Устройство для управления тиристорами Советский патент 1985 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам импульсного фазового управления тиристорами и может быть использовано, например, для осуществления плавного пуска асинхронного двигателя или для управления трехфазным выпрямителем.

Известны устройства для управления тиристорами, содержащие фазосдвигающие R С-цепи и пороговые элементы для формирования управляющих импульсов 1.

Недостатком этих устройств является нестабильность формирования фазы угла управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления тиристорами, содержащее три канала управления по числу фаз, каждый из которых содержит синхронизирующий однофазный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена через диод к накопительному конденсатору, подключенному через тиристор к первичной обмотке импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для подключения к управляющему переходу силового тиристора, и источник питания, подключенный к релаксационному генератору на однопереходном транзисторе, вход которого выполнен в виде фазосдвигающей RC-цепи, а выход подключен к управляющему переходу силового тиристора, и источник питания, подключенный к релаксационному генератору на однопереходном транзисторе, вход которого выполнен в виде фазосдвигающей RC-цепи, а выход подключен к управляющему переходу тиристора, причем к одной из клемм источника питания подключен переменный резистор 2.

Недостатл ом известного устройства является разброс формирования угла по каналам управления.

Цель изобретения - повышение стабильности управления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления тиристорами, содержащее три канала управления по числу фаз, каждый из которых содержит синхронизирующий однофазный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена через диод к накопительному конденсатору, подключенному через тиристор к первичной обмотке импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для подключения к управляющему переходу силового тиристора, и источник питания, подключенный к релаксационному генератору на однопереходном транзисторе, вход которого выполнен в виде фазосдвигающей RC-цепи, а выход подключен к управляющему переходу тиристора, причем к одной из клемм источника питания подключен

переменный резистор, снабжено дополнительным источником питания, первый канал управления снабжен узлом синхронизации, выполненным в виде дополнительной обмотки синхронизирующего трансформатора, подключенной через базовый резистор к база-эмиттерному переходу транзистора, и двух дополнительных обмоток импульсного трансформатора, второй и третий каналы снабжены каждый дополнительным тиристором, причем дополнительный источник питания подключен к в.ходу релаксационного генератора первого канала через транзистор синхронизирующего узла, входы релаксационных генераторов второго и третьего каналов - через дополнительные тиристоры, управляющие переходы которых подключены к дополнительным обмоткам импульсного трансформатора, а вход источника питания - к синхронизирующему напряжению.

Кроме того, каждый канал управления снабжен дополнительным диодом, терморезистором и индикатором, включенным в цепь заряда накопительного конденсатора, причем последовательно соединенные терморезистор и переменный резистор подк тючены к выходу источника питания, а точка их соединения через дополнительный диод подключена к второй базе однопереходного транзистора релаксационного генератора.

На чертеже представлена схема устройст ва.

Устройство для управления тиристорами содержит три канала 1-3 управления по числу фаз А, В, С сети и два источника 4 и 5 питания первый из которых выполнен в виде нестабилизированного выпрямителя, вход которого подключен к синхронизирующему напряжению сети. Каждый канал 1-3 управления содержит синхронизирующий трансформатор 6 с дополнительной обмоткой 7 и вторичной обмоткой 8, подк тюченной через диод 9 к накопительно.му конденсатору 10, который через тиристор 11 подключен к первичной обмотке импульсного трансформатора 12 с вторичной 13 и двумя дополнительными 14 и 15 обмотками, релаксационный генератор 16 на однопереходном транзисторе 17, вход которого образован фазосдвигающей RC-цепью 18 из конденсатора и регулировочного резистора 20. Релаксационный генератор 16 подключен к выходу питания источника, зашунтированному последовательно соединенными терморезистором 21 и переменным резистором 22, через базовые резисторы 23 и 24 однопереходного транзистора 17. Точка соединения резисторов 21 и 22 соединена через дополнительный диод 25 с второй базой транзистора 17, а выход генератора 16, образованный базовым резистором 24, подключен к управляющему электроду тиристора 11. Дополнительный источник 5 питания подключен к входу релаксационного генератора 16 первого капала 1, зашунтированному нагрузочным резистором 26 через транзистор 27 узла 28 синхронизации, база которого через базовый резистор 29 подключена к дополнительной обмотке 7 трансформатора 6, и к входам генераторов 16 каналов 2 и 3 - через дополнительные тиристоры 30 и 31, управляющие переходы которых подключены к дополнительным обмоткам 14 и 15 импульсного трансформатора 12 соответственно. В цепь заряда накопительного конденсатора 10 каждого канала включен индикатор 32.

Устройство работает следующи.м образом.

После подачи напряжения от питающей сети накопительный конденсатор 10 через диод 9 заряжается до амплитудного значения напряжения на обмотке 8. Отрицательная полуволна напряжения дополнительной обмотки 7 через резистор 29 открывает транзистор 27 узла 28 синхронизации и напряжение источника 5 питания с нагрузочного резистора 26 подается на фазосдвигающую цепь 18. Конденсатор 19 начинает заряжаться до уровня срабатывания однопереходного транзистора 17, после чего открывается тиристор 11, и накопительный конденсатор 10 разряжается через первичную об.мотку и.мпульсного транс форматора 12, на выходной обмотке 13 которого формируется управляющий импульс.

