Устройство для управления выключателем на встречно-параллельно включенных тиристорах Советский патент 1987 года по МПК H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для беспомеховой коммутации тиристоров регуляторов напряжения в моменты прохождения напряжения через ноль.

Цель изобретения - снижение энергопотребления и повышение помехоустойчивости.

На фиг.1 представлена принципиаль-ю диод подается напряжение U (фиг.Зб)

25

30

ная схема устройства; на фиг.2 - то же, вариант выполнения; на фиг.З - временные диаграммы.

Устройство для управления выключателем 1 на встречно-параллельно 15 Включенных тиристорах содержит источник 2 управляющего напряжения, подключенный к входу блока 3 синхронизации, образованному последовательно, соединенными светодиодами оптро- 20 нов, встречно-параллельно соединенные фототиристоры которых включены между одним вьшодом выключателя I и одним входным вьшодом стабилизированного источника 4 питания, другой входной вьшод которого подключен к другому вьшоду выключателя 1. Источник 4 вьшолнен в виде однофазного неуправляемого мостового выпрямителя 5, в анодную группу которого включены стабилитроны,6 и 7, а в катодную - диоды 8 и 9, а входные вьюоды образованы ограничительными резисторами 10 и 11. Катоды диодов 8 и 9 подключены , непосредственно к входам элементов И 12 и 13, и к вьгаодам питания усилителей 14 и 15 мощности, вьшолненных, например, на р-п-р-транзисторах, а через разделительные диоды 16 и 17 - к одному, из вьгоодов питания элемен - тов И 12 и 13, другой вывод питания которых подключен к анодному полюсу выпрямителя 5. Выходы усилителей 14 к 15 подключены к управляющим электродам тиристоров выключателя 1.

В варианте устройства с гальванической развязкой светодиоды оптронов 18. и 19 включены выходами соот- ветств пощих усилителей 14 и 15 и анодным полюсом выпрямителя 5, а фототиристоры оптро-нов 18 и 19 включены между анодом и управляющим электродом соответствующего тиристора выключателя -1 .

Устройство работает следующим об разом.

При отсутствии управляющего напряна вход первого элемента И 12, а на вход второго элемента И 13 чере диод 9 подается напряжение U,j

(фиг.Зв). Напряжение У получено п ле ограничения по амплитуде стабил тронами 6 и 7 положительных полуво переменного однофазного напряжения

и, , напряжение U - после ограни ния по амплитуде отрицательных пол волн напряжения . Эти напряжени

(и и и ) суммируются и подаютс на входы элементов И 12 и 13 (фиг. В данном случае элементы И выполня ют только функции пороговых элемен тов, с заданным уровнем срабатывани , который равен половине ампли туд напряжения U-j., и U. .

Напряжения U и U .подаются на питание транзисторов усилителей 14 и 15, которые отпираются в моме ты, близкие к переходу л U, через нулевые значения, при этом напряже ния . и и меньше порогового напряжения . В моменты равенст

35

. на напряжений U

T-t

и

тг

и напряжен

40

на выходах элементов 12 и 13 формируются прямоугольные импульсы Uo (фиг.Зд) и и (фиг.Зе) положительной полярности, которые запи рают транзисторы усилителей 14 и 1 Длительность этих-имПульсов (U равна

I- 2 t, ,

ии,)

50

45 где tofi - длительность управляю- и,их импульсов, определяемая типом тиристоров и характером нагрузки (обычно она составляет 0,5-10 эл. град ).

Таким образом, транзисторы усили телей 14 и 15 открыты только в моменты формирования управляющих импульсов и,, (фиг.Зж) и.. (фиг.Зз открывающих тиристоры выключателя 1 непосредственно или через оптро- ны 18 и 19. Указанные управляющие импульсы формируют с использованием

55

жения и, источника 2 маломощные опто- передних фронтов напряжений U. и тиристоры блока 3 заперты и напряже- ит-(фиг .Зб,в ), задние фронты котоние л- и, на источник 4 питания не подается. При наличии постоянного напряжения U по светодиодам протекает ток, оптотиристоры блока 3 при этом открываются и на источник 4 поступает напряжение/Vи (фиг.За), которое ограничивается по амплитуде и выпрямляется выпрямителем 5. Через

5

0

5 0

на вход первого элемента И 12, а на вход второго элемента И 13 через диод 9 подается напряжение U,j

(фиг.Зв). Напряжение У получено после ограничения по амплитуде стабилитронами 6 и 7 положительных полуволн переменного однофазного напряжения

и, , напряжение U - после ограниче-. ния по амплитуде отрицательных полуволн напряжения . Эти напряжения

(и и и ) суммируются и подаются на входы элементов И 12 и 13 (фиг.Зг). В данном случае элементы И выполняют только функции пороговых элементов, с заданным уровнем срабатывания , который равен половине амплитуд напряжения U-j., и U. .

