для подключения наг|Э з ки, резистор, один вывод которого через конденсатор подключен к катоду силового тиристора, и управляемый вентиль, причем анод управляемого вентиля подключен к общей точке соединения резистора и конденсатора, дополнительно введены первый диод, катод которого подключен ко второму выводу резистора, второй даюд катод которого через второй допадшипреяьно введенный резистор под«ш0чен к а&е транзистора и одному выводу т етьего дополнительно введенного рез истора, цепочка из параллельно соединенных дополнительно введенных BTOfJoro конденсатора и четвертого резистора, одним концом подключенная к силового тиристора, а другим - к катоду управляемого вентиля, аноду дополнительно-введенного тиристора и tiepe3 пятый дополнител|же введенный резистор - к коллектору транзистора, причем второй вывод третьего г взистора подключен к эмиттеру транзистора и управляющему электроду дополнительного тиристора, управляющий электрод силового тиристора - к катоду дополнительного тиристора, а аноды первого и второго диодов подключены ко второму выводу для подключения нагрузки. На фиг.1 приведена схема тиристорногЪ регулятора; на фиГ.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Тиристорный регулятор напр«т{емия состоит из силового тиристора t, нагрузки 2, резистора 3 конденсатора , управляемого вентиля (опт|)ома и тиристора) 5 диода 6, второго цюда 7, второго резистора 8, второго комденсатора 9 четвертого резистора 10, транзистора 11, третьего резистора 12, пятого резистора 13 и тиристора 11. Тиристорный регулятор напряжения работает следующим образом. А. Если управляемый поступает не на вход управляемого вентиля в момент , когда напряжения овти идj положительно ( фиг.2 а) и транзистор 11 открыт базовым тшктм, протекающим по цепи: сетевой А 3102 регулятора - диод 7 - резистор 8 переход -база - эмиттер транзистора 11 - управляквдий переход тиристора, Йуправляющий переход силового тиристора 1 - сетевой вывод В регулятора, то конденсатор , заряженный к этому времени по цепи: сетевой вывод А регулятора - диод 6 - резистор 3 конденсатор - сетевой вывод В регулятора, мгновенно заряжает конденсатор 9 через включенный управляемый вентиль 5. Р1од действием напряжения на конденеаторе 9 начинает протекать ток по цепи: ве|Э)Хняя обкладка конденсатсгра 9 - резисто;р 13 - открытый промежуток коллектор - эмиттер транзистора 11 - управляющий переход тиристора 1 - управляющий переход силового тиристора 1 - нижняя обкладка конденсатора 9. Резистор 13 выбран таким образом, что этого тока достаточно для включения тиристора 14. Тиристор 14 включается и конденсатор 9, быстро разряжаясь через управляющий пе.реход силового тиристора, включает последний. Таким образом, обеспечивается включение силового тиристора для углов проводимости в диапазоне О А 180®. Б. Если управляющий импульс поступает в момент t (t ,tt : t| ,фиг.2 б) то конденсатор 9, как и в случае а , заряжается от конденсатора 4, а затем начинает разряжаться через резистор 10. Транзистор 11 заперт в это время обратным током диода 7 а резистор 12 предохраняет от пробоя переход эмиттер - база транзистора. В момент t начала положительного полупериода сетевого напряжения транзистор открывается, тиристс р 14 включается и конденсатор 9, разряжаясь через управляю щий переход силового тиристора, включает последний. Таким образом, сохраняется возможность включения силового .0 , т.е. эфтиристора, если оС ; фект перерегулирования устраняется. Это, в свою, очередь, позволяет, не опасаясь срыва из-за перерегулирова14ия, осуществить надежное включение силового тиристора при любом угле правления ot в диапазоне О о 180 и тем самым увеличить максимальное значение угла проводимости силового тиристора} до Я щах 180 . В. Если управляющий импульс поступает в момент t (12 5 t tg фиг. 2 в), то к моменту t начала очередной положительной полуволны сетевого напряжения конденсатор 9 заряженный в момент конденсатора k, успевает разрядиться на столько что ток, вызванный остаточным напряжением конденсатора 9 не в состоянии вызвать включение тиристора Il, а следовательно, не происходит включение силового тиристора, Рассмотренный в пунктах А и В ре«им работы обеспечивается, если сопротивления резисторов 10 и 13 и емкость конденсатора k связаны с частотой сети, амплитудой сетевого напряжения, управляющим током тиристоре 1 и емкостью конденсатора 9 соотношениями рп Urn 4c feni емкость конденсатора 4; где С С R емкость конденсатора 9 сопротивление резистора 10; R - сопротивление резистора 13 Ufo - амплитуда сетевого напряжения;lu - управляющий ток тиристора; J - частота сети. Таким образом, в предлагаемом тиристорном регуляторе напряжения значение максимального угла проводимости силового тиристора увеличено до 180 отсутствует эффект перерегу1Мравания, а за счет наличия выполняюцего Нсшогттвльные функции конденсатора k сохранены низкие значения потрвбтгамой мощности и весо-габаритных параметов цепи управления.

Ч)

4

: -г

;

N «i

CO

e iS

b