Релейный регулятор тока Советский патент 1989 года по МПК G05F1/46 H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для управления током возб.уждения электрических машин, например, в тяговых дизель-электрических приводах постоянного тока самоходных средств (мощных пневмоколес- ных и гусеничных транспортных и земле-Q ройно-транспортных машин).

Целью изобретения является повышение быстродействия регулирования тока.

На фиг. 1 приведена принципиаль- 15 ная схема релейного регулятора тока; на фиг. 2а - временные диаграммы напряжений на элементах регулятора, на фиг. 2б - диаграмма состояний тиристоров.20

Регулятор тока (фиг, 1) содержит источник 1 трехфазного напряжения, к вьшодам которого подключены вьшо- ды переменного тока трехфазного ти- ристорного моста, вьшолненного на тиристорах 2-7. К вьтодам постоянного тока моста подсоединены активно- индуктивная нагрузка 8, шунтированная цепочкой из диода 9 и резистора 10. Регулятор содержит также датчик 30 11 тока, включенный в цепь протекания тока нагрузки.

Формирователь 12 сигнала задания выходом подключен к одному входу компаратора 13, к второму входу ко- 35 торого подключен выход датчика 11 тока. Стабилитроны 14-17 подключены параллельно цепи: управляюш 1й электрод - катод тиристоров моста. Катодная группа диодов 18-20 анода- 40 ми подключена к фазным вьшодам А, В, С источника 1. Анодная группа диодов 21-23 катодами подключена к управляющим электродам тиристоров 3, 5 и 7. соответственно Две цепочки 24, 25 дЗ и 26, 27 последовательно соединенных оптотиристора и резистора подключены первая между объединенными катодами диодов 18-20 и катодом стабилитрона 14 и вторая между минусовым Q выводом тиристорного моста и объединенными анодами диодов 21-23. Причем управляюш ге выводы оптотиристоров 24 и 26 объединены между собой, являются входом формиров ателя 28 им- .55 пульсов включения тиристоров и подключены к выходу компаратора 13. В состав формирователя 28 импульсов включения тиристоров входят элементы 14-27 и его выходы подключены к управляющим электродам тиристоров 2-7. Стабилитроны 14-17 служат для ограничения перенапряжений на управляющих электродах тдоисторов 2-7, резисторы 25. и 27 - для ограничения тока управления этих тиристоров.

Регулятор тока работает следующим образом.

Предположим, в начальный момент времени сигнал U.. (фиг. 1,2 ) задания выше по амплитуде сигнала U, датчика тока. В результате сравнения указанных сигналов в компараторе 13 на его выходе формируется положительный сигнал и, который переключает оптотиристоры 24 и 26 в проводящее состояние. В результате одно из положительных анодных напряжений на тиристорах 2, 4 или 6 через соответствующий диод 18, 19 или 20, оп- тотиристор 24 и резистор 25 поступает на управляюш ге электроды тиристоров. Тиристор, находящийся под положительным анодным напряжением, отпирается. Аналогично и для тиристоров 3, 5 и 7 другой группы. В результате .этого в интервале O-tf (фиг. 2 о) трехфазный мост тиристоров 2-7 работает в режиме обычного неуправляемого диодного моста (фиг. 2Е ). На фиг. 2Е заштрихованная область временных диаграмм соответствует проводящему состоянию тиристоров 2-7 и диода 9 соответственно. Линейное напряжение источника 1 выпрямляется и прикладывается к нагрузке 8, увеличивая в ней ток. Пропорционально току нагрузки 8 изменяется сигнал U датчика 11 тока.

В мокент времени t сигнал U, становится выше сигнала U. Сигнал U,j на выходе компаратора принимает нулевое (или отрицательное) значение. С управляющих входов оптотиристоров 24 и 26 напряжение снимается. Ввиду отсутствия анодного напряжения на оптотиристорах на интервале открытого состояния тиристоров 3 и 6 (фиг. 2 Б ) оптотиристоры 24 и 26 выключаются.

В интервале линейное напряжение UCA, прикладьгоаемое к нагрузке 8, остается положительт11м. После момента t это напряжение меняет знак, при этом инвертируеъай в источ ник 1 ток нагрузки 8 по мере увеличения отрицательного напряжения U j, U

начинает перераспределяться в цепь диода 9 и резистора 10. В момент времени 13 достижения током диода 9 тока нагрузки 8 весь ток замыкается через активное сопротивление резистора 10, инвертирование прекращается, тиристоры 3 и 6 запираются под действием обратного напряжения, равного разнице напряжений (UCA U j, ).

Далее, после момента времени t ток в нагрузке 8 (U „ 0 , Лиг. 2 «) продолжает спадать. Постоянная времени цепи нагрузки ввиду наличия сопротивления резистора 10 уменьшается в несколько раз. Причем первоначальное напряжение U,o , прикладываемое встречно к нагрузке, теоретически достигает амплитуды линейного напряжения, равной VZ-UA.

В результате этого достижение током некоторого заданного значения в сторону уменьшения происходит за более короткий промежуток времени (фиг. 2ц, интервал времени после t, сплошная линия U,,) , чем в известном устройстве (там же, пунктирная линия и,), и, следовательно, пред- лагаемый регулятор тока имеет более высокое быстродействие.

Величина сопротивления резистора 10 выбирается, исходя из двух взаимоисключающих условий. Она должна быть малой для получения достаточного запирающего напряжения (Uc,-U,c ) с целью надежного запирания тиристо - ров моста при максимальном токе нагрузки, а также большой для получения более низкой постоянной времени цепи нагрузки, обеспечивающей повы

67541

шение быстродействия за счет форси10

15

20

25

30

35

40

РОБКИ спада тока при отработке задания на его снижение. Искомая величина сопротивления выб1фается из диапазона (0,9-1,0) зависимости от мощности регулятора (U - линейное напряжение источника питания, If)- максимальный ток нагрузки).

Формула изобретения Релейный регулятор тока, содержащий трехфазный тиристорный мост, входом подсоединенный к выводам для подключения источника трехфазного напряжения, а выходом - к вьшодам для подключения активно-индуктивной нагрузки, компаратор, первый вход которого подключен к выходу формирователя сигнала задания, второй вход - к выходу датчика тока, включенного в цепь протекания тока нагрузки, а выход - к входу формирователя импульсов включения тиристоров, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров, о т,л и- чающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия регулирования тока, он снабжен декпф1фующей цепочкой, состоящей из последовательно соединенных резистора и диода и

.подсоединенной-к выходу трехфазного тиристорного моста, причем анод диода подключен к минусовому вьгооду тиристорного моста, а сопротивление резистора выбирают в диапазоне (0,9

. ...1,0) V2 ид/1,„, где ид - линейное напряжение источника трехфазного напряжения, максимальное значение тока нагрузки.

/ /

VЧ

AA

f / ч

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано для управления током возбуждения электрических машин. Цель изобретения - повьшение быстродействия регулирования тока. При увеличении сигнала с датчика 11 тока выше сигнала задания с формирователя 12 сигнал на выходе компоратора 13 принимает нулевое или отрицательное значение. При этом снимаются импульсы включения тиристоров 2-7 с помощью формировататя 28. Ток нагрузки 8 замыкается через демпфир тощую цепочку, состоящую из диода 9 и резистора 10. В результате уменьшается постоянная времени цепи нагрузки 8, ток нагрузки 8 спадает за более короткое время и, следовательно, повы .шается быстродействие регулятора, 2 ил. S (Л а 4 О) vi ел 4

Фиг. г