Устройство для управления регулятором постоянного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования электрических машин и другихустройств, в частности для регулирования тока обмотки возбуждения электрических машин тепловозов.

Известны тиристорные устройства, предназначенные для регулирования тка обмотки независимого возбуждения тягового генератора тепловоза, представляющие собой управляемый выпрямитель 1 .

Однако для нормального функционирования данного устройства необходимо наличие слскной системы упраления углом открытия тиристоров и синхронизации, что значительно снижает надежность работы системы регулирования и требует наличия на кадом тепловозе резервных блоков упраления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления регулятором постоянного тока, включающим силовой и коммутирующий тиристоры, последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и дроссель, содерхсащее транзисторный усилитель, выход которого предназначен для связи -С управляющим электродом силового тиристора, и блок управления коммутирующим тиристором 2.

Недостаток известного устройства состоит в значительных колебаниях регулируемой величины - напряжения вспомогательного генератора, что связано с тем, что частота .переключений тиристоров регулятора не зависит от величины управляющего напряжения.

Цель изобретения - повьошение точности регулирования путем измененения частоты следования управляющих импульсов силового тиристора.

Поставленная цель достигается Гем, что устройство снабжено интегратором и разрядным тиристором, причем вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, выход подключен к входу транзисторного усилителя, а разрядный тиристор присоединен параллельно конденсатору интегратора.

Коммутирующий дроссель снабжен вторичной обмоткой, которая подключена к управляющему электроду разрядного тиристора.

При этом катод стабилитрона и анод буферного диода подключены к обш.ей точке соединения резистора и конденсатора, а катод буферного диода соединен с анодом коммутирующего тиристора.

Устройство снабжено оптроном, светоизлучатель которого включен Б коллекторную цепь транзисторного

усилителя, а светоприемник - в цепь управляющего электрода силовоТо тиристора через резистор.

Снабжение устройства для управления регулятором постоянного то5 ка интегратором, шунтированным тиристором, устройством управления коммутирующим тиристором, коммутирующим дросселем в виде трансформатора, оптроном и соответствую0 щее их соединение позволяет повысить точность регулирования выходной величины за счет изменения частоты следования управляющих импульсов, а не времени протекания

5 тока в нагрузке, как это происходит в прототипе. Это позволяет более точно подбирать частоту управляющего тока для достижения необходимой величины регулируемого параметра и меньшее колебание его.

На чертеже приведена схема ,ссединения элементов устройства.

Устройство для управления регулятором постоянного тока состоит из входного интегратора на операционном усилителе 1, конденсатор 2 которого шунтирован цепочкой из последовательно соединенных разрядного тиристора 3 и-дросселя 4. Выход опера-ционного усилителя соединен с базой

0 .транзистора 5, в коллекторную цепь которого включен светоизлучатель оптрона б, фототиристор его через резистор 7 подключен к управляющему электроду силового тиристора 8. По5 следовательно с ним включена нагрузка 9 , а катод его соединен с като-. дом коммутирующего тиристора 10, который соединен с токоограничивающим . резистором 11 и включен к положитель0 полюсу источника питания. Аноды обоих тиристоров соединены между собой последовательной цепочкой из коммутирующего конденсатора 12 и первичной обмоткой коммутирующего дросселя 13, а вторичная обмотка его соединена с катодом и управляющим электродом разрядного тиристора. Блок управления коммутирующим тиристором состоит из последовательной цепочки ; резистора 14 и конденсатора 15. Об0 щая точка соединения их подключена посредством стабилитрона 16 и буферного диода 17 к управляющему элeкJ троду и аноду коммутирующего тиристора.

5 Устройство работает следующим образом.

После подключения питающего напряжения происходит заряд конденсатора 15 через резистор 14. При

0 достижении значения напряжения на конденсаторе 15, равного напряжению пробоя стабилитрона 16, последний открывает коммутирующий тиристор 10, что создает цепь для раз5 ряда конденсатора 15 через буферный диод 17, тиристор 10. Тиристор 10 остается в открытом состоянии. Ток удержания создается за счет резисто ров 11 и 14. Одновременно создается цепь заряда конденсатора 12 через сопротивление нагрузки 9, первичную обмотку 13 и тиристор 10. Рабочий цикл устройства начинается при подаче на вход операцион ного усилителя 1 сигнала управления который -вызывает изменение его выходного напряжения. При определенном выходном напряжении усилигеля открывается транзистор 5, который через тиристорный оптрон б вызывает открытие силового тиристора 8. Последний подключает нагрузку 9 на напряжение питания и создает цепь для разряда конденсатора 12 через тиристор 10 и первичную обмотку дросселя 13. Тиристор 10 закрывается, а прохо;:дение разрядного тока по первичной обмотке дросселя 13 наводит на его вторичной обмотке ЭД Тиристор 3 открывается и шунтирует конденсатор 2, что приводит к сброс напряжения усилителя 1 до нуля. Закрытие тиристора 3 осуществляется реактивным током дросселя 4. Открытие тиристора 8 создает цепь для заряда конденсатора 12 через резистор 11, дроссель 13 и силовой тиристор 8. При закрытом тиристоре 10 происходит заряд конденсатора 15. При напряжении его,равном напряжению пробоя стабилитрона 16, тиристор 10 открывается. Силовой тиристрр 8 закрывается, а конденсатор 12 заряжается через нагрузку 9, дроссель 13 и титиристор 10. На этом цикл работы ре-: гулятора постоянного тока заканчивается. За время одного.цикла нагрузка 9 включена на напряжение питания на время, необходимое для заряда конденсатора 15 до напряжения пробоя стабилитрона 16. Эффективное значение тока в цепи нагрузки 9 определяется числом циклов работы усилителя в единицу времени и пропорционально связано с входным напряжением усилителя 1. Тиристорный оптрон б обеспечивает гальваническую развязку силовой цепи и цепей управления. Применение предлагаемого устройства вместо известного приводит к уменьшению колебаний напряжения вспомогательного генератора тепловоза, что стабилизирует мощность тягового генератора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА, включающим силовой и коммутирующий тиристоры, последовательно соединенные коммутирующие конденсатор и дроссель, содержащее транзисторный усилитель, выход которого предназначен для связи с управлящим электродом силового тиристора, и блок управления коммутирукзщим тиристором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования путем изменения частоты следования управляющих импульсов силового тиристора, оно снабжено интегратором и разрядным тиристором, причем вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а выход подключен к входу транзисторного усилителя, а разрядный тиристор при-, соединен параллельно конденсатору интегратора.§ 2. Устройство поп. 1, отли(П чающееся тем, что коммути- рующий дроссель снабжен вторичной обмоткой, которая подключена к управляющему электроду разрядного тиристора.