Одноканальное устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем Советский патент 1988 года по МПК H02M7/155 

// - U

Изобретение относится к устройствам /для управления трехфазными ти- ристорными преобразователями и пред- назнячено для использования в силовых аппаратах различного назначения, в частности для регулирования теплопро- иэводительности электронагревателей. Целью изобретения является расширение диапазона регулирования напряке- ния на нагрузке и исключение возможности создания радиопомех. Напряжение на нагрузке регулируется изменением с помощью преобразователя 6 напряжения в частоту и делителя 7 частоты длительности управляющего импульса на инверсном выходе RS-триг- гера 4. При этом регулируется относи - тельное время проводимости тиристор- ного преобразователя за период тактовых импульсов на выходе дифференцирующей цепи 3. Диапазон регулирования напряжения на нагрузке при таком методе может быть близким к 100% и зависит от диапазона изменения частоты следования импульсов на выходе преобразователя 6. Включение и выключение тиристоров происходит при переходе сетевого напряжения через ноль. Следовательно, радиопомехи будут отсутствовать. 4 ил. и. t (Л :о со 00

Фиг. 1

Изобретение относится к устройствам для управления трехфазными тирис- торными преобразователями и предназначено /шя использования в силовых аппаратах различного назначения, в частности для регулирования теплопро- изводительности электронагревателей.

Цель изобретения - распирение диапазона регулирования напряжения на нагрузке и исключение возможности создания радиопомех.

На фиг.1 изображена блок-схема одноканального устройства для управления трехфазным тиристорным преобра- зователем; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.4 - схема блока совпадения.

Одноканальное устройство (фиг.1) содержит синхронизатор 1, с первого выхода которого синхронизирующие импульсы поступают на вход делителя 2 частоты, с выхода которого импульсы поступают через дифференцирующую пепь 3 на К-вход К -триггера 4, с прямого выхода которого через эмиттерный повторитель 5 импульсы поступают на первый вход преобразователя 6 напряжения в частоту. С выхода преобразователя 6 напряжения в частоту импуль- сы поступают на вход второго делителя 7 частоты, с выхода которого через дифференцирующую цепь 8 импульсы поступают на } -вход НП-триггера А. С инверснот о выхода НП-триггера ч через эммттерньп повторитель 9 импульсы поступают на первый вход блока 10 совпадения, на второй вход которого поступают управляю1чие импульсы с второго выхода синхронизатора 1. С выхода блока 10 совпадения управляющие импульсы поступают на вход ждущего мультивибратора 11, на выходе которого установлена дифференцирующая цепь. С выхода ждущего мультивибратора 11 импульсы поступают на вход усилителя 1 2 морц1ости импульсов.

Устройство работает следующим

образом.

На вход синхронизатора I подается напряжение сети, которое используется в качестве опорного (фиг.2, Uc) Синхронизатор 1 вырабатьгеает короткие импульсы с частотой f 150 Гц (фиг,2, If), которые поступают на вход делителя 2 частоты. Делитель 2 частоты формирует прямоугольные импульсы с периодом повторения Т

п Т ( коэффициент деления.

С помощью дифференцирующей цепи 3 подключенной к выходу делителя 2 частоты, прямоугольные импульсы преоб- разукзтся в остроконечные. Остроконечные импульсы положительной полярности с периодом Т, с выхода дифференцирующей цепи 3 используются в качестве тактовых импульсов (фиг.2, Uj ). С помоп1ью RS-триггера 4, эмиттерного повторителя 5, преобразователя 6 напряжения в частоту, делителя 7 частоты и дифференцирующей цепи 8 формируется управля о1иий импульс, длительность которого зависит от величины управляющего напрй- жения IL ,

Тактовые импульсы поступают на о-вход RS-триггера 4.

Прямоугольные импульсы с прямого выхода триггера 4 поступают на вход преобразователя ft напряжения в частоту через эмиттерньм повторитель 5 и используются в качестве питак г;их для преобразователя 6.

Передний фронт питаю1 Ц1х импульсов привязан по фазе к импульсам такта. Эмиттерный повторитель .S предназначен 11ПЯ согласования болыиого выходного сопротивления триггера 4 с малым сопротивлением преобразователя 6 по цепям питания, а также выполняет роль развязывающего элемента. Преобра зова- тель 6 напряжения в частоту формирует прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна управляющему напряжению и (фиг.2, Ь в(1.) фаза определяется тактовими импульсами, так как преобразователь начинает генерировать импульсы с момента возникновения импульса € (фиг.2, , ). Средняя частота преобразователя f выбирается значительно вьпие тактовой частоты .

