Тиристорный регулятор напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M1/08 

управляющим электродом тиристора 1. Цепь из параллельно соединенных конденсатора .17 и диода 18 включена между катодом тиристора 1 и общей точкой соединения Р13 и Р 16. Катод диода 7 через Р 8 соединен с базой транзистора 11. Аноды диодов 6,7 подключены к свободному выводу цепи нагрузки 2. Катод диода 6 через Р 3 и конденсатор 4 соединен с катодом тиристора 1 и одной из общих точек соединения параллельной цепи из конденсатора 9 и Р 10. Другая общая точка соединения конденсатора 9 и Р 10 подключена к общей точке соединения анода тиристора 14 с катодом управляемого вентиля 5, а через

Изобретение относится к электротехнике, а именно к тиристорному регулированию напряжения в сетях переменного тока, и является дополни тельным к основному по авт. св. № 102228К

Цель изобретения - увеличение надежности за счет исключения перерегулирования при углах управления меньше нуля.

На фиг. 1 изображена схема тирис- торного регулятора .напряжения; на фиг, 2 - временные диаграгф ы, пояс- няюшде работу устройства,.

Тиристорный регулятор напряжения содержат,, силовой тиристор 1, нагрузку 2, резистор 3, конденсатор 4, управляемый вентиль 5, диод 6, через резистор 3 связанный с конденсатором 4, второй диод 7, второй резистор 8, второй конденсатор 9, параллельно подключенный к четвертому резистору 10 транзистор 11, связанньй через резистор 8 и диод 7 входом, третий резистор 12, пятьй резистор 13, тиристор 14 подключенный к входу тиристора 1, шестой резистор (пер- вьй дополнительный) 15, седьмой резистор 16, (второй дополнительный)., параллельно соединенные третий конденсатор 17 и диод 18 (дополнительные) .

Р 1.3 - с коллектором транзистора 11. Анод вентиля 5 подключен к точке соединения РЗ и конденсатора 4.Введение Р15 и Р 16, РЗ и конденсатора 17 и диода 18 приводит к тому,что отрицательный период сетевого напряжения делятся на два интервала. Свойство зтих интервалов таково,что если положительное напряжение прик- ладьшается к аноду тиристора 14 в первом интервале, то это приводит к включению этого тиристора, а если BQ втором, то включения не происходит. Таким образом, обеспечива- ,ется исключение эффекта перерегули о- вания при углах, управления О оС

180

2 ил.

Тиристорньй регулятор напряжения работает следующим образом.

Время, в течение которого транзистор 11 открыт и тиристор 14 подготовлен к включению в случае поступления на его анод, положительного потенциала, зависит от угла проводимости силового тиристора 1 в поло- жит вльньй полупериод (фиг. 2) .Действительно,, если постоянная времени

W

cr.i + ft-HS

. (..

f-г .

где ,, - сопротивления резис- .торов 15 к 16;

RZ. :сопротивление нагрузки;

- емкость конденсатора 17;

Тр - период сетевого напряжения,,

то напря:кение на конденсаторе 17 пропорционально интегралу от напряжения на силовом тиристоре.Конденса- тор 17 заряжается с момента начала поло;жителького полупериода до момен- TS. включения силового тиристора,а оставшуюся часть положительного по- ;тупе:зиода, учитывая выражеяие (1) напряжение на конденсаторе остается примерно постоянным (фит. 2а) С мо- .чента начала отрицательного полу периода кс. Оденсатор 17 начинает разряжаться (перезаряжаться) через резистор 15, а также по цепи, состоящей из резистора 16, промежутка база- -эмиттер транзистора 11, управляющего перехода тиристора 14, управляющего перехода силового тиристора 1. Причем доштельность Т интервала Т , в течение которого происходит разряд конденсатора до нуля, ввиду равенства формы отрицательной и положитель- ной полуволн равна длительности его Наряда, т.е.

Т -Г-А а)

(время здесь и далее рассматривается в угловом измерении).

В оставшуюся часть Т отрицательного полупериода, длительность которой равна

-

т ;А (ь)

диод 18 фиксирует напряжение конденсатора 17 на нулевом уровне, что исключает зависимость начальных ус- ловий заряда конденсатора от значения Я в предыдущем периоде. В течение интервала Т конденсатор 17, частично разряжаясь по цепи Q,поддерживает транзистор 11 в открытом состоянии. При этом создаются условия для включения тиристора 14 через открытый транзистор 11 и резистор 13, если на конденсаторе 9 появляется достаточньй положительный потен циал. В интервале времени т транзистор заперт и Т11ристор 14 не включается даже при наличии напряжения на конденсаторе 9. В течение положительного полупериода транзистор всег да надежно открыт входньм током чере диод 7 и резистор 8 при любом значении . .

