Известные устройства для формирования и фазного регулирования прямоугольных импульсов сеточного управления многофазными ионными преобразователями, содержащие полуволновые магнитные усилители, управляемые с помощью общего переменного активного сопротивления, не обеспечивают стабилизации ширины и амплитуды управляющих импульсов.
В предлагаемом устройстве предусматривается выполнение блока питания с источником постоянного напряжения, общим для всех фаз, и с однополупериоднылш выпрямителями для каждой фазы, включенными на балластное сопротивление; в блоке формирования управляющих импульсов предусматривается включение первичных обмоток сеточных трансформаторов между двумя нагрузочными сопротивлениями полуволновых магнитных усилителей разных фаз. Такое выполнение устройства позволяет стабилизировать ширину и амплитуду импульсов сеточного управления.
Блок питания предлагается выполнить с двухполупериодными выпрямителями, включенными на балластное сопротивление последовательно с дополнительным источником синусоидальной э.д.с.; в блоке формирования первичные обмотки трансформаторов могут быть включены в противофазные цепи вместо нагрузочных сопротивлений, причем формирование импульсов осуществляется во вторичных обмотках этих трансформаторов.
На фиг. 1 изображена схема основного элемента описываемого устройства в однофазном исполнении; на фиг. 2 - схема описываемого устройства для управления ионными преобразователями большой мощности; на фиг. 3 - вариант узла питающего напряжения .
№ 119240- 2 -
Предлагаемое устройство основано на применении однополупериодных (полуволновых) магнитных усилителей и пригодно для управления ионными преобразователями, работаюпдими в выпрямительном и инвердорном режимах, а также для управления вентилями, работающими в мостовой и других схемах. Система дает на выходе сеточный импульс неизменной амплитуды с крутым передним фронтом, фаза которого изменяется теоретически в диапазоне около- 180 эл. град., причем импульс сохраняет неизменную продолжительность (по желанию 60 или 120 эл. град.) в определенной зоне перемещения его по фазе.
Схема (фиг. 1) представляет собой однополупериодный (полуволновой) магнитный усилитель, состоящий из дросселя насыщения ДН, рабочего и управляющего вентилей ВР и ВУ, нагрузочного „ и управляющего Ry сопротивлений. На выходе усилителя снимается с нагрузочного сопротивления R напряжение импульсной, формы. Для питания полуволнового усилителя к точкам а и б подводится напряжение не синусоидальной, как обычно, а специальной формы. Источником этого напряжения служит постоянная э.д.с., навстречу которой включен однополупериодный выпрямитель, нагружаемый на балластное сопротивление Rg . Форма напряжения между точками а и б показана на фиг. 1. Положительный (рабочий) полупериод питающего напряжения имеет вид, близкий к трапеции, а отрицательный (управляющий) полупериод представляет собой часть синусоиды. Соотношение между величиной э.д.с. Е и амплитудой напряжения, питающего выпрямитель U, таково, что напряжение не имеет постоянной составляющей: Е - U
При этом продолжительности рабочего и управляющего полупериодов соответственно составляют 217 и 143 эл. град.
Момент насыщения дросселя в рабочий полупериод определяется степенью его размагничивания в предшествовавший управляющий полупериод, которая, в свою очередь, зависит от величины Ry . При максимальном значении Ry --- °° дроссель не размагничивается, и выходное напряжение „.„„ имеет вид трапеции. При уменьшении Ry передний фронт импульса передвигается по фазе в сторону отставания, а сам импульс сохраняет свою амплитуду (фиг. 1). Диапазон перемещения фронта импульса составляет теоретически 180° эл., а практически - несколько меньшую величину.
При этом быстродействие перемещения переднего фронта имп)льса сохраняется, как и в обычном полуволновом магнитном усилителе. Переходный процесс перемещения фронта кипульса происходит в течение одного периода питающего напряжения независимо от величины этого перемещения. Требуемая форма сеточного импульса в виде прямозтольного пика определенной ширины получается в случае объединения шести однофазных схем (фиг. 1) в одну шестифазную систему.
Ниже рассматривается вариант схемы описываемого устройства, пригодный для управления ионными преобразователями большой мощности (фиг. 2). При этом подвергаются модернизации два основных узла описываемой системы: узел питающего напряжения и узел формирования сеточного импульса.
При соединении этих однофазных схем в шестифазную двухполупериодный выпрямитель используется для двух противофазных цепей, что еще больше уменьшает потребляемую мощность.
На фиг. 2 изображен также измененный узел формирования сеточного импульса. Вместо шести нагрузочных сопротивлений непосредственно включаются первичные обмотки трех сеточных трансформаторов. Каждый сеточный трансформатор имеет две первичные обмотки, включаемые в -противофазные цепи устройства. Благодаря этому в каждом сеточном трансформаторе отсутствует постоянная составляющая потока. Формирование сеточных импульсов происходит во вторичных цепях сеточных трансформаторов, где первичные импульсы детектируются и соответствующие обмотки включаются попарно. При этом одна группа балластных сопротивлений RC выпoлняet роль сеточных сопротивлепий, а другая R, -сопротивлений деионизапии. Вентили БЗ срезают отрицательные полуволны сеточных импульсов .На фиг. 2 показан вариант получения импульсов шириной 60° эл.