Одновременно импульсы с синхронизирующих обмоток 14 и 15 подаются на дополнительные тиристоры 30 и 31, которые открываются, и напряжение источника 5 питания подается на второй (В) и третий (С) каналы. Процессы, протекающие в этих каналах, аналогичны процессам в первом канале. Отличие только в том, что во втором канале срабатывание однопереходного транзистора происходит через 120 эл. град., а в третьем канале - через 240эл. град, относительно первого канала, который является задающим. Фазы срабатывания устанавливаются с помощью регулировочных резисторов 20 фазосдвигающих RC-цепей во втором и третьем каналах и в процессе работы не меняются. Питание фазосдвигающих RC-цепей 18 и генераторов 16 каналов 2 и 3 осуществляется тоже от источника 5, что делает работу устройства независимой от колебаний напряжения питающей сети.

Настройка фазосдвигающих RC-цепей 18 второго и третьего каналов фиксирована.

а управление работоГ всего устройства осуществляется с п()мо1Ц1 н1 o.uioro переменного резистора 20 ()слвигак)1цеГ1 цени 18 перв()1Ч) капала. При уго.м обеспечивается

симметрия токов по ((шзам.

Питание одпопереходпого транзистора 17 только первого канала от нестаби.щзированного выпрямите.чя 4, luxiK.noMCHiioid к питающеГ сети, позволяет стаби.шзиронать выходные параметры (ток пуска асинхронного двигателя, вьгчодпое напряжение управляемого трехфазного выпрямителя) при колебаниях напряжения сети. Так. с унелпчением (уменыпением) напряжения увелпчивается (уменьшается) междубазовое

5 напряжение однопереходного транзистора 17. Это нриводит к его срабатыванию при большем (мен1)П1ем) напряжении на конденсаторе 19, что равносильно смещению во времени (относите.ПзПо синусоиды питающей сети) управляющего импульса. С уменьщением (уве.чичением) напряжения сети импульс соответствеипо сдвпгается к пачалу (концу) синус(), т.е. имеет месте) стабилизация выходных параметров.

5Терморезистор 21, переходно11 диод 25

и переменный резистор 22 входят в состав моста, образованного однопереходным транзистором 17 и базовым резистором 23. При нормальной (+20°С) температуре мост настраивается переменным резистором 22 так, что переходной диод 25 заперт небольшим (около 0:5В) напряжением. С понижением температуры уве.чичивается коэффициент передачп одпопереходного транзистора 17, что приводит к увеличес нию значений выходных параметров. По одновременно увеличивается и сопротпвление терморезистора 21, переходной диод 25 открывается, п потенцпал второй базы однопереходного транзистора 17 повыптется, что приводит к компенсацпи ухода его

коэффициента передачи. Аналогично происходит компенсация во втором и третьем каналах.

Введение в цепи заряда накопительных 5 конденсаторов 10 индикатора 32 позво.1яет по характеру его свечения (не горит, горит вполнакала, горит ярко, 1орит прерывисто) оперативно определять работоспособпост) устройства или вышедщие из строя элементы, что упрощает эксгыуатацию устройства. 0 Таким образом, изобретение позво.1яет улучшить эксплуатационные характеристики устройства благодаря повышению сгабильиостп формирования фазы iiMiiy.ibcon разных каналов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ, содержащее три канала управления по числу фаз, каждый из которых содержит синхронизирующий однофазный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена через диод к накопительному конденсатору, подключенному через тиристор к первичной обмотке импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого предназначена для подключения к управляющему переходу силового тиристора, и источник питания, подключенный к релаксационному генератору на однопереходном транзисторе, вход которого выполнен в виде фазосдвигающей RC-цепи, а выход подключен к управляющему переходу тиристора, причем к одной из клемм источника питания подключен переменный резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности управления, оно снабжено дополнительным источником питания, первый канал управления снабжен узлом синхронизации, выполненным в виде дополнительной обмотки синхронизирующего трансформатора, подключенной через базовый резистор к база-эмиттерному переходу транзистора, и двух дополнительных обмоток импульсного трансформатора, второй и третий кан-алы снабжены каждый дополнительным тиристором, причем дополнительный источник питания подключен к входу релаксационного генератора первого канала через транзистор синхронизирующего узла, входы релаксационных генераторов второго и третьего каналов - через дополнительные тиристоры, управляющие переходы которых подключеi ны к дополнительным обмоткам импульсного трансформатора, а вход источника пиСЛ тания - к синхронизирующему напряжению. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый канал управления снабжен дополнительным диодом, терморезистором и индикатором, включенным в цепь заряда накопительного конденсатора, причем последовательно соединенные терморезистор и переменный резистор подключены к выходу О5 источника питания, а точка их соединения со через дополнительный диод подключена к второй базе однопереходного транзистора релаксационного генератора.