Устройство для управления тиристорами в непосредственных умножителях частоты при нелинейной нагрузке,имеющей гистерезис Советский патент 1987 года по МПК H02M5/04 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в непосредственных умножителях частоты, когда их нагрузкой являются электромагнитные элементы со стальными сердечниками5 например электродвигатели.

Целью изобретения является расширение области применения устройства путем возможности его использования в умножителях частоты, работающих на нелинейную нагрузку, имеющую гистерезис.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема одного блока взаимоуправления тиристорами умножителя частоты; на фиг. 2 - эпюры выходного тока и напряжения преобразователя, тиристоры которого управляются устройством при настройке блока задержки на угол Д; на фиг. 3 и 4 - аналогичные эпюры при настройке блока задержки на выдержку -4Л.

Устройство содержит управляющий 1 и управляемый 2 тиристоры кольцевой схемы умножителя частоты, RC-цепоч- ку 3, шунтирующий резистор 4, диод 5, первый транзистор 6, второй транзистор 7, промежуточные импульсные транс форматоры 8 и 9 и блок 10 задержки импульса, например одновибратор.

Процесс управления происходит сле- ДУЮ1.ЦИМ образом.

Пока напряжение U на заканчивающем работу тиристоре 1 приложено в прямом направлении, в цепи 3 ток отсутствует, так как этому препятству- ет диод 5. После естественного запирания тиристора 1 на нем появляется o6paTHoe напряжение и в цепи конденсатора цепочки 3 возникнет ток. Если в это время транзистор ключа 7 уже открыт, то импульс этого тока усиливается транзистором 6 и через трансформатор 9 поступает на управляющий электрод вступающего в работу тиристора 2. Если транзистор 7 еще закрыт, то в связи с ростом напряжения U в обратном направлении ток в цепочке 3 будет увеличиваться, но только когда транзистор 7 откроется, произойдет описанный процесс открывания тиристоа 2.

Управление ключом 7 осуществляется таком порядке.

С промежуточного трансформатора 8 одновременно поступают управляющие мпульсы на управляющий электрод ти0

до

ристора 1 и на пход одновибратора 10, KOTopFiifi, выдержав время, соответствующее Л, открывает клтч 7, пропуска- импульс тока через транзистор 6 и трансформатор 9 на управляющий электрод тиристора 2. Одновременно через трансформатор 9 запускается од- новибратор формирователя следующего полупериода. Таким образом последующий по циклу работы тиристор не может открыться раньше чем через угол Л , после открывания предшествующего тиристора, что обеспечивает стабилиза 5 цию работы преобразователя.

Однако, если первоначальное открытие одного из тиристоров произошло в момент, когда до естественного закрывания этого же тиристора времен2Q ной угол получился меньше Д, выходное напряжение и ток активно-индуктивной нагрузки преобразователя будут иметь формы изображенные на фиг. 2, т.е. между соседними импульсами вы25 ходного тока разного знака возникнут паузы, равные сУ, что приведет к снижению выходного напряжения и понижению входного коэффициента мощности преобразователя.

Для устранения такого явления одновибратор 10.настраивается на выдержку, равную А-ii,1, т.е. несколько меньше длительности полупериода напряжения, требующегося на выходе преобразователя. После включения преобразователя в сеть или при изменении параметров нагрузки будет происходить переходной процесс (фиг. 3 и 4). Возникающие при этом первоначальные паузы постепенно уменьшатся до нуля, а один из полупериодов (например, положительный, фиг. 4) станет равным A-j, противоположный же увеличится до Л+ЛА. После этого процесс стабилизируется. В выходном напряжении, вследствие этого, содержится некоторая постоянная составляющая, величина которой зависит от л. Чем меньше Л Л , тем больше симметрия между величиной и формой положительного и отрицательного полупериодов выходного напряжения и тока и тем меньше постоянная их составляющая.

Настройка угла А зависит от стабильности выдержки применяемого одно- вибратора. Нельзя допустить, чтобы Л А стал отрицательным, так как в таком случае при переходном процессе паузы наоборот будут увеличиваться.

35

40

45

50

55

а выходное напряжение уменьш.аться. Слишком большие л приводят к появ- лению большой постоянной составляющей в выходном напряжении и токе и к искажению их формы. Практически А настраивается на угол порядка 1°.

Резистор 4 предназначен для защиты эмиттер-базового перехода транзистора 6.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорами в непосредственных умножителях частоты при нелинейной нагрузке, имеющей гистерезис, содержащее в каждой фазе первый транзистор, коллекторная цепь которого предназначена для связи с управляющим электродом тиристора одной фазы умножителя, а эмиттер-базовый переход предназначен для связи через диод и RC-цепочку с анодом и катодом тиристора предыдущей фазы, трансформатор связи с первичной и вторичной обмотками, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем возможности его использования в умножителях частоты, работающих на нелинейную нагрузку,- имеющую гистерезис, оно снабжено вторым транзисто

ром, одновнбратором, источником питания постоянным током, а трансформатор связи снабжен второй вторичной обмоткой, причем первичная обмотка трансформатора включена между коллектором первого транзистора и одним полюсом источника постоянного тока, цепь эмиттер-коллектор второго транзистора включена между эмиттером первого транзистора и вторым полюсом источника постоянного тока, первая вторичная обмотка трансформатора предназначена для подключения к управляющему электроду тиристора одной фазы, вторая вторичная обмотка подключена к входу одновибратора последующей фазы, ыход одновибратора данной фазы подключен между эмиттером и базой второго транзистора, его вход - к второй вторичной обмоТке трансформатора предыдущей фазы, а длительность импульса одновибратора определяется выражением

. Т лЛ

где

2К

о;

длительность периода напряжения питающей сети;

кратность умножения частоты;

угловая частота питающий сети.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в умножителях частоты. Цель изобретения - расширение области применения. За счет введения в устройство транзистора, одновибрато- ра, источника питания постоянным током обеспечивается возможность его использования в умножителях частоты, работающих на нелинейную нагрузку с гистерезисом. 4 ил. со 4 СО Сл

uf

Фигд

u)f

Редактор А.Шандор

Фиг. и

Составитель В.Бунаков

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 4835/55 Тираж 659Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятия, г.Ужгород, ул.Проектная, 4