Устройство для фазового управления тиристорным выпрямителем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/24 

1 1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фазового управления тиристорными выпрямителями и переключателями переменного тока. Известно устройство для фазового управления тиристорами, содержащее релаксационный генератор пилообразного напряжения на однопереходном транзисторе с нагрузкой в цепи первой базы, коммутирующий транзистор, подключенной входом к источнику синхронизирующего напряжения, и дополнительный транзистор П. Недостатком данного устройства является низкая надежность, так как во время работы его источник питани непрерывно подключен к релаксационн му генератору пилообразного напряже ния на однопереходном транзисторе. Это затрудняет работу схемы, особен но при питании выпрямителя, выходно напряжение которого изменяется с помощью тиристоров от сети частотой 400 Гц. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является формирователь управлякицих импульсов для вентильных преобразователей, содержащий соединенные конденсатор и управляемый ключ, источники синхронизирующего и упр авляющего напря жений, выходной усилитель и вспомогательный транзистор 2. Недостатком известного устройств является следующее. Из-за необходимости получения достаточной линейности пилообразног напряжения необходимо повышать напря жение питания, а для получения пило образного напряжения малой длительно сти. Порядка 0,21 мс, необходимо снижать величину сопротивления переменного резистора времязадающей цепочки. Это приводит к тому, что ток ограничиваемый им, будет больше тока удержания тиристора, и работа схемы нарушится. Применение высоких напряжений в источнике питания устройства увеличи вает помехи, создаваемые на соседних каналах в случае применения его в трехфазных регулируемых выпрямителях что приводит к снижению надежности его в работе в переходных режимах. Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе. 2 Поставленная цель достигается тем, что в устройство для фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее управляемый ключ, состоящий из однопереходного транзистора с нагрузкой в цепи первой базы и конденсатора, подключенного одним выводом к эммиттеру однопереходного транзистора и к источнику управляющего напряжения, а другим - к общей шине, источники питающего, синхронизирующего и управляющего напряжений и выходной усилитель, первый и второй транзисторы, введена переключающая цепочка, состоящая из тиристорного оптрона, анод светодиода которого подключен к первой базе однопереходного транзистора источника синхронизирующего напряжения, а катод светодиода его - через резистор к общей шине устройства, причем анод фототиристора тиристорного оптрона через резисторный делитель, средняя точка которого подключена к базе первого транзистора, подключен к источнику питания и через резистор к базе второго транзистора, коллектор которого подключен к катоду фототиристора тиристорного оптрона, коллектор первого транзистора через резистор подключен к второй базе однопереходного транзистора управляемого ключа и через светодиоды тиристорных оптронов выходного усилителя и резистор - к коллектору транзистора выходного усилителя, причем коллектор второго транзистора подключен к катоду фототиристора тиристорного оптрона, его. эммитер - к общей шине устройства, а база второго транзистора через дифференцирующую цепочку подключена к коллектору транзистора выходного усилителя. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 эпюры напряжений, поясняющие работу устройства. Выпрямленное и пониженное по амплитуде напряжение сети подается на входы 1 и 2. Амплитуда напряжения полусинусоидальной формы ограничивается параметрическим стабилизатором, состоящим из резистора 3 и стабилитрона 4. Стабилитрон 5, резисторы 6-9 и конденсатор 10 обеспечивают рабочий режим однопереходного транзистора 11, входящего в состав источника синхронизирующего напряжения. Тиристорный оптрон 12, резисторы 13-15, первый 16 и второй 17 транзисторы и дифференцирующая цепочка, состоящая из резистора 18 и конденсатора 19, явля ются связующей переключающей цепочко между источником 20 питающего напряж ния, вводом питания управляемого клю ча и выходного усилителя 21. Выходной усилитель состоит из транзистора 22, резистора 23, тиристорных оптронов 2А и 25 и ограничивающих резисто ров 26 и 27. Управляемый ключ состои из однопереходного транзистора 28 с подключенным к его эмиттеру конденсатором 29, резисТром 30 в цепи первой базы и резистром 31 в цепи второ базы однопереходного транзистора 28. Регулируемый источник управляемого напряжения подключен к клеммам 32 и 33. Цепочка, состоящая из резистора ЗА и диода 35, обеспечивает надежное запирание транзистора 22 выходного усилителя до прихода управ ляющего импульса, снимаемого с резис тора 30. На фиг. 2 обозначено входное напряжение - 2а; выходное напряжение стабилитрона 4-26; импульс, формируемый резистором 8 - 2в; напряжение на клемме 21 - 2г; выходное напряжение на выходе конденсатора 29 - 2д; импульс, формируемый на выходе однопереходного