Устройство для управления тиристорами трехфазного мостового выпрямителя Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

со в5

СП ГС

со

00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использов.ано в преобразовательной технике, в частности для управления трехфазным мостовым выпрямителем.

Цель изобретения - расширение области использования путем формирования импульсов управления противофазными тиристорами трехфазного мостового выпрямителя о

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема вьшрямителя; на фиг.З временные диаграммы напряжений.

Устройство содержит три канала управления А, В и С, состоящие из формирователя пилообразного напряжения, .узла сравнения и выходных тиристоров, а также источник знакопере- менных трапецеидальных импульсов, состоящих из двустороннего стабилитрона 1, первый вывод которого соединен с общим нулевым проводом и второй через токоограничител ьный резистор 2 подключен к соответствующей фазе ABC переменного напряжения сети.

В каждом канале управления устройства имеются резисторы 3 и 4, два комутирующих резистора 5 и 6, раздели- тельные диоды 7-12, две пары накопительных конденсаторов 13 и 14 и 15 и 16, две тиристорные оптопары 17 и 18 и двухбазовый диод 19.

Второй вывод стабилитрона 1 через первьй 3 и второй 4 резисторы соединен с базой соответственно первого 5 и второго 6 коммутирующих транзисторов и через первый 7 и второй 8 разделительные диоды с эмиттером соответственно первого 5 и второго 6 комму тир у1Ш(их транзисторов и первыми обкладками соответственно первого 13 второго 14, третьего 15, четвертого 16 накопительных конденсаторов. Вторые обкладки первого 13 и третьего 15 накопительных конденсаторов соединены непосредственно с общей шиной а вторые обкладки второго 14 и четвертого 16 накопительных конденсаторов соединены с общей шиной соответственно через третий 9 и четвертый 10 разделительные диоды и через соответствующую последовательную цепь, состоящую из светодиода соответственно первой 17 и второй 18 тиристор ных оптопар, шунтированного резисторами 20 и 21, эмиттерного перехода двухбазового диода 19, резис

0

5

0

О

тора 22 в цепи первой базы двухбазового диода 19 и соответственно пятого 1 1 и шестого 12 разделительных диодов. Вторая база двухбазового диода 19 через резистор 23 и делитель 24 напряжения соединена с источником стабилизированного напряжения.

Каждый канал управления содержит два эмиттерных повторителя 25 и 26 с общим резистором 27 в цепи эмиттеров, два отсекаюпр1Х диода 28 и 29 и встроенньм переменный резистор 30, который может быть заменен переключателем с резисторами,

Коллектор соответственно первого 5 и второго 6 коммутирующих транзисторов соединен с коллектором соответствующего первого 25 и второго 26 эмиттерных повторителей, эмиттеры которых через общий р езистор 27 соединены с общей шиной нулевого потенциала. База первого 25 и второго 26 эмиттерньпг повторителей через первый 5 28 и второй 29 отсекающие диоды соединена с движком переменного резистора 30, подключенного к двустороннему стабилитрону 1. Анод фототиристора первой и второй оптопары через резисторы 3.1 и 32 и конденсаторы 33 и 34, включенные параллельно, соединен с источником питания +Е,. Катоды фототиристоров оптопар каналов управления ABC через четные и нечетные суммирующие диоды 35-46 соединены с включенными в звезду с заземленными нейтрально первичными обмотками импульсных трансформаторов 47 - 52, вторичные обмотки которых подключе1Го1: к силовым тиристорам выпрямителя.

На временных диаграммах напряжений показаны: U. - переменное напряжение сети; Ug - напряжение на накопительном конденсаторе 13; Uq - напряжение на эмиттере двухбазового диода 19, U( - импульс напряжения, поступающий на светодиод оптопары 17.

