Переключающее устройство Советский патент 1988 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано I для бесконтактной коммута1щи постоян- 1 ного тока на тиристорах в условиях I промьшшенного производства. I Цель изобретения - повышение поме- j хозащищенности за счет исключения влияния индустриальных помех и упрощение.

Йа фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема переключающего устройства; на фиг. 2 - эпю- I ры импульса включения тиристоров.

Переключающее устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, к выходам которого подключены- последовательно соединенные ограничитель- |ный резистор 2 и накопительный конденсатор 3, параллельно которому под- .ключена последовательная цепь, состоящая из первого тиристора 4, первичной обмотки импульсного трансформатора 5, I второго тиристора 6, первый вывод на- : копительного конденсатора 3 под1спючен I через коммутирующий конденс атор 7 к средней точке первичной обмотки импульсного трансформатора 5, вторичная обмотка которого через разделительный конденсатор 8 подключена параллельно коммутируемому тиристору 9, первую 10 и вторую 11 цепи управления первым 4 и вторым 6 тиристорами, каждая из которых содержит первую 12 и вторую 13 входные шины, резистор 14 включения, конденсатор 15 включения, резистор 16 заряда, диод 17 защиты, I развязывающий диод 18, первые входные шины 12 соединены с катодом первого 4 и второго 6 тиристоров соответственно, вторые входные шины 13 подключены к катодам диодов 17, аноды которых через конденсаторы 15 соединены с анодами диодов 18, катоды которых соеди- . нены с управляющими электродами первого 4 и второго 6 тиристоров соответственно, точки соединения анодов диодов 17 защиты с первыми выводами конденсаторов 15 через резисторы 14 подключены к катодам первого 4 и второго 6 тиристоров соответственно, к которым через резисторы 16 подключены точки соединения анодов диодов 18 и вторых выводов конденсаторов 15. Переключающее устройство работает следующим образом.

Как только на вькоде источника 1 постоянного напряжения появляется на- пряжение, начинается накопительного конденсатора 3 через ограничительный резистор 2. Через определенный промежуток времени напряжение на накопительном конденсаторе 3 достигает уровня выходного напряжения источника 1. После этого переключающее устройство готово к.работе.

При поступлении импульса управлеНИН на вход второй цепи 11 управления происходит его дифференцирование (фиг. 2). С момента поступления переднего фронта импульса управления начинается заряд конденсатора 15 че5 рез резистор 16 и диод 17. Постоянная времени Т КС-цепи, состоящей из резистора 16 и конденсатора 15, и длительность импульса управления t, р выбираются так, что tj 3 ГЯС.

0 При таком соотношении напряжение на конденсаторе 15 практически достигает амплитуды импульса управления только к концу действия импульса управления. В момент заднего фронта (среза) им5 пульса управления на резисторе 16 возникает импульс включения второго ти- ристора 6 (фиг. 2) и начинается разряд конденсатора 15 через последовательно соединенные диод 18, уп0 равляющий переход второго тиристо - ра 6, резистор 14, а также, частично, через резистор 16, включенный параллельно последовательно соединенным диоду 18 и управляющему переходу второго тиристора 6.

Импульс тока разряда конденсатора 15 включает второй тиристор 6. После этого через половину первичной обмотки импульсного трансформатора 5 и открытый второй тиристор 6 от конденсатора 3 возникает импульс тока заряда конденсатора 7. Возникший в это время импульс напряжения во вторичной обмотке импульсного трансформатора 5 через конденсатор 8 закрывает коммутируемьш тиристор 9.

Как только ток заряда конденсатора 7 станет меньше тока удержания второго тиристора 6, последний закрывается, и снова начинается подза0 ряд конденсатора 3. Затем через определенное время, определяемое техпроцессом, поступает импульс управления на вход первой цепи 10 управления и аналогично указанному включает первый

5 тиристор 4. При этом возникает импульс тока разряда конденсатора 7 через половину первичной обмотки импульсного трансформат(5ра 5 и открытый

5

0

5

3

первый тиристор 4. И снова возникает импульс напряжения во вторичной обмотке импульсного трансформатора 5, который через конденсатор 8 закрывает открытый коммутируемый тиристор 9. После этого импульс управления поступает на вторую цепь 11 управления, и процесс повторяется.

Таким образом, импульсы управле- . ния, поступающие на входные шины первой 10 и второй 11 цепей управления, осуществляют выключение коммутируемого тиристора 9 по заданной циклограм Ч

ме техпроцесса.

Параметры разрядной цепи конденсатора 15 и, в частности, резистора 14 выбраны так, что включение первого 4 и второго 6 тиристоров возможно только при напряжении на конденсаторе 15, близком к уровню амплитуды импульса управления. Уменьшение амплитуды импульса включения (фиг.2) на 25% полностью исключает включение первого 4 и второго 6 тиристоров. В переключающем устройстве длительность импульса управления , Р. (фиг. 2) выбрана так, что она намного больше длительности любой индустриальной помехи, и, в тоже время, длительность импульса помехи намного меньше выбранной постоянной времени Т RC-цепи, состоящей из резистора 16

и конденсатора 15 (t,,. „омех, ) а это приводит к тому, что в момент заднего фронта (среза) импульса помехи образуется незначительный отрицательный выброс (в устройстве это

импульс включения). Амплитуда этого выброса намного меньше амплитуды импульса включения (фиг. 2), поэтому любая индустриальная помеха, поступающая на вход любой цепи управления в предлагаемом переключающем устрой- .стве, даже если она по амплитуде превосходит ампУштуду выбранного импуль са управления, не успевает осуществить заряд конденсатора 15 до напряжния, необходигюго для включения

50

первого 4 и второго 6 тиристоров, кроме того, мощность импульса управления выбирается значительно больше мощности импульса помех (резистор 14 является дополнительной нагрузкой для входных импульсов), поэтому последние 55 цепи управления первым и вторым тине могут осуществить заряд конденса-ристорами, каждая из которых содер- тора 15 до напряжения включения первого 4 и второго 6 тиристоров.

