Устройство для управления однофазным тиристорным выпрямителем Советский патент 1986 года по МПК H02M7/12 

11

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления тиристорными нреобразоБЯ- телями перс менного напряжения в постоянное, и предназначено для управления тиристорными выпрямителями, у которых катоды тиристоров имеют общую точку (нулевые и полууправляемы мостовые выпрямители).

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 диаграммы напряжений на основных элементах устройства.

Устройство содержит трансформа- . тор 1 управления 5 основная вторичная обмотка 2 и 3 которого, имеющая среднюю точку 4, подключена к входу выпрямителя 5, состоящего из однофазного моста на диодах 6 - 9 и дву RC-фипьтров, включающих резисторы 10 к 11 и конденсаторы 12 и 13, генратор 14 опорного напряжения, состоящий из двух синхронизирующих диодов 15 и 16, катоды которых являются входами генератора 14, а аноды объединены и подключены через резистор 17 и делитель на резисторах 18 и 19 к транзисторному ключу 20, выход которого соединен с времязадающей цепочкой RC, включающей резистор 21 и конденсатор 22, который подключен к входу регулятора 23 фазы. Регуля- тор 23 фазы состоит из компаратора 24, первый вход которого является входом регулятора 23 фазы, а выход через резистор 23 и ограничительный диЬд 26 подключен к входу транзисторного ключа 275 выход последнего является выходом регулятора 23, сое- диненньлм с входом распределителя 28 импульсов. Общие точки схем выпрямителя 5, генератора 14 и регулятора 23 фазы подключены к средней точке 4 вторичной обмотки 2 и 3 трансформатора 1. Выход выпрямителя 5 подключен к цепям питания генератора 14 и регулятора 23.

Схема 28 распределения импульсов состоит из разделительных диодов 29 и 30, катоды которых: объединены и являются входом распределителя 28, вьшрямительных диодов 31 и 32, аноды которых объединены с эмиттерами транзисторов 33 и 34 и подключены к средней точке 4, а катоды к базам упо

мянутых соответствующих транзисторов 33 и 34 и через резисторы 35 и 36 к входам синхронизации распределителя 28, соединенным с в лкодами 2 и 3 вторичной обмотки трансформатора 1. Коллекторы транзисторов 33 и 34 объединены с анодами соответствующих разделительных диодов 29 и 30 и ограничительных диодов 37 и 38 и через соответствующие резисторы 39 и 40 подключены к положительному выводу источника 41 управления .силовыми тиристорами (не показаны) , который нодкл очен к дополнительной вторичной обмотке 42 трансформатора I управления. Отрицательный выво/д этого источника соединен со средн€ Й точкой 4, ), тсото- рой таклчб -подключен один HS .Одов источника 43 управляющего напряжения, второй вьшод которого соедр не -5 с вторым входом комтаратора 24,

5

5

0

5

0

Устройство работает следутощим образом ,

Управление фазой управляющих импульсов осч пгествляется источником 43 управляющего напряжения (не показан), величина выходнох о- сигнала которого изменяется з соответствии с выходным напряжением или током тиристорного .выпрямителя. Это управляющее напряжение сравнивается с выходным напряже- .нием генератора 14 опорного напряжения, и в .момент их равенства формируется управляющий импульс., поступающий на силовые тиристоры. В момент прохождения сетевого напря;кения че- рез нуль становится равным нулю напряжение синхронизации, поступающее. с трансформатора 1 упргавления на ба- 33 транзистора. 20 генератора 14 опорного напряжения через синхронизир то- щие диоды 15 и 16 (фиг.2а, моменты . времени О, f , 2 и т.д.). Ваза транзистора 20 через резистор J8 получает положительное смешение, и транзистор 20 открывается и шунтирует конденсатор 22, который разряжается до нуля (фиг.2&5 моменты вре0 мени 0, ir, 2 ir и т.д.). После прохождения сетевого напряжения через нуль отрицательный потенциал, поступающий через синхронизирующие диоды 15 и 16, запирает транзистор 20 и конденсатор

5 22 начинает заряжаться резистор 2. В момент времени, соответствующий углу управления л , напряжение на конденсаторе 22 (Uc, достигает уровня управляющего напряжения

(и

:2

а

), компаратор 24 переключается л запирает транзисторный ключ 27 фор- -1ирователя импульсов. В этом состоянии формирователь импульсов находится до следующего момента прохождения сетевого напряжения через нуль (фиг.2Ё, -моменты времени i, 2 ii , З п и т.д.)- В момент времени, кратный И, транзистор 20 генератора 14 открывается и напряжение его становится меньше управляющего напряжения (U,.pp) компаратор 24 переключается и откры- зает транзисторный ключ 27.