В каждом канале управления ABC синусоидальное напряжение ограничивается стабилитроном 1 по максимуму и преобразуется в последовательность знакопеременных трапецеидальных импульсов. Напряжение трапецеидальных импульсов используется для заряда 5 накопительных конденсаторов 13-16 и управления коммутирующими транзисторами 5 и 6, задающими очередность процесса разряда накопительных кон-. денсаторов 13 и 16. Заряд накопитель5

0

5

0

ных конденсаторов 13и 14 и 15 и 16 осуществляется соответственно через первый 7, третий 11 и второй 8, чет- вертьй 10 разделительные диоды. Разделительные диоды 7 и 11, включены в одном проводящем направлении, а разделительные диоды 8 и 12 - в противоположном, что обеспечивает заряд конденсаторных групп 13, 14 и 15, 16 в различные полупериоды напряжения на двустороннем стабилитроне 1. Напряжение на конденсаторньк группах имеет противоположную полярность. В соответствии с полярностью напряжения на конденсаторах 13, 14 и 15,16 подключенные к ним коммутирующие транзисторы 5 и 6 имеют соответствующую проводимость. Коммутирующие транзисразделительными диодами 9-12, что обеспечивает работоспособность узла сравнения при изменении сравниваемых

в каждый полупериод напряжений на его входе. В результате включения фототиристора оптопар 17 и 18 в процессе заряда конденсаторов 33 и 34 формируется управлянмций импульс напряжения. Поскольку процессы разряда накопительных конденсаторов в каналах управления ABC протекают синхронно с последовательностью фаз трехфазного напряжения, на выходах каналов

управления формируются импульсы,

сдвинутые по фазе на угол 120 эл.град. Поэтому изменение чередования фаз питающего напряжения приводит к одновременному изменению последователь

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статистических вьшрямителях. Цель изобретения - расширение области использования. В устройстве для управления тиристбрами трехфазного мостового выпрямителя в каждом канале управления формируют два сдвинутых на угол 180 эл.град. выходных импульса, образующих в результате сложения с импульсами других каналов управления шестифазную систему сдвоенных управлякяцих импульсов, следующих с фазовым сдвигом 60 эл.град. 3 ил.

торы 5 и 6 под воздействием управляю- 20 ности фаз на выходе устройства для

щего тока, поступающего со сдвигом во времени со t IT через резисторы 3 и 4 на базу, поочередно переходят из режима отсечки коллекторного тока в режим насыщения.

При этом группы конденсаторов 13, 14 и 15, 16 также поочередно подключаются к соответствующему эмиттерно- му повторителю 25 или 26, которые находятся в проводящем состоянии. В результате разряда накопительных конденсаторов 13 и 15 формируется пилообразное напряжение, а напряжение .на конденсаторах 14 и 16 не изменяется, так как протеканию разрядного то- 35 тема импульсных напряжений, у котока препятствуют разделительные диоды рой векторы напряжений сдвинуты на

угол 60 3л.град. Исходя из особенностей работы трехфазного симметричного мостового выпрямителя, где мо- 40 менты отпирания анодной и катодной групп тиристоров должны повторно производиться через 60 эл.град., управляющие импульсы ABC и А в с поступают на суммирующие диоды 35-46, на

его включение. В результате включения 45 ькодах которых АС , С В, ВА ,А С,

двухбазового диода 19 на резисторах

20 и 21 формируется импульс напряже9 и 10. Сформированное пилообразное напряжение сравнивается с постоянным, а их разность поступает на эмиттер двухбазового диода 19.

В момент времени, когда разность постоянного и пилообразного напряжений достигнет порога переключения двухбазового диода 19, происходит

СВ , и В А действуют сдвоенные управляющие импульсы, следующие с фазовым сдвигом 60 эл.град.

ния, включающий светодиод соответствующей оптопары 17 или 18. Светодио- ды подключены к накопительным конден- 50 саторам 13-16 через общий токоограни- чительный резистор 22. Емкости накопительных конденсаторов равны и обеспечивают при разряде необходимую длительность светового импульса для вклю-55 и 15 посредством изменения сопротив- . Чения фототиристора оптопары.ления эмиттерных повторителей 25 и 26

Эмиттерный переход двухбазового диода 19 подключен к диагонали выпрямительного моста, образованного

Регулирование фазы управляющих импульсов относительно фазы анодного напряжения тиристоров вьшрямителя достигается изменением времени разряда накопительных конденсаторов 13

(фиг. 3, t и tj). Изменение сопротивления эмиттерньк повторителей 25 .и 26 осуществляется изменением тока

управления тиристорами и последовательности фаз анодного напряжения тиристоров, что не нарушает их нормальную работу. Управляющие импульсы

ABC и А в С на выходах каналов управления ABC совместно образуют систему импульсных напряжений, у которой векторы напряжений ABC по отнощению к векторам А В С соответственно сдвинуты на угол 180 эл. град.

