Тиристорный регулятор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 

Изобретение относится к эяектротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения на статорной обмотке асинхронного электродвигателя с целью плавного пуска и изменения его частоты вращения.

Известны тиристорные регуляторы переменного йапряжения, работ аквдие на нагрузки с переменным реактивным сопротивлением (переменное активноиндуктивно-емкостное сопротивление) состоящие из силовой части, выполненной на силовых диодах и тиристорах, системы фазоимпульсного управления, выполненной на мгшомо1цных диодах, RC-цепи, динисторе, ста- 5 билитроне, маломощном тиристоре и резисторах. В этих регуляторах напря жение на нагрузке регулируется фазовым принципом управления 1 и 2..20

Однако в тиристорном регуляторе 1 длитель юсть управляющих импульсов зависит от параметров нагрузки, а нёшичие синхронизиру1 йдего трансформатора, источников смещения 25 и управления увеличивает вес и габариты устройства, кроме того, имеет . место асимметрия па фазе управляющих импульсов, обусловленная технологическим разбросом па аметровjo транзисторов.

Недостатком тиристорного регулятора . 2J - многоэлементность схема правления а также большой вес и габариты силовой части из-за наличия шести силовых вентилей.

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор переменного напря ечия, содержащий силовую часть, включающую в две встречно-параллельйо включенные ветви, каждая из40

которых состоит из последовательно соединенных силового тиристйра и разделительного диода и включен между первым входным выводом для подключения питающей сети и першм 45 выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной вывод, являкхцийся общим с вторым выходным выводом, систему фазоимпульсного управения , включающую мостовой маломощный 50 выпрямитель, к выходу которого подключены параллельно соединенные стабилитрон и С-цепь с переменным параметром, общая точка соединения конденсатора и резистора с перемен- ее ным сопротивлением которой подключена через динистор к управляющему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным полюсом маломощного клпря- . мителя,и С-цепь с постоянными параметрами СЗ.

Недостатком известного регулятора является то, что для обеспечения регулирования напряжений на.