В качестве преобразователя напряжения в частоту можно применить мультивибратор с эмиттерной времязадающей цепью, перестраиваемый в широком диапазоне частот управляющим напряжением С выхода преобразователя 6 прямоугольные импульсы поступают на вход делите ля 7 частоты, коэффициент деления п которого больше п (фиг.2, U7c). С помопью дифференцирующей цепи 8, подключенной к выходу делителя 7 частоты, прямоугольные импульсы преобразуются в остроконечные (фиг.2,

и.д, Ug ,). Ро-триггер 4, установленный р единич)1пе состояние тактовым импульсом, поступающим на П-вход, переводится в нулевое состояние первым положительным импульсом (фиг.2, U, фиг.З, и -, поступающим с выхода дифференцирующей пепи Н (,2, на К-вход.

Управляю1чие импульсы длительностью Т II периодом повторения Т с инверсного выхода Р.Я-триггера 4 (фиг.З, ) через эмиттерньй повторитель 9 поступают на первый вход блока 10 совпадения, Эмиттерный повторитель 9 предназначен для согласования большого выходного сопротивления триггера 4 с малым входным сопротивлением блока 10 совпадения.

Блок совпадения (фиг.4) содержит два разнотипных транзистора 13 и 14, нагрузку 15, разделительную емкость 16, емкость 17, резисторы 18 и 19.

Сигнал на нагрузке 15 блока совпадения появляется только тогда, когда совпадают по времени положительные сигналы на входе транзистора 13 и отрицательные на входе транзистора 14. В данном примере отрицательными являются импульсы, поступающие с ин- версного выхода HS-триггера 4 на вход блока совпадения через разделительную емкость 16 (фиг.З, U), а положительными импульсами являются импульсы, поступаюпше с выхода синх- ронизатора 1 на вход блока 10 совпа- дения через емкость 17.

Нлок 10 совпадения формирует пачку управляющих импульсов с частотой f 150 Гц и переменной скважностью (фиг.2, )j которая поступает на вход ждущего мультивибратора 11.

Ждущий мультивибратор 11 вырабатывает прямоугольные импульсы, привя- занные по фазе к переднему фронту импульсов синхронизатора, длительностью 60 эл.град, с периодом повторе- ния 150 Гц (фиг.2, ). Прямоугольные импульсы ждур;его мультивибратора 11 дифференцируются (фиг.2, ) и поступают на усилитель 12 мощности На вторичных обмотках импульсного трансформатора формируется последовательность положительных и отрицатель- ных импульсов, сдвинутых по фазе на 60 эл.град. Напряжение на нагрузке регулируется изменением длительности управляющего импульса Т , При этом

регулируется относительное время проводимости тиристорного преобразователя за период тактовых импульсов Т . Диапазон регулирования напряжения на нагрузке при таком методе может быть близким к 100% и зависит от диапазона частоты преобразования преобразователя 6, Для обеспечения плавного изменения напряжения на нагрузке период тактовых импульсов Т необходимо выбирать из соотношения

- / Т, Т ,

где 1 - период сетевой частоты, 0,02 с; - относительная погрешность

регулирования, находят из уравнения

Tj.

сГ ,

где Tf - постоянная времени нагрузки Выбор низшей и высгаей частот преобразователя 6 напряжения в частоту производят из соотношения

Тн

fe

Включение и выключение нагрузки тиристорного преобразователя происходит при переходе сетевого напряжения через ноль. Следовательно, радиопомехи отсутствуют.

Использование предлагаемого одно- канального устройства для управления трехфазным тиристорным преобразователем позволяет расширить диапазон регулирования напряжения на нагрузке и исключает возможность создания радиопомех.

Формула изобретения

Одноканальное устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, содержащее синхронизатор и последовательно соединенные ждущий мультивибратор и усилител мощности импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования напряжения на нагрузке и исключения возмож5137

иости создания радиопомех, our снабжено последовательно соединенными первым делителем частоты и перной дифференцирующей цепью, а также -.,- триггером, первым эмиттерным поитори- телем преобразователем нап11яжения в частоту, вторым делителем частоты, второй дифференциру о1че1 1 цепью, вторым змиттерным повторителем и блоком совпадения, причем выход первой дифференцирующей цепи подключен к Г)- входу Rli-триггера, к ; -входу которого подключен выход второГт диффереппирую- щей цепи, прямой выход I f -триггера

С , Тс ,

46

через первый эмиттерный повторитель подключен к nepBONry входу преобразователя напряжения в частоту, второй вход которого подключен к источнику управляю1цего напряжения, а выход к входу второго делителя частоты, выходом соединенного с входом второй дифференцирую1 1ей цепи, инверсный выход Н -триггера через второй эмит- терньп повторитель подключен к первому входу блока совпадения, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, а выход подключен к входу ждущего мультивибратора.