Однофазный тиристорный регулятор напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 H02M5/02 

Изобретение относится к области регулирования напряжения переменнрг тока на активно-индуктивной (переме ной активно-индуктивной) нагрузке и может быть использовано,в частности,для пуска и регулирования . частоты вращения асинхронного двигателя. Известны однофазные тиристорные регуляторы, используемые для регули рования напряжения переменного тока на активно-индуктивной и переменной активно-индуктивной нагрузке С 11. В этих тиристорных регуляторах значение напряжения нагрузки регулируется на основе фазового принципа управления, дричем управляющие и пульсы силовых тиристоров синхронизированы с напряжением сети. Наиболее близким к изобретению является однофазный тиристорный регулятор напряжения, содержащий дв силовых тиристора, соединенных встречно-параллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подключения постоянной или переменной активно-индуктивной нагруз ки, второй входной вывод, являющийс общим со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформато с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тирис тора L23. К недостаткам известного регулятора можно отнести то, что ширина управляющего импульса силовых тирис торов меняется в соответствии с изменением момента отпирания маломощных тиристоров блока управления. Пр этом максимальная ширина управляюще го импульса независимо от параметро и характера нагрузки равняется 180 эл.град. Такая ширина управляющего импульса увеличивает рассеивае мощность на управляющем переходе си лового тиристора, что является причиной снижения надежности и потребляемую мощность блока управления. Целью изобретения является повышение надежности регулятора путем снижения мощности рассеяния на упра ляющих переходах силовых тиристоров Поставленная цель достигается тем, что в однофазном тиристорном регуляторе напряжения, содержащем два силовых тиристора, соединенных встречно-параллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подктаочения постоянной или переменной активно-индуктивной нагрузки, второй входной вывод, являкшщйся обвд1м со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тиристора, катод первого маломощного тиристора соединен с анодом второго, их общая точка соединения подключена к первому входному выводу, анод первого маломощного тиристора соединен с катодом второго,через две параллельные цепоч-, ки, состоящие одна из дополнительно введенных двух согласно соединенных маломощных разделительных диодов, а другая - из двух дополнительно введенных маломощных вспомогательных диодов, общая точка соединения маломощных вспомогательных диодов подключена к второму входному выводу через последовательно соединенные резистор и конденсатор, а общая точка соединения маломощных разделительных дио-i дов подключена к первому выходному выводу через первичную обмотку трансформатора, каждая из вторичных обмоток которого подключена к переходу эмиттер-база одного из двух дополнительно введенных транзисторов через, дополнительно введенные диод и резистор, а переход эмиттер-коллектор каждого из транзисторов соединен с выводами для подключения источника питания постоянного тока через управляющий переход соответствующего силового тиристора. На чертеже представлена схема однофазного тиристорного регулятора. Однофазный тиристорный регулятор содержит силовые тиристоры 1 и 2, включенные встречно-параллельно, управляющие переходы которьт подключены к соответствующим выводам (зажимам) 3,4 и 5,6 для подключения источника постоянного тока через переход эмиттер-коллектор соответствующего транзистора 7 и 8, переход эмиттер-база которых подключен к соответствующим вторичным обмоткам 9 и 10 трансформатора 11 через диоды 12, 13 и резисторы 14 и 15 соответственно, один зажим первичной обмотки 16 этого трансформатора подключен к общей точке соединения силовых тиристоров и первым выходным выводом для подключения нагрузки 17, а другой зажим - с обще точкой соединения маломощных раздели тельных диодов 18 и 19,катод и анод последних соединен между собой через две параллельные цепочки, состоящие из согласно включенных маломощных тиристоров 20 и 21 и маломощных диодов 22 и 23, общая точка соединения последних подключена ко второму входному выводу 24 через послед вательно соединенные резистор 25 и конденсатор 26. Входной вывод 24 является общим со вторым выходным выводом для подключения нагрузки. Общая точка соединения маломощных тиристоров 20 и 21 подключена к первому входному выводу 27 и силовому тиристору 1. Сущность работы схемы заключается в следующем. На входные выводы 24 и 27 подается сетевое (переменное) напряжение. Пусть в рассматриваемый момент време ни вывод 24 имеет положительный потенциал относительно потенциала вывода 27. При этом с момента поступ ления синхронизированного с сетевым напряжением узкого управляющего импульса (длительность которого опре деляется собственным временем включения) на вход маломощного тиристора 21 последний отпирается и удерживаеГт ся в открытом состоянии током,протекающим по цепи: входной вывод 24, конденсатор 26, резистор 25, диод 22 тиристор 21, входной вывод 27. Пусть имеем режим об V (oL-yron поступления управляющего импульса в полупериоде сетевого напряжения на вход маломощного тиристора 21 и 20, - фазовый угол нагрузки 17). В этом случае с момента отпирания маломощного тиристора 21 появляется ток по цепи: входной вывод 24,нагруз ка 17, обмотка 16, маломощный раздел тельный диод 19, маломощный тиристор