Напряжения U и U .подаются и на питание транзисторов усилителей 14 и 15, которые отпираются в моменты, близкие к переходу л U, через нулевые значения, при этом напряжения . и и меньше порогового напряжения . В моменты равенст5

. на напряжений U

T-t

и

тг

и напряжения

0

на выходах элементов 12 и 13 формируются прямоугольные импульсы Uo (фиг.Зд) и и (фиг.Зе) положительной полярности, которые запирают транзисторы усилителей 14 и 15i, Длительность этих-имПульсов (U равна

I- 2 t, ,

ии,)

15 20

50

45 где tofi - длительность управляю- и,их импульсов, определяемая типом тиристоров и характером нагрузки (обычно она составляет 0,5-10 эл. град ).

Таким образом, транзисторы усилителей 14 и 15 открыты только в моменты формирования управляющих импульсов и,, (фиг.Зж) и.. (фиг.Зз открывающих тиристоры выключателя 1 непосредственно или через оптро- ны 18 и 19. Указанные управляющие импульсы формируют с использованием

55

рых формируют в моменты нарастания напряжений 1) и U до значений,

UT равных -у- .

Таким образом, благодаря подключению источника питания.параллельно тиристорам выключателя уменьшается энергопотребление схемы, так как ток потребляется только в моменты формирования импульсов управления, а включение в цепь питания блока синхронизации повышает помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для управления выключателем на встречно-параллельно включенных тиристорах, содержащее источник управляющего напряжения, подключенный к входу блока синхронизации, и стабилизированный источник питания, выполненный в виде однофазного мостового неуправляемого выпря- 25 для подключения параллельно тиристо- мителя, в анодную группу которого рам выключателя. включены стабилитроны, к катодам которых одними выводами подключены ограничительные резисторы, а катоды диодов катодной группы вьшрямителя подключены соответственно к входам двух элементов И, выходы которых подключены к управляющим,входам усилителей мощности, выходы которых предназначены для подключения к управляющим электродам соответствующих

2. Устройство поп.1,отли- чающееся тем, что оно снаб- 30 жено двумя тиристорными оптронами,светодиоды которых подключены к выходам усилителей мощности, а фототиристоры предназначены для подключения между анодом и управляющим электродом соответствующего тиристора выключате35

ля.

27249

тиристоров вьпслючателя, о т л и - чающееся тем, что, с целью снижения энергопотребления и повыg шения помехозащищенности, оно снабжено двумя разделительными диодами, а блок синхронизации выполнен в виде встречно-параллельно соединенных фототиристоров оптронов, последова10 тельно соединенные светодиоды которых образуют вход блока синхронизации, причем аноды разделительных диодов вместе с выводом питания соответствующего усилителя мощности подключены . .

15 к катодам диодов катодной группы вьт- рямителя источника питания, а катоды соединены вместе и подключены к одному выводу питания элементов И, другой вывод питания которых подключен к

20 анодному полюсу выпрямителя источника питания, а другие выводы одного ограничительного резистора непосредственно, а другого через фототиристоры блока синхронизации предназначены

ля подключения параллельно тиристо- рам выключателя.

2. Устройство поп.1,отли- чающееся тем, что оно снаб- жено двумя тиристорными оптронами,светодиоды которых подключены к выходам усилителей мощности, а фототиристоры предназначены для подключения между анодом и управляющим электродом соответствующего тиристора выключате

ля.

Нагрузка

Фиг. 1

Изобретение относится к электротехнике и может быть-использовано для беспомеховой коммутации тиристоров регуляторов напряжения в моменты прохождения питающего напряжения через ноль. Целью изобретения является снижение энергопотребления : и повышение помехоустойчивости. Благодаря подключению источника питания параллельно тиристорам выключателя уменьшается энергопотребление схемы, так как ток потребляется только в моменты формирования импульсов управления, а включение в цепь питания блока синхронизации повьппает помехоустойчивость устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л С