нагрузке с переменным активноемкостно-индуктивным сопротивлением, через вторичную обмотку понижающего трансформатора должен протекать ток, не меньше тока удержания силового тиристора, продолжительностью примерно равной периоду сетевого напряжения приблизително в течение полупериода ток через обмотку протекает в одном направлении и столько же времени - в другом) , Кроме того, первичная обмотка подключена к сетевому напряжению. Поэтому наличие трансформатора, рассчитанного на описанный режим работы, ухудпает весогабаритный показатель регулятора.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей при обеспечении .регулирования напряжения на нагрузке с переменным реактивным сопротивлением.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном регуляторе. переменного напряжения, содержащем силовую часть, включающую в себя две встречно-параллельно включенные ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных , силового тиристора и разделительного диода, и включена между первым входным выводом для подключения питающей сети и первым выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной являющийся общим с вторым выходным выводом, систему фазоимпульсного управления, включакяцую мостовой маломощный выпрямитель, к выходу которого подключены параллельно соединенные стабилитрон и RC-цепь с переменным параметром, общая точка соединения конденсатора и резистора с переменным сопротивлением которой подключена через динистор к управляющему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным пол|осом маломощного выпрямителя, и R С-цепь с постоянными параметрами, точки соединения силового тиристора и разделительного диода указанных ветвей соединены между собой через два иэ четырех дополнительно введенных и поеледовательно соединенны маломощных диода, общая точка соединения которых подключена к общей точке соединения одного соответствующего входного зажима маломсяцного выпрямителя и конденсаторй R С-цепи с постоянными параметрами, резистор которой соединен с вторым входным .выводом, другой входной зажим выпрямителя соединен с первым входным выводом, анод мгшоМО1ЦНОГО тиристора подключен к общей точке соединения первичных обмоток двух дополнительно введенных импульсных трансформаторов, причем свободные выводы первичных обмоток через соответствующие третий и четвертый маломощные диоды подключены к первому входному выводу и к обшей точке соединения первых двух маломощных диодов, а вторичная обмотка, каждого импульсного трансформатора подключена к управляющему переходу о/(ного из силовых тиристоров. На чертеже представлена схема тиристорного регулятора переменного напряжения. Тиристорный регудятор содержит силовую часть,выполненную на встре но включенных силовых тиристорах 1 и 2, силовых разделительных диодах и 4, нагрузку 5 с переменным реакти ным сопротивлением, маломощный мостовой выпрямитель на диодах 6 - 9„ Общая точка соединения диодов 6 и 9 непосредственно соединена с анодом и катодом силовых тиристоров 1 и 2 соответ.ственно, а также с одним зажимом сети. К выходу мостового выпрямителя подключен стабилитрон 10, параллельно которому подключена RC-цепь с переменным параметром, выполненная на резисторе 11 с пере менным сопротивлением и конденсаторе 12. Общая точка соединения последних подключена к управляющему электроду маломощного тиристора 13 через динистор 14. Регулятор содержит также маломощные диоды 15 - 18, импульсные трансформаторы 19 и 20, резистор 21 и RC-цепь с постоянными-параметрами, выполненную на конденсаторе 22., резисторе 23. Вторичные обмотки импульсных трансформаторов 19 и. 20 соответственно подкл1& чены к управляющим переходам силовы тиристоров 1 и 2, а первичные обмот ки соединены последовательно, общая точка соединения последних подключена к аноду тиристора 13, а также через резистор 21 - с .положительным йолюсом мостового выпрямителя, выводы первичных обмоток подключены к входу мостового выпрямителя через соответствующие маломощные диоды 15 и 16.Другой входной Зс1жим мостового выпрямителя, образованный соединением катода диода 7 и анода, диода 8, подключен к аноду и, катоду си ловых разделительных диодов 3 и 4 через маломощные диоды 17 и 18 соот ветственно, и к нагрузке 5 и зажиму сети через RC-цепь с постоянным параметром. Устройство содержит также входные выводы 24 и 25 для подключения сети. Устройство работает следующим образом. При подаче на входные выводы зажимов 24 и 25 переменного напряжения и при запертых в этот момент тиристорах 1, 2 и 13 и динисторе 14 часть напряжения, приложенного к зажимам 23 и 24, выпрямляется диодами 6 - 9 и оно стабилизируется стабилитроном 10. Напряжением стабиг литрона 10 заряжается конденсатор 12 через резистор 11 и при до стижёнии конденсатором 12 напряжения переключения динистора 14 последний включается. В результате конденсатор 12 разряжается по цепи: обкладка конденсатора 12, динистор 14, управляющий переход тиристора 13, другая обкладка конденсатоf)a 12. Этим разрядным током включается тиристор 13. С момента включения тиристора 13 появляется ток по цепи (в рас- . сматриваемзтй момент времени зажим 25 имеет положительный потенциал относительно потенциала зажима зажим 25, диод 6, резистор 21, тиристор 13, диод 7, конденсатор 22, резистор- 23, зажим 24, с этого момента начинает протекать ток по цепи: зажим 25, диод 15, первичная обмотка трансформатора 19/ тиристор 13, диод 7, конденсатор 22, резистор 23, зажим 24. При этом появляется напряжение на вторичной обмотке трансформатора 19, в результате, чего появляется ток через управляклций пере ход силового тиристора 1, и последНИИ отпирается. С момента отпирания силового тиристора 1 появляется ток по цепи: зажим 25, тиристор 1, диод 17, конденсатор 22, резистор 23, зажим 24 (величина этого тока определяется током удержания силового тиристора), и силовой тиристор 1 удерживается в открытом состоянии этим током. с момента отпирания силового тиристора 1 цепь, состоящая из последовательно соединенного тиристора 1 и маломощного диода 17, шунтирует входную цепь маломсадного выпрямителя, вследствие чего тиристор 13 запирается и исчезает ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора 19, что является причиной исчезновения тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора - образуется задний фронт управляквдего импульса, т.е. осуществляется автоматическая корректи-. ровка ширины управлйющего импульса, длительность которого определяется собственным временем включения силового тиристора 1. С момента отпирания тиристора 1 и разделительного диода 3 появляется ток по цепи: зажим 25, тиристор 1, разделительный диод 3, нагрузка 5, зажим 24. Аналогично образуется управляющий импульс на входе силового тиристора 2, но съ сщвигом на 180 эл.град. относительно момента появления управляющего импульса на входе тиристора 1, т;е. зажим 24 имеет положительный потенциал относительно зажима 25. При atoM конденсатор 12 через резистор 11 также запирается напряжением стабилитрона 10. При достижении конденсатором 12 напряжения переключения динистора 14 последний включается и отпирается тиристор 13 от разрядного тока конденсатора 12. С момента включения ти зистора 13 появляется ток по цепям: зажим 24, резистор 23, кондейсатор 22, диод 8 резистор 21 тиристор 13,диод 9, зажим 25, а также зажим 24, резистор 23, конденсатсф 22, диод 16, первичная обмотка трансформатора 20 тиристор 13, дисА 9, зажим 25. При этом появляется Напряжение на вторичной обмотке трансформатора 20 в результате чего появляется Tok через управляющий переход силового тиристора 2, и последний отпирается С момента отпирания силового тиристора 2 появляется ток до цели: зажим 24, резистор 23 конденсатор 22, маломоошый Диод 18, силовой тиристор 2, зажим 25 (величина этого тока определяется током удержания силового тиристораЗ. С момента отйирания силового тиристора 2 цепь, состоящая из посл довательно соединенного тиристора 2 и маломощного диода 18, шунтирует Ёход маломощного выпрямителя, вследствие чего тиристор 13 запирается и исчезает ток, протекающий через Первичную обмотку трансформатора 20, что является причиной исчезновения тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора 2 - образуется задний Фронт управлякадего импульса. С момента отпирания тиристора 2 и разделитель ного диода 4 появляется ток по цепи зажим 24, йагрузка 5, разделительный диод 4, силовой тиристор 2, зажим 25. Изменение величины напряжения на нагрузке достигается с изменением сопротивления резистора 11 ,в результате соответствующего изменения скорости заряда конденсатора 12. при этом соответственно изменяются моменты отпирания динистора 14, тиристора 13 в попупериоде сетевого напряжения. Это и является причиной изменения фазы управляющих импульсов силовых тиристоров и, следовательно, момента отпирания последних. При наличии разделительных 3 и 4 и маломощных 17- и 18 диодов цепь нагрузки 5 и цепь, состоящгш из конденсатора 22 и резистора 23, взаимно разделены. По этой причине включение силовых тиристоров 1, 2 и удержание их в открытом состоянии током, протекакющм через конденсатор 22 и резистор 23, осуществляется независимо от величины и характера нагрузки 5, причем длительность отпирающих импульсов силовых тиристоров определяется временем включения последних. Поэтому для обеспечения регулирования напряжения на нагрузке с переменным ак1 ивно-емкост но-индуктивным (любым переменным реактивным) сопротивлением через вторичную и первичную обмотку трансформаторов 19 и 20 протекает ток с продолжительностью, равной собственному времени включения силовых тиристоров. Величина тока, протекающего по вторичным обмоткам трансформаторов, определяется током управления силоилх тиристоров. А первичные обмотки трансформаторов подключены к напряжению на стабилитроне 10. Таким образом, применение предлагаемого изобретения улучшает весогабаритный показатель регулятора по сравнению с известным устройством.