Таким образом, за счет дополни- тельного введения резистора 15, одним вьгоодом подключенного к аноду силового тиристора, а другим вьшодом через дополнительно введенный резистор 16 - к базе транзистора, и цепочки из параллельного соединения конденсатора 17 и диода- 18, а также за счет подключения катода диода 18 к другому вьтоду резистора 16, а его анода - к катоду силового тирис- тора отрицательный период сетевого напряжения как бы делится на два интервала Т и Т длительностью Т

и т соответственно (фиг. 2), причем свойство этих интервалов таково, что если положительное напряжение прикладывается к аноду тиристора 14 в интервале Т , то зто приводит к включению этого тиристора, а если - в интервале Т, то включение не происходит.

Работа устройства при различных углах происходит следующим образом.

Если управляющий импульс поступает на вход управляемого вентиля 5 во время положительного полупериода (180 С d 0),то конденсатор 4, предварительно заряженный через диод 6, отдает часть заряда конденсатору 9. Поскольку во время положительного полупериода условия, необходимые для включения тиристора 14, выполняются, то тиристор 14 включается и конденсатор 9, разряжаясь через управля- кяций переход силового тиристора, включает последний.

Если управляющий импульс поступает на вход управляемого вентиля 5 по начала положительного полупериода

но при этом не вьгходчт за пределй ин г ; . тервала Т (длительность которого

зависит от угла проводимости силового тиристора Д в предшествующем положительном полупериоде), то конденсатор 4 отдает часть заряда конденсатору 9. Если сопротивление резистора 10 выбрать такой величины, чтобы за сравнимое с длительностью полупериода время напряжение на конденсаторе существенно не изменяется, то оно остается примерно постоянным чала положительного полупериода (фиг. 2). В начале положительного полупериода конденсатор разряжается и включает силовой тиристор. В данном случае угол управления о Д, а у| 180 . Поэтому на основании выражения (3) можно утверждать,что в следующий отрицательный полупериод интервал Т занимает почти всю длительность .этого полупериода, а заряд появивш11йся на конденсаторе 9 в любой момент времени в этом по- лупериоде, сохраняется практически без изменения до начала очередного положительного полупериода.Это в свою очередь означает, что верхний предел допустимых углов управления, задаваемых внешним устройством управления, равен 360°.

5- 1

Если управляющий импульс поступает в интервале отрицательного полупериода (это может иметь место при постепенном уменьшении угла управления « до значений d ч О или при первоначальной подаче импульса управления во время действия отрицательного полупериода), то конденсатор 9 не сохраняет свой заряд до начала положительного полупериода, а мгновенно разряжается через открыв шийся тиристор 14 и управляющий переход силового тиристора. При этом включение силового тиристора не происходит, поскольку на его аноде отрицательное напряжение. На основании вьфажения (2) можно заключить, что в следующий отрицательный полупериод интервал Т занимает почти всю его длительность, а заряд,пояйив шийся на конденсаторе 9 в любой момент зтого .полупериода, мгновенно снимается путем разряда через тиристор 14 и управляющий переход силового тиристора, включение которого не происходит.Это означает, что эффект перерегулирования, свойственный известному устройству при углах управления - 180 , исключен, и

2447556

тем caNtbiM повышена надежность устройства,

Если условие (Г) не выполняется в достаточной степени, то это приводит к некоторому уменьшению величины нижнего предела допустимых значений, но принцип работы устройства остается без изменений,

10 Фор мула изобретения

Тирксторный регулятор напряжения по авт. св. № 1022281, отличающийся тем,что, с целью уве- J5 личения надежности за счет исктпоче- ния перерегулирования при углах управления меньше нуля, в него введены два дополнительных резистора и соединенные параллельно дополнитель- - 20 Hbie конденсатор и диод, при этом

первьш вьюод первого дополнительного резистора подключен к аноду силового тиристора, другой его вьшод через второй дополнительный резистор под- 25 ключен к базе транзистора, катод дополнительного диода подключен к другом; выводу первого дополнительного резистора, а его анод - к катоду силов ого тиристора.

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано цця регулирования напряжения в сетях переменного тока и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1022281. Цель изобретения - увеличение надежности за счет исключения перерегулирования при углах управления меньше нуля.Устройство содержит силовой тиристор 1, включенный последовательно в цепь нагрузки 2, резисторы (Р) 3,8,10, 12,13,15,16, тиристор 14, управляемый вентиль 5, транзистор 11, диоды 6,7,18 и конденсаторы 4,9,17. Параллельно нагрузке 2 включена последовательная цепь из диода 7 и Р 8,16, 15.База транзистора 11 соединена с одним выводом Р12 и с общей точкой соединения Р 8 и Р 16. Эмитtep транзистора 11 соединен с другим выводом Р12 и с управляющим электродом тиристора 14, катод которого соединен с 9 W 4в ю 4а 4 сл СП к «pue.i

Ucn

фа.г

В

в г

Редактор Н.Швьвдкая Заказ 3925/56

Составитель Е.Калинкнн

Техред О.Гортвай Корректор С.Шекмар

Тираж 631Подписное

В1ШШ1И Государственного комитета СССР

по делам изобретений ч о-з крытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Дроизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4