Таким образом, при синхронной работе каналов управления с напряжением питающей сети на выходах каналов ABC и А в с действует новая сис ькодах которых АС , С В, ВА ,А С,

СВ , и В А действуют сдвоенные управляющие импульсы, следующие с фазовым сдвигом 60 эл.град.

и 15 посредством изменения сопротив- ления эмиттерных повторителей 25 и 26

Регулирование фазы управляющих импульсов относительно фазы анодного напряжения тиристоров вьшрямителя достигается изменением времени разряда накопительных конденсаторов 13

и 15 посредством изменения сопротив- ления эмиттерных повторителей 25 и 26

(фиг. 3, t и tj). Изменение сопротивления эмиттерньк повторителей 25 .и 26 осуществляется изменением тока

базы, поступакзщего с переменного ре- «истора 30. Отсекающие дибды 28 и 29 исключают подачу на базу транзисторов импульсов обратной полярности. Диапазон регулирования угла включения приблизительно равен 180 эл.град. В случае необходимости диапазон регулиро- вания угла включения тиристоров может быть уменьшен ограничением напряжения, поступающего с переменного .резистора 30.

Переменные резисторы 24 служат для симметрирования выходных импульсов по фазам. Необходимость симметрирования обусловлена разбросом параметров двухбазовых диодов по величине напряжения переключения. Симметрирование производится при питании каналов от напряжения одной из фаз сети. Необходимость симметрирования отпадает в случае под бора двухбазовых диодов по параметрам.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорами трехфазного мостового выпрямите

ля, содержащее узел синхронизации, предназначенный для подключения к сети, включающий стабилитрон и токоогра ничительный резистор, фазосмещающий блок, включающий разрядный и коммутирующий транзисторы, накопительные конденсаторы, разделительньш диоды и узел сравнения на пороговом элементе, отличающееся теМзЧто, с целью расширения области использования путем формирования импульсов управления противофазными тиристорами трехфазного мостового выпрямителя, оно снабжено тремя фазными каналами управления, каждый из которых состоит из двух фазосмещающих блоков, выполненных на транзисторах противоположного типа проводимости, образующих совместно с фазосмещающими блоками других фазных каналов управления на транзисторах идентичного типа проводимости блок управления анодной группой вентилей, а на транзисторах противоположного типа проводимости - блок управления катодной группой вентилей, причем эмиттеры разрядных транзисторов через резистор соединены с общей шиной, первьш управляющий вход фазосмещающего блока образован базой первого и второго разрядных

0

5

0

5

0

5

0

5

транзисторов, которые соответственно через первьй и второй отсекающие диоды соединены с первым выводом регулирующего резистора, второй вывод которого подключен к коллекторам двух разрядных и двух коммутирующих транзисторов, узел синхронизации выполнен на двустороннем стабилитроне, первый вывод которого соединен с об- щей шиной, второй через токоограни- чительный резистор подключен к соответствующей фазе переменного напряжения сети и через первьй и второй pe-i зисторы соединен с базой соответственно первого и второго коммутирующих транзисторов, а через первьй и второй разделительные диоды соединен с эмиттером соответственно первого и второго коммутирующих транзисторов, первыми обкладками соответственно первого, второго, третьего и четвертого накопительных конденсаторов, точки соединения первого и второго резисторов, первого и второго разделительных диодов с анодом двустороннего стабилитрона образуют второй и третий входы фазосмещающих блоков, вторые обкладки первого и третьего конденсаторов соединены с общей шиной непосредственно, вторые обкладки второго и четвертого накопительных конденсаторов соединены с общей шиной соответственно через третий и четвертьй разделительные диоды и через светодиод соответственно первого и второго оптронов, шунтированньй резистором, соединены соответственно с эмиттером двухбазового диода, точки соединения светодиода с эмиттером и светодиода с резистором через соответственно пятьй и шестой разделительные диоды соединены с общей шиной, вторая база двухбазового диода через резистор и делитель напряжения соединена с источником стабильного напряжения, аноды тиристоров оптронов через соответствующие . резистор и конденсатор, включенные параллельно, соединены с источником питания, катоды тиристоров оптронов образуют выходы устройства для управления, которые через суммирующие диоды соединены с включенными в шести- 5 фазную звезду с заземленной нейтралью первичными обмотками импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых предназначены для подсоединения к силовым тиристорам выпрямителя.

0

ABC D

W BA A C Фаг./

Напря/нение порога пере/(

Cft

9

П

--,-/