f

т -КЬ

21

тч

/г

О

гг

J

ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовую часть, включающую в себя две встречно-параллельно включенные ветви, каждая из котЬрых состоит из последовательно соединенных .силового тиристора и разделительного диЬда и включена между первым входным выводом для подключения питающей сети и первым выходным выводом для подключения нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим с вторым выходным выводом, систему фазоимпульсного управления, включающую мостовой маломощный выпрямитель , к выходу которого подключены параллельно соединенные стабилитрон и Rc-цепь с переменным napaNETpoM, общая точка соединения конденсатора и резистора с переменным сопротивлением которой подключена через динистор к управляющему электроду маломощного тиристора, катод которого соединен с отрицательным полюсом маломощного выпрямителя, и RC-цепь с постоянными параметрами, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при обеспечении регулирования напряжения на нагрузке с переменным реактивным сопротивлением, точки соединения силового тиристора и разделительного диода указанных ветвей соединены между собой через два из четырех дополнительно введенных и последовательно соединенных маломощных диода, общая точка соединения которых подключена к общей точке соединения одного соответствующего входного зажима (Л маломощного выпрямителя и конденсатора RC-цепи с постоянными параметрами, резистор которой соединен с вторым входным выводом, другой входной зажим шапрямителя соединен с первым входным выводом, анод маломощного тиристора подключен к общей точке соединения первичных обмоток двух дополнительно введенсо со со vj ных импульсных трансфор{4аторов, причем свободные выводы первичных обмоток через соответствукнцие третий и четвертый маломощные диоды .подключены к первому входному выво;Ду и к общей точке соединения первых двух маломощных диодов, а вторичная обмотка каждого импульсного трансформатора подключена к управляющему переходу одного из силовых тиристоров.