20

п-25

35

15

Положительные управляющие импуль- ;ы поступают на управляющие электро- ,ы тиристоров от источника 41 через 1ИОЦ.Ы 37 и 38. Причем импульс посту- тает на тот тиристор, анод которого находится под положительным потенциалом. Допустим, что во время от О до 17 и от 211 до З и под положительным потенциалом находится тиристор, управляющий электрод которого подклю чен к диоду 37. При этом к катоду диода 31 прикладывается от вывода обмотки 2 отрицательное напряжение и диод 31 открывается (фиг.2л), транзистор 33 закрывается. К катоду дио- 30 да 32 прикладывается положительное напряжение (фиг.22), и диод 32 закрывается, а транзистор 34 открывается и шунтирует управляющий переход тиристора, подключенный к ограничительному диоду 38. Диод 38, прямое напряжение на котором соответствует напряженшо насыщения транзистора 34, предотвращает ложную подачу управляющего импульса. До момента времени t(5 соответствующего углу управления ot , управляющий электрод сило- вого тиристора, подключенного к ог-- ра ничительному диоду 37, шунтируется открытым транзистором 27 формирователя импульсов. В момент времени t транзистор 27 закрывается и через резистор 39 и диод 37 на управляющий электрод поступает положительный импульс налряжения (фиг.2е ), длительность которого составляет время от t, до IT . В момент времени t 1t транзистор 27 открывается и шунтирует-управляющий электрод. Напряжение на выводах обмотки 2 и 3 меняет знак, открывается диод 32 и транзистор 33,-а диод 31 и транзистор 34 закрываются. В момент времени

40

45

50

55

10

20

25

35

15

3040

45

50

55

2 , также соответствующий углу управления, закрывается транзистор 27 и управляющий импульс через резистО 40 и диод 38 поступает на управляющий электрод второго тиристора (фиг.). Кривая выпрямленног О напряжения показана на фиг.2ж.

На фиг.1 изображена схема устройства, рассчитанного на управление силовыми тиристорами длинньп-ш (ДО 1/2 периода сетевого напряжения) импульсами; При установке на выходе компа-- ратора 24 дифференцирующей RC-цепи устройство может использоваться в : преобразователе с управлением тиристорами короткими импульсами.

Таким образом, в предлагаемом устройстве для управления работой распределителя импульсов и синхронизирующего генератора опорного напряжения, а также для питания схемы управления используется одна и та, же обмотка трансформатора управления, что значительно упрощает схему устройства и повьшшет его надежность.

Формула изобретения

Устройство для управления одно- фазньм тиристор1 ым выпрямителем, содержащее трансформатор управления, вторичная обмотка которого имеет среднюю точку, генератор опорного напряжения, регулятор фазы и источник управляющего напряжения, подключенные к средней точке вторичной обмотки трансформатора управления, крайние выводы которой связаны с генера- тором опорного напряжения, диодный распределитель и тульсов, связанный с вторичной обмоткой трансформатора, о тличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, оно снабжено источником управления тиристорами вьшрямителя, подключенным к дополнительной обмотке трансформатора управления, и выпрямительным узлом, вход мостового выпря,- . мителя которого подключен к концам вторичной обмотки трансформатора управления, к выходу мостового выпрямителя подключены два последовательно соединенных фильтровых конденсатора, точка соединения которых подключена к средней точке вторичной обмотки . трансформатора управления, а диодный распределитель выполнен на двух транзисторных ключах, двух выпрямительных

двух разделительных, двух ограничительных диодах и двух парах ограничительных резисторов, при этом эмиттеры транзисторных ключей объединены с анодами вьтрямительных диодов и соединены со средней точкой вторичной обмотки трансформатора управления, выводы вторичной обмотки которого через ограничительные резисторы первой пары подключены к катодам выпрямительных диодов, подключенным к базам транзисторов, коллекторы которых сое«

динены с анодами разделительных и ограничительных диодов и через ограничительные резисторы второй пары под5 ключены к положительному выводу источника управления тиристорами выпрямителя , отрицательный вывод которого соединенсо среднейточкой вторичной о бмотки трансформатора управления, при10 чем всатоды распределительных диодов подключены квыходу регуляторафазы,а катоды ограничительныхдиодов являются выходами распределителяимпульсов.

Редактор О.Бугир

в fpg tt Xift йй.г

Составитель Е.Калинкин

Техред М.Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 2780/56 . Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие;, г.Ужгород, ул .Проектная ,4

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам управления тиристорными преобразователями. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Устройство содержит трансформатор (Тр) 1 управления, вторичная обмотка 2-3 которого имеет среднюю точку 4 и подключена к выпрямителю 5, а также генератор опорного напряжения (ГОН) 14 и диодный распределитель импульсов (РИ) 28. Введение источника управления 41 ти-, ристорами выпрямителя, подключенного к дополнительной 42 обмотке Тр 1, позволяет упростить устройство. Причем для управления работой РИ 28, для питания схемы управления и ГОН 14 используется одна и та же обмотка Тр -1. Кроме того, выполнение РИ 28 на двух транзисторах ключа 33, 34 с выпрямительными 31, 32 и ограничиг тельными диодами 29, 30, а также резисторами 35, 36 обеспечивает повышение надежности устройства. 2 ил. i (Л ьо СА: СО IND СП со