Следует отметить, что в схеме фиг, 2 в .юмеит образования первичного импульса в одной цепи наводится э.д.с. в противофазной цепи, приводящая к эффекту своеобразной положительной обратной связи в полуволновом магнитном усилителе и не нарушаюи;ая остальных процессов.
Для управления устройством по схелте фиг. 2 можно применить управляемое сопротивление, регулируемую противоэ.д.с., электронную лампу, полупроводниковый триод и т. п.
В схемах предлагаемого устройства цепи управления потенциально отделены от цепей сеточного управления ионным преобразователем благодаря применению промежуточных сеточных трансформаторов ТС. Это позволяет обойтись дросселем насыщения всего с одной обмоткой, а также выбрать параметры цепи управления независимо от параметров требуемого сеточного импульса, варьируя коэффициент трансформации сеточных трансформаторов.
, Ниже описан вариант узла питаюплего напряжения в однофазном исполнении (фиг. 3). Здесь, в отличие от схемы фиг. 1, источник однополупериодного напряжения заменен двухполупериодпым выпрямителем, питающимся от источника синусоидальной э.д.с, и включенным последовательно с ним источником добавочной синусоидальной э.д.с. U д, причем обе э.д.с. равны по величине и сипфазпы.
В режиме холостого хода напряжения U с в схемах фиг. 1 и 3 совершеппо одинаковы. В момент насыщения дросселя в рабочий полупериод, когда сопротивление К„ оказывается «подключенным к точкам а и б напряжение U g в схеме фиг. 1 уменьшается до значения. которое и определяет амплитуду сеточного импульса, так как L,,,,
абЭто соотношение в схеме фиг. 1 остается в силе для любого момента насыщения дросселя, так как вентиль В в рабочий полупериод заперт. В схеме фиг. 1 имеется оптимальное соотношение между сопротивлениями R и Rg (они должны быть примерно равными), при котором общая потребляемая устройством мощность оказывается минимальной.
Хотя в режиме холостого хода (когда дроссель не насыщен) схемы фиг. 1 и 3 не отличаются по напряжению „G, в момент насыщения дросселя это различие весьма существенно.
Действительно, если в рабочий полупериод одна из групп выпрямителя В (фиг. 3) проводит ток, то все напряжение Е полностью передается на сопротивление нагрузки R,, так как оба синусоидальные напряжения взаимно компенсируются вследствие их равенства.
Это явление нарушается лишь при малых значениях напряжений источников синусоидальной э.д.с. В этом случае напряжение на нагрузочном сопротивлении меньшее, чем Е, и имеет форму, показанную на фиг. 3 пунктиром. Это напряжение достигает значения Е при некотором , определяемым как
- 3 -№ 119240
Я. ./:..
..-fv
R RO
2 f. v Arc Sin- -
№ 119240
Общий диапазон перемещения сеточного импульса без изменения его амплитуды оказывается теперь не 180°, а v.
Для каждого конкретного случая, зная требуемый диапазон регулирования фазы сеточного импульса, можно рассчитать соответствующее максимально допустимое значение с тем, чтобы получить воз.можно меньщую потребляемую мощность устройства и его габариты.
Сеточные трансформаторы должны иметь минимальное рассеяние, чтобы трансформировать сеточный импульс без искажений. Для этого следует их сердечники изготовлять из материала с высокой магнитной проницаемостью и не допускать насыщения магнитопризода. Кроме того, желательно делать эти трансформаторы ,в тороидальном исполнении.
Предмет изобретения
1.Устройство для формирования и фазного регулирования прямоугольных импульсов сеточного управления многофазными ионными преобразователями, содержащее полуволновые магнитные усилители, управляемые с помощью общего переменного активного сопротивления, отличающееся тем, что, с целью стабилизации щирины и амплитуды управляющих импульсов, для питания полуволновых магнитных усилителей применен источник постоянного тока, общий для всех усилителей, и включенные навстречу ему в каждой фазе однополупериодные выпрямители с балластными сопротивлениями и первичные обмотки сеточных трансформаторов включены между двумя нагрузочными сопротивлениями полуволновых магнитных усилителей разных фаз.
2.Видоизменение устройства по п. 1, о тл ича ю.щееся тем, что вместо однополупериодных выпрямителей применены источники синусоидальной э.д.с. и включенные последовательно с ними двух полупериодные выпрямители с балластными сопротивлениями, причем каждый выпрямитель является общим для двух противофазных цепей.
3.Видоизменение устройства по п. 1, о тл ичаю щееся тем, что в каждую фазу вместо нагрузочных сопротивлений полуволновых магнитных усилителей включены первичные обмотки сеточных трансформаторов, во вторичных обмотках которых осуществляется формирование импульсов управления.
f..
3/1
