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

Изобретение отйоситсй к преобра.зовательной технике и может быть ис пользовано в системах фазового управления тиристорными преобразователями, требующими точной синхронизации управляющих сигналов с .напряжением питающей сети. Известны системы фазового управления тиристорными преобразователями, содержащие синхронизирующий трансформатор, зарядное сопротивление, интегрирующий KOHfleHcatop, диодный, транзисторный или тиристорный коммутатор Cl3 и С2 . Все эти системы объединены общим признаком - пилообразным опорным напряжением. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее трехфазный синхронизирующий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к диодам, общий резистор, параллельно источнику постоянного напряжения подключены шесть цепочек формирователей пилообразного напряжения , каждый из которых состоит из регулируемого сопротивления, интегрирующего конденсатора и разрядного тиристора Сз X Устройство отличается высокой to ностью синхронизации и малой реак цией на колебания напряжения питающей сети из-за вертикального фронта синхронизирующего импульса, длительностью развертывающего пилообра ного опорного напряжения 300 эл.град экономичностью.Однако его пилообразное напряжение.не содержит ограничивающего импульса, поэтому в и верторйом режиме возможен аварийный режим опрокидывание инвертора Надежность работы устройства нееели ка. В.реальных условиях оно должно быть укомплектовано специальным устройством для ограничения углов управ ления, что повышает его стоимость. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение его стоимости. Поставленная цель достигается Tei что в устройстве для фазового управления тиристорным преобразователем, содержащем трехфазный синхрони зирующий трансформатор, вторичные об мотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к анодам диодов, общий резистор и источник. 2 постоянного напряжений, параллельно которому подключены шесть цепочек фор мирователей пилообразного напряже- . НИИ, состоящих из регулируемого сопротивления интегрирующего конденсатора и разрядного тиристора, управляющий электрод каждого тиристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор включен между минусом источника питания и нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора, включены дополнительно шесть оптронов, шесть развязывающих диодов, операционный усилитель с Входными сопротивлениями М потенциометром, смещения и транзистор. Катоды фотодиодов каждого оптрона и аноды развязывающих диодов подключены к точкам соединения в каждой из цепочек формирователей пилообразного напряжения резистора, конденсатора и анода разрядного тиристора. Светодиоды каждого оптрона включены в. проводящем направлении в цепь управляющего электрода каждого из разрядных тиристоров, причем светодиод оптрона одной фазы включен в цепь управляющего электрода разрядного тиристора другой, опережающей на 6Q эл.градусов, фазы. Катоды развязывающих диодов подключены к входному сопротивлению неинвертирующего входа операционного .усилителя, включенного в режиме триггера Шмидта. Инвертирующий вход операционного усилителя через входное сопротивление подключен к движку потенциометра, соединенного с источником питания. Выход операционного усилителя связан : через cortpoтивЛjгниe с базой транзистора, коллектор которого соединен с плюсом источника питания, а эмиттер - с анодами фотодиодов оптронов. Ограничивающий импульс в каж дом из формирователей напряжения образуется Путем скачкообразного заряда интегрирующего конденсатора до на- пряжения источника питания через дополнительный транзистор и фотодиод оптрона. Фаза ограничивающего импульta определяется величиной пилообразного напряжения на неинвертирующем входе и напряжением смещения на инвертирующем ъходе дополнительного операционного усилителя. Выбор формирователя, в котором в данный момент должен быть сформирован ограничивающий импульс, осуществляется с помощью светодиодов дополнительных оптронов. На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.-2 - временные диагр мны его рёботы; а - напряжение на вторимных обмотках трансформатора; б Токи через обций резистор и дио ды, связанжле с вторичными обмоткам трансформатора; в - напряжение на анодах тиристоров; г - напряжение н выходе операционного усилителя. Устройст-во содержит трехфазный син сронизйрущий трансформатор 1, источник постоянного напряжения 2, зарядное сопротивление 3 конденсатор 4, разрядные тиристоры ди ды 11-1б,светодиодыоптронов 17-22 развязывание диода , резистор 2 Операционный усилитель 30, резистор 3, потенциометр 32, резисто 33 транзистор З и резистор 35. Устройство работает следующим образом. Шест14фазная система напряжений, образованная вторичными обмотками синхронизирующего трансформатора 1 (фиг .Йа К питает выпрямитель, собранный с помощью диодов 11-16, вклю ченных с НИМИ последовательно Свето дйодов Ьптронов 17-22 и цепочек управляющий электрод - катод разрядных тиристоров 5-10 по шестифазной нулевой схеме, как показано на фиг. Нагрузкой выпрямителя является резистор 35. На фиг. 26 показан график тока ч рез резистор 35 и цифрами обозначены номера диодов, через которые прО текает ток. Под действием естествен ной коммутации ток через диоды 1116 протекает поочередно. Одновременно с этим поочередно открываются разрядные тиристоры и зажигаютсй светодиоды Оптронрв 17-22. Каж дый тиристор открыт в течение 60 эл.