второй тиристоры, импульсный трансформатор, накопительный конденсатор коммутирующий конденсатор, paздeJП - тельный конденсатор, источник посто янного напряжения, первую и вторую

жит первую и вторую входные шины, р зистор включения, конденсатор включе

Q15

Ч I 196Т

Резисторы 14 и 16 исключают илкоп- леиие заряда на кот-щрнсаторс 15 от им- пульсов помех.

Развязывающий диод 18 исключает протекание обратного тока через управляющие переходы первого 4 и второго 6 тиристоров, а диод 17 осуществляет защиту устройства от индустриальных помех, полярность которых обратна полярности иьтульса управления.

Ограничительный резистор 2 служит для ограничения тока Б первоначальный момент заряда накопительного конден- сатора 3 (он имеет большую емкость) . Большой бросок тока заряда может вывести из строя источник 1 постоянного напряжения. При мощном источнике постоянного напряжения ограничительный резистор 2 может отсутствовать.

Таким образом, в предлагаемом устройстве цепи управления тиристорами осуществляют включение тиристоров задними фpoнтaм i импульсов управления и одновременно производят селекцию различных импульсов, поступающих на их вход, по длительности и по мощности. Все это, по сравнению с известными устройствами, позволяет исключить сбои в работе переключающего устройст- ства от индустриальных помех, а также значительно упростить само устройство за счет исключения трех обмоточных трансформаторов управления, ключа га20

25

30

40

Формула

шения, порогового устройства и т.д. 35 Использование предлагаемого переключающего устройства для бесконтактной коммутаддаи постоянного тока в различных промышленных устройствах позволит исключить нарушение последовательности техпроцессов от индустриальных помех и, как следствие, избавиться в каждом конкретном случае от брака изделий, вызываемого нарушением последовательности техпроцессов.

45

изобретения

Формула

Переключающее устройство, содержащее коммутируемый тиристор, первый и

цепи управления первым и вторым тиристорами, каждая из которых содер-

второй тиристоры, импульсный трансорматор, накопительный конденсатор, коммутирующий конденсатор, paздeJП - тельный конденсатор, источник постоянного напряжения, первую и вторую

цепи управления первым и вторым тиристорами, каждая из которых содер-

жит первую и вторую входные шины, резистор включения, конденсатор включекия, резистор заряда, при этом ограничительный резистор и накопительный конденсатор соединены последовательно первый тиристор, импульсный транфор- матор и второй тиристор соединены последовательно и подключены параллельно накопительному конденсатору, один из выводов которого соединен через коммутирующий конденсатор со средней точкой первичной обмотки импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого через разделительный конденсатор подключена параллельно коммутируемому тиристору, к сило- вьм выводам которого подключена нагрузка, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозащищенности и упрощения, в каждую цепь управления первым и вторым тиристорами введены диод защиты и развязывающий диод, первые входные шины каж/дой цепи управления первым и вторым тирисQ с

0

торами соединены с катодами первого и второго тиристоров соответственно, а вторые входные шины подключены к катодам диодов защиты, аноды которых через конденсаторы включения соединены с анодами развязываюид1х диодов, катоды которых соединены с управляющими электродами первого и второго тиристоров соответственно, точки соединения анодов диодов защиты с первыми выводами конденсаторов включе- ция через резисторы включения подклю. чены к катодам первого и второго тиристоров соответственно, к которым через резисторы заряда подключены точки соединения анодов развязывающих диодов и вторых выводов конденсаторов включения, а последовательно соединенные ограничительный резистор и накопительный конденсатор подключены к выводам источника постоянного напряжения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть исдользо- вано для бесконтактной коммутации постоянного тока в условиях промышленного производства. Цель изобретения - повышение помехозащищенности переключающего устройства за счет исключения влияния индустриальных помех и упрощение конструкции. В устройство введены диод защиты (ДЗ) 17 и развязывающий диод (РД) 18, .цепи 10 и 11 управления тиристорами 4 и 6, Первая входная шина 12 подключена к катоду управляемого тиристора А. Вторая входная uniHa 13 подключена к ка- . тоду ДЗ 17, анод которого через конденсатор В1спючения (КВ) 15 подключен к аноду РД 18. Катод последнего подключен к управляющему электроду управляемого тиристора 6. Точка соединения анода ДЗ 17 с первым выводом KB 15 через резистор 14 включения подключена к катоду управляемого тиристора 6, к которому через резистор 16 заряда подключена точка соединения анода РД 18 и второго вывода KB 15. При этом последовательно соеди- с о ненные ограничительный резистор 2 и накопительный конденсатор 3 подключены к выводам источника 1 постоянного напряжения непосредственно. 2 ил. (Л

Импульс заряда I конденсаторов 15

t

J6

и

i nnyAbC 8KAH34eHUft

mupucfnopoS .6 Фив. 2