транзистора 28 - 2е; выходное напряжение силовых тиристоров - 2ж,з,о. Устройство работает следующим образом. Синхронизирующее напряжение сети после понижения по амплитуде и выпрямления поступает на входы 1 и 2 устройства (фиг. 1). Эпюры этого напряжения показаны в точке G на фиг. 2. Это напряжение ограничивается и стабилизируется по амплитуде двумя параметрическими стабилизаторами напряжения. Первый состоит из резистора 3 и стабилитрона 4, а второй - из резистора 6 и стабилитрона Для формирования импульсов синхронизации, совпадающих по времени с переходом напряжения сети через ноль, использован однопереходный транзистор КТ117. Напряжение между первой и второй базами однопереходного транзистора 11, ограниченное стабилитроном 4 (фиг. 2), подается синхронно с напряжением сети. Такой же формы напряжение, по амплитуде авное величине, недостаточной для пробоя промежутка эмиттер - база однопереходного транзистора 11, со стабилитрона 5 через резистор 7 заряает конденсатор Ю. В момент времени, совпадающий с переходом напряжения сети через ноль, конденсатор 10 разряжается по цепи эмиттер-база однопереходного транзистора 11, светодиод тиристорного оптрона 12, резистор 8. Формируемый импульс (фиг. 2в) открывает фото.тиристор тиристорного оптрона 12, так как транзистор 17 открыт положительным смещением, поступающим через резистор 15. Ток через фототиристор тиристорного оптрона 12, проходя через резисторы 13 и 14 резисторного делителя, создает падение напряжения на резисторе 13, достаточное для открывания транзистора 16. Напряжение и, с источника питания 20 поступает на ввод вькодного усилителя 21. База однопереходного транзистора 28, который служит управляемым ключом, через резистор 31 оказывается под напряжением. Переход эмиттер-база однопереходного транзистора 28 запирается и конденсатор 29 начинает заряжаться от источника управляющего напряжения , подключенного к клеммам 32 и 33 (фиг. 1). Скорость зр.ряда конденсатора 29 зависит от силы тока источника () (фиг, 2д) . В момент достижения напряжения на конденсаторе 29 величины, равной напряжению пробоя перехода эмиттербаза однопереходного транзистора 28, этот переход пробивается и на резистор 30 нагрузки, в цепи первой базы управляемого ключа - однопереходного транзистора 28 формируется импульс, форма которого показана на фиг. 2е. Этот импульс открывает транзистор 22 выходного усилителя. Ток, ограничен-. ный резистором 23, проходит через светодиоды тиристорных оптронов 24 и 25. Фототиристоры этих оптронов своими анодами подключены к анодам встречно-параллельно включенных силовых тиристров, а их катоды через резисторы 26 и 27 - к управляющим электродам силовых тиристоров. Форма тока через управляющие электроды силовых тиристоров показана на фиг.2ж,з. В устройстве могут быть использованы и другие схемы построения выходного усилителя. Напряжение на коллек51115торе транзистора 22 дифференцируется цепочкой, состоящей из резистора 18 и конденсатора 19. Импульс отрицательной полярности поступает на базу транзистора 17 и запирает его. Одновременно запирается тиристор тиристорного оптрона 12. Запирается транзистор 16 и напряжение UnwT отключается от

а управляемого ключа. Напряжение на клемме 21 показано на фиг. 2г. Таким образом, напряжение на управляемый ключ подается в момент перехода синхронизируещего напряжения сети через ноль и снимается с него в момент формирования первого импульса управления силовыми тиристорами.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО. УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ содержащее управляемый ключ, состоя щий из однопереходного транзистора нагрузкой в цепи первой базы и конденсатора, подключенного одним выво дом к эмиттеру однопереходного тран зистора и к источнику управляющего .напряжения, а другим - к общей шине источники питающего, синхронизирующ го и управляющего напряжений и выхо ной усилитель, первый и второй тран зисторы, отличающееся тем, что, с целью повьпиения надежно сти в работе, в него введена перекл чающая цепочка, состоящая из тиристорного оптрона, анод светодиода которого подключен к первой базе однопереходного транзистора источника синхронизирующего напряжения, а катод светодиода его - через резистор к общей шине устройства, причем анод фототиристора тиристорного оптрона через резисторный делитель, средняя точка которого подключена к базе первого транзистора, подключен к источнику питания и через резистор к базе второго транзистора, коллектор которого подключен к катоду фототиристора тиристорного оптрона, коллектор первого транзистора через резистор подключен к второй базе однопереходного транзистора управляемого ключа и через светодиоды тиристорньк оптронов выходного усилителя и резистор к коллектору транзисторного выходного усилителя, причем коллектор второго транзистора подключен к катоду фототиристора тиристорного оптрона, его эмиттер - к общей шине устройства, а база второго транзистора через Дифференцирующую цепочку подключена к коллектору транзистора выходного усилителя. К анодам cvmSbtx nrupvcmopoS 25 КупроВйяющи aaeKffTfloArff ci/iKrXnjr jm/flucffvpoo