Устройство для управления регулятором переменного напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M5/257 

Изобретение относится ч электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными регуляторами переменного напряжения, например для питания систем электропривода переменного тока различного назначения и мощности, допускающих фазовое регулирование синусоидального напряжения. Цель изобретения является повышение КПД и расширение диапазона регулирова1 ия напряжения. На чертеже представлена схема устройства. Регулирующий элемент включает в себя транзистор 1 и диодный мост 2. Для создания начального С1-1ещения на базу транзистора введен резистор 3. Этим выбирается начальный режим тран зистора - режим насьпцения. Входные выводы диодного моста 2 п(: дключены к управляющей обмотке 4 трансформато ра 5, а выходные нагружены на транзистор 1. Таким образомосуществляет ся гальваническая развязка пепей управления и силовой цепи. Коммутация переменного тока по мйстовой схеме позволяет устранить детек- ирующий эф фект. Блок управления сод(ржит трансформатор 5, который служит для создания противоЭДС и фазового сдвига между током управляющего электрода тиристора и напряжением с(ти. Обмотки 6 и 7 трансформатора выпол нены одинаковыми. Тиристоры 8 и 9 об разуют собственно однофазный регулятор напряжения. Резистор О является нагрузкой регулятора. Устройство работает сл« дующим образом. При отсутствии управляющего сигна ла на базе транзистора 1-через переход коллектор - эмиттер тг1анзистор 1 1 и через оботку 4 трансфсфматора 5 протекает ток, практическ1- то ку короткого замыкания, ксторый создает в оботке 4 магнитодвижущую силу направленную встречно оснс1вному пото ку всердечнике трансформатора. Пото ослабляется настолько, чтс ЭДС, наве денная в оботке 7 трансформатора 5, практически равна нулю. При этом в положительньй полупери од сетевого напряжения через диод 11 обмотку 7 трансформатора 5 и управля ющий электрод тиристора 8 протекает ток, обусловленный напряжением на аноде диода .11 и параметрами коротко го замыкания трансформатора 5. Тирис 1 2 ор 8 открывается практически мгноенно, щунтируя входную обмотку 6 рансформатора 5, что обуславливает мпульсный режим работы трансформатоа. Причем длительность импульса тоа через обмотку 6 весьма незначиельна по сравЕ1ению с длительностью олуволны сетевого напряжения,что буславливает высокую экономичность хемы даже при полностью открытых тиисторах . В отрицательный полупериод ток упавления течет через диод 12, обмоту 7 и управляющий электрод тиристоа 9. При этом открывается тиристор 9и также шунтирует обмотку 6 трансорматора 5. Напряжение на нагрузке 10имеет номинальное значение. При подаче управляющего сигнала Uu,,o транзистор 1 11Р транзистор 1 прикроется и ток через переход коллектор - эмиттер и обмотку 4 трансформатора 5 уменьшится.. Это приведет к снижению МДС обмотки 4 и увеличению противоЭДС, наведенной в обмотке 7 трансформатора. 5. Причем направление ее - в противофазе с питающим raпpяжeниeм, при этом разность напряжений сети и противоЭДС достигает величины, необходимой для создания тока управления тиристором 8 (или 9). Тиристор 8 (или 9) открывается с определенной задержкой по времени. При этом он также шунтирует обмотку 6 трансформатора 5. Когда управляющий сигнал Достигает величины, при которой транзистор 1 переходит в режим отсечки, ток в обмотке 4 отсутсвует. При этом магнитный поток в сердечнике трансформатора .5 достигнет своего номинального значения и противоЭДС, наводимая в обмотке 7, становится по абсолютному значению равной напряжению сети. Ток в цепях управляющих электродов тиристоров 8 и 9 отсутствует и тиристоры заперты. Хотя обмотка 6 трансформатора 5 и не шунтируется, но трансформатор работает в режиме холостого хода и по обмотке 6 протекает лишь назначительный ток намагничивания.- Напряжение на нагрузке при этом равно нулю. Такой широкий диапазон лзменения моментов открывания тиристоров 8 и 9 объясняется не только соотношением амплитуд противоЭДС и напряжения сети, но и изменением фазы тока в цепи управляющих электродов тиристоров за

счет изменения полного сопротирления (в основномИНДУКТИВНОГО характера) в пределах от параме.тров холостого хода до параметров короткого замыкания трансформатора, т.е. в десятки раз.

Трансформатор 6 выполняется таким образом, чтобы он мог работать в режиме, близком к короткому замыканию, длительное время. Это достигается в введением небольшого воздушного зазо ра в магнитную цепь. Благодаря этому обстоятельству повьппается линейность характеристики Вход-выход,, т.е. зависимость напряжения на нагрузке 10 изменяется практически линейно при регулировании напряжения управления по линейному закону. Кроме того, обмотка 4 трансформатора 5 может изготовляться практически на любое напряжение с целью снижения расхода меди и для подбора транзистора 1 по величине тока и коллекторного напряжения Также целесообразно обмотки 6 и 7 трансформатора 5 выполнить с коэффициентом трансформации несколько большим единицы (К 1,1). При этом противоЭДС в режиме холостого хода трансформатора будет по абсолютному значению равна или несколько больше напряжения сети. Это необходимо для более надежного запирания тиристоров 8 и 9 в режиме отсутствия напряжения на нагрузке 10.

Формула изобретения

Устройство для управления регулятором переменного напряжения, вьтолненным на двух включенных встречнопараллельно тиристорах, содержащее транзистор, база которого предназначена для подключения управляющего напряжения, коллектор которого соедине с первым входом диодного моста, а эмиттер соединен с вторым входом диодного моста, и блок управления, выполненный в виде двух диодов и трансформатора, причем аноды диодов подключены к зажимам для подключения к катодам тиристоров, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения КПД и расширения диапазона регулирования, трансформаторвыполнен с одинаковыми входной и выходной обмотками, причем входная обмотка подключена к вьтодам для подключения параллельно тиристорам регулятора, выходная обмотка подключена к катодам диодов блока управления, при этом точки соединения диодов с обмоткой соединены с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров, управляющая обмотка трансформатора соединена с двумя вьгходами диодного моста, база транзистора через резистор соединена с его коллектором.