Устройство для управления тиристорным преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

1 Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть испол зовано для управления тиристорными преобразователями. Известно устройство для управлени тиристорным преобразователем, содержащее генератор пилообразного напряжения, синхронизированный от электри ческой сети, и блок управляющего напряжения, соединенные выходами с вхо дами порогового элемента на операционном усилителе, выход которого связан с усилительно-формирующим блоком выходных импульсов (1 . Недостатком данного устройства яв ляется возможность управления силовыми тиристорами преобразователя только: при положительной полуволне сетевого напряжения. Поэтому для управления в течение обеих полуволн сетевого Hanpf женин потребуются два таких устройства, причем из-за разброса параметров элементов генераторов пилообразного напряжения углы включения тиристоров различны. Для уменьшения этого различия необходимо применять в генераторах пилообразного напряжения высокостабильные элементы с малыми разброса ми параметров от номинальных, что ведет к удорожанию устройства. Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату является устройство для управления тиристорным преобразователем, содержащее генератор пилообразного напряжения, вход которого предназначен для подключения к питающей сети, блок формирования управляющего напряжения, вход которого предназначен для подключения к нагрузке, выходы генератора пилообразного напряжения и блока формирования управляющего напряжения подключены к входам порогового элемента, и два формирователя импульсов управления, выходы которых являются вькодами ройства 12. Недостатками известного устройства являются невысокая надежность и малая помехоустойчивость, так как устройство состоит из значительного числа элементов с невысокой стабильностью и; малой помехоустойчивостью. Цепью изобретения является повьппение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем,что устройство Для управления i тиристорным преобразователем,содержащее генератор пилообразного напряжения, вход которого предназначен да1я 36 подключения к питающей сети, блок формирования управляющего напряжения, вход которого предназначен для подключения к нагрузке, выходы генератора пилообразного напряжения и блока формирования управляющего напряжения подключены к входам ijoporoBoro элемента, и два формирователя импульсов управления, выходы которых являются выходами устройства, снабжено счетным триггером, а формирователи импульсов управления содержат генератор, вьтолненный на элементе И-НЕ, трех элементах НЕ и первом конденсаторе, второй конденсатор и транзисторный усилитель с трансформаторным выходом, причем выход порогового элемента соединен с входом счетного триггера и первыми входами элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным входами счетного триггера соответственно, в каждом формирователе импульсов управления выход элемента И-НЕ соединен с одним выводом первого конденсатора и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом элемента И-НЕ и через третий элемент НЕ и второй конденсатор - с входом транзисторного усилителя . На фиг.1 представлена схема устройства на фиг.2 - временные, диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, блок 2 формирования управляющего напряжения, по роговой элемент 3 на операционном усилителе 4 с положительной обратной связью через резистор 5, распределитель 6 импульсов, выполненный на счетном триггере 7, формирователи 8 и 9 импульсов управления, каждьй из которых содержит высокочастотный генератор, собранный на элементах И-НЕ 10, трёх элементах НЕ 11-13 и конденсаторе 14. Устройство содержит также формирующую дифференцирующую цепь на конденсаторе 15 и резисторе 16,- усилительный каскад на транзисторе 17, включенном по схеме с общим эмиттером и импульсным трансформатором 18 в его коллекторной цепи, и развязывакщие полупроводниковые диоды 19 и 20 в первичной и вторичной цепях импульсного трансформатора. -Устройство работает следующим образом. На прямой вход порогового элемента 3 в виде операционного усилителя 4, охваченного положительной обратной связью через резистор 5, подается пилообразное напряжение удвоенной часто ты сети от генератора 1, а на инверсный вход - напряжение управления от блока 2. При превышении напряжения Уд (фиг.2а) на прямом входе операционного усилителя над напряжением и на его инверсном входе операционный усилитель за счет положительной обратной связи через резистор 5 мгновенно переключается, а при резком спа дении напряжения ti-Q. в конце его пе риода возвращается в исходное состояние. Напряжение Uj- (фиг.26) прямоуголь ной формы с выхода операционного усилителя 4 поступает на вход- счетного триггера 7,а также на вход формирователей 8 и 9. Формирователь 8 (или 9) содержит на входе управляемый высокочастотный генератор на элементах И-НЕ 10-13 и хронирующем конденсаторе t4. На первый вход элемента И-НЕ 10 поступает . сигнал Ujjj с прямого выхода триггера 7, на второй -.напряжение UQ с выхода порогового элемента 3, имеющее двойную частоту и регулируемую длительность, определяющую углы включения ( и оСо силовых тиристоров, а на тре тий вход - напряжение положительной обратной связи с выхода элемента И-НЕ 12. При наличии напряжения одновремен но на первом и втором входах логического элемента И-НЕ 10 с прямого выхо да Триггера 7 и выхода порогового элемента 3 высокочастотный генератор вступает в работу и формирует высокочастотные импульсы необходимой частоты, определяемой емкостью хронирующего конденсатора 14 и скважностью, равной двум, которые, проходя дифференцирующую цепь, состоящую из конден сатора 15 и резистора 16, укорачиваются до необходимой длительности и приобретают оптимальную форму для наи более эффективного открытия силовых тиристоров: крутой передний фронт и экспоненциально спадаюпшй задний. Длительность пачки высокочастотных импульсов равна углу проводимости силовых тиристоров и обеспечивает их надежное включение, исключает самопроизвольное выключение при прерывистом токенагрузки. Усиление импульсов до необходимого уровня осуществляется усилителем на транзисторе 17 с нагрузкой в цепи коллектора в виде импульсного трансформатора 18, вторич-. ная обмотка которого является выходной. Для исключения подачи отрицательного уровня импульсов на управляющий электрод силового тиристора служит диод 20. Для снятия напряжений и улучшения пэремагничивания сердечника импульсного трансформатора его первичная обмотка шунтирована диодом 19. За счет использования распределителя импульсов в виде счетного триггера 7 с прямым и инверсным выходами подача пачки импульсов на силовой тиристор с целью снижения потерь мощности в нем производится только при положительном напряжении на его аноде, а использование в канале управления общих блоков генератора пилообразного напряжения 1 и управляющего напряжения 2 обеспечивает равенство углов включения силовых тиристоров при положительной и отрицательной полуволнах сетевого напряжения. Предлагаемое устройство характеризуется простотой схемы, малым количеством элементов, компактностью выполнения и повышенной надежностью в работе при оптимальной форме импульсов управления силовыми тиристорами. Предлагаемое устройство может быть использовано в многофазных преобразователях. Количество каналов определяется количеством фаз преобразователя при общем блоке управляющего напряжения.

ъ

, Vu2:2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор пилообразного напряжения, вход которого предназначен для подключения к питающей сети, блок формирования управляющего напряжения, вход которого предназначен для подключения к нагрузке, выходы генератора пилообразного напряжения и блока формирования управляющего напряжения подключены к входам порогового элемента, и два формирователя импульсов управления, выходы которых являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено счетным триггером, а формирователи импульсов управления содержат генератор, выполненный на элементе И-НЕ, трех элементах НЕ и первом конденсаторе, второй конденсатор и транзисторный усилитель с трансформаторным выходом, причем выход порогового элемента соединен с входом счетного триггера и первыми входами элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным входами счетного триггера соответственно, в каждом формирователе импуль-С сов управления выход элемента И-НЕ соединен с одним вьшодом первого кон- f/j денсатора и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом элемента И-НЕ и через третий Q . элемент НЕ и второй конденсатор - с входом транзисторного усилителя. 05 со О5