град. Столько же длится свече ние свеТодйода. После включения источника постоянного напряжения 2 на интегрирующих конденсаторах k начинает формироваться пилообразное напряжение ((t)Hf.2B ). Срыв пилробразного напряжения в каждом формирователе происходит при открывании разрядного тиристора узла синхронизации. Как видно из фиг.1 и 2 в, первый отпирающий импуль.с от фазы а через диод 11 и оптрон 22 подается на тиристор 5 следующий, от фазы с, через диод 16, оптрон 21 - на тиристор затем йт фазы в, че 724 , рез диод 15, оптрон 20 - на тиристор 9 и т.п. Амплитуда пилообразного напряжения увеличивается и достигает такой величины, когда срабатывает триггер Шмидта, выполненный на операционном усилителе 30, ни неинвертирующий вход которого через резистор 29 и развязывающие диоды 23 28 подается пилооЬразное наиряже ние. На его выходе появляется пер вый прямоугольный импульс напрйжения (,фиг.2г), и далее импульсы следуют непрерывно Уровень срабатывания триггера Шмидта задается пртенциометром 32. Прямоугольные импульсы с 6пе| ационного усилителя 30 через резисТ1бр 33 поступают на базу транзистора который испол1,зуется как ключ и подает постоянное напряжение источника 2на все аноды/фотодиодов олтронов 17-22. Один из оптронов всегда открыт в те;чение , 60 эл.град.j .когда через его свето диод проходит ток управления одного из тиристоров. Следовательно, как из фиг.1 и 2, первый ограничивающий импульс формируется благодаря скачкообразно дозаряд/ интегрирующего конденсатора до напряжения источника 2 путем шунтирования заряда ного резистора 3 по цепочке: коллектор-эмиттер транзистора З, фотодиод оптрона 19. Светодиод этого оптрона питается от диода И, который в это время открыт. Затем ток С1 Ц р энизации переключается на диод 13- Ток через диод И прекращается и свет-одиод оптрона 19 гаснет. Оптрон-19 запирается. Открывается тиристор 7t разряжая соответствующий конденсатор . На пряжение на входе усипйтепя 30 становится ниже уровня срабатывания триггера Шмидта, выходное напряжение усилителя уменьшается и ключ З запирается. Затем аналогичный дозаряд происходит с конденсвтором |которЬ1Й .шунтируется тиристором 6 и Т.Д. . Таким образом, в каждом из шести формирователей образуется пилооб-, , разное напряжение с прямоугольной надстройкой в конце развертки(.2в) с помощью которой ограничивается перемещение управляющих импульсов тиристоров преобразователя в инверторном режиме.. С помощью потенциометра 32 можно произвольно заДавать положение импульса ограничения в диапазоне 60 эл.град., что позволяет в промессе наледки учесть угол коммутации и выбрать нужный угол запасе. В предлагаемом устройстве, исполь дующем вертикальный принцип фааоеого управления управляющие импульсы, гюдаваег« 1е на управляющие электроды силовых т 1ристоров, образуются в момент сравнения постоянного управляющего и пилообразных (разовых напряжений. При увеличении постоянного на пряжения, управляющие импульсы смеуправляющие импульсы смещаются вправо и переводят тиристориый преобразователь из выпрямительного режима в йнверторный При дальнейшем увеличении постоянного управляющего напряжения, по достижении им величины, равной величине пилообразного напряжения, при которой формируется вертикальная прямоугольная надстройка, смещение управляющих импульсов вправо прекращается, т.е. вступает в действие ограничение регул 1рования управляющих импульсов. При правильном выборе ограничения управляющих импульсов в инверторном режиме полностью исклю аварийный режим чается аварийный режим опрокидывание инвертора, что существенио повышает надежность работы устрой- i ства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее трехфазный синхронизирующий трансформатор , вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к диодам, общий резистор и источник постоянного напряжения, параллельно которому подключены шесть цепочек формирователей пилообразного напряжения, состоящих из регулируемого резистора и включенного последовательно с ним интегрирующего конденсатораj зашунтированного разрядным тиристором, причем управляющий электрод каждого ти|ристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор включен между минусом источника питания и нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и уменьшения его стоимости, устройство дополнительно снабжено шестью оптронами, шестью развязывающими диодами, операционным усилителем с входными резисторами и потенциометром смещения, транзистором с резистором в цепи базы, причем катод фотодиода каждого оптрона и анод каждого развязывающего диода подключены к точке соединения регулируемого резистора, интегрирующего конденсатора и анода разрядного тиристора, светодиод каждого оптрона одной фазы формирователя включен 8 проводящем направле НИИ в цепь управляющего электрода разрядного тиристора другой, опережающей на 60 эл.град. фазы, катоды О развязывающих диодов соединены с ме:о ;л vj инвертирующим входом операционного усилителя через один входной резис тор, инвертирующий вход усилителя vj через второй входной резистор связан NO с движком потенциометра, подключенного параллельно к источнику напряжения, выход операционного усилителя соединен через резистор с базой транзистора, коллектор которого подключен к плюсу источника напряжения, а эмиттер - к анодам фотодиодов Ьптронов.

Игр

Ь а с Ь а с ь 0 с b а с ь а с

Фид2