21, входной вывод 27. При этом наводится ЭДС на вторичных обмотках трансформатора и появляется ток по цепи: обмотка 10,переход эмиттер-б;аза транзистора 8, диод 13, обмотка 10. Этим током включается транзистор 8 и появляется ток по цепи: зажим 5 источника питания, переход эмиттер-коллектор транзистора 8, управлякиций электрод силового тиристора 2, зажим 6 источника питания. Этот ток является отпирающим током тиристора 2. При этом тиристор 2 включается и почается и появится ток по цепи: зажим 3 источника питания, переход эмиттер-коллектор транзистора 7, управляющий переход силового тиристора 1, зажим 4 источника питания. Этим током включается силовой тиристор 1 и появляется ток по цепи: входной вывод 27, силовой тиристор 1, нагрузка 17, входной вывод 24. С момента отпирания силового тиристора цепь, состоящая из последовательно соединеных маломощного тиристора 20, маломощного разделительного диода 18, является ток по цепи: входной вывод . 24, нагрузка 17, силовой тиристор 2 входной вывод 27. С момента отпирания силового тиристора 2 цепь, состоящая из последовательно соединенных обмотки 16, маломощного разделительного диода 19, маломощного тиристора 21 шунтируется силовым тиристором 2. Б результате этого исчезает ток, протекающий через обмотку 16. При этом транзистор 8 закрывается и, следовательно, исчезает ток, протекающий через управляющий переход силового тиристора 2,- образуется задний фронт управляющего импульса силового тиристора 2. 1В связи с этим можно утверждать, что обеспечивается автоматическая корректировка длительности управля1Ьщего импульса силового тиристора в зависимости от параметров нагрузки 17. Аналогично отпирается силовой тиристор 1, но со сдвигом на, 180 эл. град, относительно момента отпирания силового тиристора 2. Рассмотрим процесс отпирания силового тиристора 1. Пусть входной вывод 27 имеет положительный потенциал относительно потенциала входного вывода 24. При этом с момента поступления узкого управляющего импульса на вход маломощного тиристора 20 последний отпирается и удерживается в открытом состоянии током перезарядки конденсатора 26. В этом случае с момента отпирания тиристора 20 появляется ток по цепи: входной вывод 27, маломощный тиристор 20, маломощньй разделительный диод tS, обмотка 16, нагрузка 17, входной вывод 24. При этом наводится ЭДС на вторичных обмотках трансформатора |11 и появляется ток по цепи: вторичная обмотка 9, переход эмиттер-база транзистора 7, диод 12, обмотка 9. В результате этого транзистор 7 вклю1обмотки 16 шунтируется силовым тирис тором 1. в результате этого исчезает ток, протекающий через обмотку 16. При этом транзистор 7 закрывается и следовательно исчезает ток, протекающий через управляющий перехо силового тиристора 1,- образуется I задний фронт управляющего импульса. Пусть имеем режим сС который достигается уменьшением значения oL . Допустим, в рассмотренный момент времени входной вывод 24 имеет положительный потенциал относительно потенциала входного вывода 27. При этом благодаря маломощному разделительному диоду 19 независимо от того, что силовой тиристор 1 находит ся в проводящем состоянии с момента поступления узкого импульса на вход маломощного тиристора 21, последний включается и удерживается в открытом состоянии током перезаряда конденсатора 26 (который протекает по цепи: входной вывод 24, конденсатор 26, резистор 25, диод , тиристор 21, входной вывод 27). Начиная с момента tut«V появляется ток по цепи: входной вывод 24, нагрузка 17, первичная обмотка 16, маломощный разделительный диод 19, маломощный тиристор 21, входной вывод 27. При этом наводится ЭДС на вторичных обмотках трансформатора 11, следовательно появляется ток по цепи: вторичная обмотка 10, переход эмиттер-база тран зистора 8, диод 13, обмотка 10. В ре зультате этого транзистор 8 включает ся и появляется ток по цепи: зажим 5 источника питания, переход эмиттер.коллектор транзистора 8, управляющий переход силового тиристора 2, зажим 3 6 источника питания. Этим током включается силовой тиристор 2 и появляется ток по цепи: входной вывод 24, нагрузка 17, силовор тиристор 2, входной вывод 27. С момента отпирания силового тиристора 2 последний шунтирует цепь,состоящую из последовательно соединенных обмотки 16, маломощного разделительного диода 19, маломощного тиристора 21. В результате этого исчезает ток, протекаюпщй через первичную обмотку 16 трансформатора. При этом транзистор 8 закрывается, следовательно, исчезает ток, протекающий через управляющий переход силового тиристора 2 - образуется задний фронт управляющего импульса. Управляющий импульс силового тиристора 1 образуется аналогично,но со сдвигом на 180 эл.град. относительно управляющего импульса силового тиристора 2. Предложенный регулятор выгодно отличается от известного,так как при применении его независимо от величины и характера сопротивления нагрузки, а также независимо от момента отпирания маломощных тиристоров,на управляющем переходе силовых тиристоров образуется узкий отпирающий импульс, длительность которого корректируется автоматически и определяется временем нарастания тока нагрузки до значения тока удержания силового тиристора. В результате этого уменьшается потребляемая мощность системой управления и рассеиваемая мощность на управляклцем переходе силового тиристора, что повьш1ает надежность устройства.

ОДНОФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два силовых тиристора, соединенных встречнопараллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подключения постоянной или переменной активно- индуктивной нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тиристора, отличающийс я тем, что, с целью повышения его надежности путем снижения мощности рассеивания на управлякицих переходах силовых тиристоров, катод первого маломощного тиристора соединен с анодом второго, их общая точка соединения подключена к первому входному выводу, анод первого маломощного тиристора соединен с катодом второго через две параллельные цепочки, состоящие одна из дополнительно введенных двух согласно соединенных маломощных разделительных диодов, а другая « из двух дополнительно введенных маломощных вспомогательных диодов, общая точка соединения маломощных вспомогательных диодов подключена к второму входному выводу через последовательно соединенные резистор и конденсатор, а общая точка соединения маломощных КЛ разделительных диодов подключена к первому выходному выводу через первичную обмотку трансформатора, каждая из вторичных обмоток которого подключена к переходу эмиттер-база одного из двух дополнительно введенных транзисторов через дополнительно введенсо о ные диод и резистор, а переход эмиттер-коллектор каждого из транзисто сд ров соединен с выводами для подключения источника питания постоянсо ного тока через управлякяций переход соответствующего силового тиристора.