Фазовключающее устройство Советский патент 1989 года по МПК H02H3/08 H01H69/01 

(21)3864740/24-07

(22)11.03.86

(46) 30.03.89.ВЮЛ. № 12

(71)Производственно-энергетическое объединение Донбассанерго

(72)В.А.Рабочий и А.А.Рабочий

(53)621.316.925 (088.8)

(56)Устройство включения в заданную фазу для испытаний защитных реле в переходных режимах. - Электрические станции. М., 1967, №10, с.84-85.

Полупроводниковьй фазовыключа- тель. - Электрические станции. М., 1971, № 3, с. 65-68.

(54)ФАЗОВКЛЮЧАКХЦЕЕ УСТРОЙСТВО

(57)Изобретение относится к устройствам управления фазового включения в заданный период переменного тока.

(Цель изобретения - упрощение устройства, расширение функциональных возможностей и повьш1ение точности включения в момент перехода напряжения через нулевое значение. Цель достигается за счет выполнения блока управления в виде вьтрямительного моста, в плечи которого включены управляющие диода оптотиристоров. Выходные элементы оптотиристоров включены в цепи заряда и разряда конденсатора. Вьщача сигнала в нужный момент времени обеспечивается за счет разряда конденсатора, заряжаемого и разряжаемого в заданной последовательности, определяемой моментами открытия и отсечки диодов выпрямительного моста. 2 ил.

(Л

Изобретение относится к электро- технике, а именно к устройствам включения в заданную фазу, и может ис- . пользоваться для физического моделирования переходных процессов, для испытания быстродействующих релейных защит и датчиков тока, а также для фазового управления включением силовых цепей с целью ограничения токов включения.

Целью изобретения является упрощение устройства, расширение его области применения и повьшение точности включения в момент перехода напряжения через нулевое значение.

На фиг.1 показана схема устройст- ва; на фиг. 2 - време№1ые диаграммы сигналов.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1-6 - диоды выпрямительного моста блока управления, подключенного к фазорегулятору; 7 - оптрон- ный тиристор, содержащий управляющий диод (стрелка наружу) и выходной элемент (стрелка внутрь;, включенный в условно проводящее в данный момент плечо трехфазного выпрямителя; 8 - дополнительный оптронный тиристор, управляющий диод которого включен в условно непроводящее в данный момент плечо выпрямителя; 9 - балластный резистор; 10 - вспомогательный выпрямитель; 11 - резистор для ограничения тока в цепи управляющих диодов силовых оптронных тиристоров 12 и 13; 14 -. ключ управления; 15 - зарядный

сл

ю

иод; 16 - зарядный резистор; 17 -. накопительный конденсатор; 18 - до-, полнительный оптронньй тиристор; 19 - разрядный резистор; 20 - фазо- с регулятор. Элементы ГО-13 и 18 образуют силовой блок устройства, элементы 1 - 9, 15 - 19 - блок управления.

На фиг,2 приняты.; следующие обозначения: , Ujj , Upj,, - линейные 10 напряжения фазорегулятора либо сети при его отсутствии; 1,, i- - токи в цепях соответствующих диодов 1,2 трехфазного выпрямителя; Uc - напряжение на конденсаторе 17. 15

Устройство работает следующим об- разом.

Пpeдпoлoжи,, что замыкание ключа 14 осуществляется вручную в момент времени t, (фиг,2), В этот момент 20 ток пропускают диоды 1,7,6 под действием напряжения иос (потенциал точки а больше потенциала с), противоположного по фазе напряжению 11,- , показанному на фиг,2, При этом за- 25 рядный диод 15 и выходной элемент оптронного тиристора 7 открыты и конденсатор 17 заряжается напряжением Ugj. через резистор 16 до значения, соответствующего неличине приложенно-зО го напряжения и постоянной времени заряда, в течение промежутка времени,,,. Когда приложенное напряжение и напряжение на конденсаторе сравняются, заряд прекратится и ди- эг од 15 закроется Напряжение Ut на- конденсаторе с момента t, сохраняет практически,постоянное значение,так как цепь разряда 8, 18, 19 не вклю- чека, В момент t5,перехода напряже- .до НИН через нулевое значение (фиг,2) под действием напряжения Ujjg открываются диоды 3, 2 и управляющий диод оптронного тиристора 8J обтекаемый током i,., вьщает свето- 45 вой импульс в выходной элемент тиристора 8, который открьгаает цепь разряда конденсатора 17. Конденсатор 17 разряжается по цепи 17-8-18-19-17, При этом током разряда обтекается сп управляющий диод оптронного тиристора 18, вк лючая выходной элемент в цепи управляющих диодов силовых опт- ронных тиристоров 12 и 13,ток в которых ограничивается резистором 11, Силовая цепь включается в момент t, соответствующий моменту перехода через нуль напряжения U , При нии ключа 14 в момент, когда не про55

0 5

0 5 О г о 5 п

5

водит диод 1, происходит автоматическая задержка до момента времени t4, после чего процесс.происходит аналогично описанному. Задержка связана с тем, что в этом случае нечем будет возбудить излучатель оптронного тиристора 18, поскольку конденсатор 17 разряжен и требуется ждать его ааря- да и последующего разряда церез цепь оптронного тиристора 8, Заряд же конденсатора 17 начнется лишь после того момента времени, когда напряжение U вновь станет неибольшим и. вновь начнет проводить ток диод 1.

Включение выходной цепи всегда обеспечивается в момент перехода напряжения Идд, через нулевое значение, Дпя ползгчения заданной фязы включения необходимо сдвинуть с помощью фазорегулятора систему напряжений и, , . , и до, относительно напряжения силовой цепи, тем самым сдвигается точка перехода напряжения через нулевое значение и, соответственно, момент выдачи импульса на включение нагрузки, что обеспечивает получение требуемой фазы включения. Если требуется включать нагрузку только в нуль напряжения использование фазорегулятора не требуется,.

За счет согласования параметров резисторов в цепях управляющих диодов в предложенном устройстве не требуется трансформатор, а включение указанных диодов в плечи вьтрямитель- ного моста исключает необходимость в сглаживающих емкостях или отдель- ном источнике постоянного тока,Этим достигается упрощение устройства и улучшение его массогабаритных показателей, ..

Предложешая схема позволяет включением управляющих диодов в разные плечи вьтрямительного моста и подключением накопительного конденсатора на со-птветствующее напряжение- осуществлять включение в момент перехода через нулевое значение любого напряжения трехфазной системы. Напри- мёр, если управляющий диод оптотирис- тора 7 включить в .плечо моста, в котором установлен диод 3, управляющий диод оптотиристора 8 включит в плечо моста, в котором включен диод 4, а цепь накопительного конденсатора под- к.точить на напряжение UL , то тем самым обеспечивается включение нагрузки в момент перехода через нулевое значение напряжения-U j. Схема устройства позволяет, добавив оптро- ны в две другие ветви моста, два накопителя и две выходные цепи,осуществлять поочередное включение нагрузки в разные фазы трехфазной цепи. Размножение выходного сигнала достигается путем простого добавления управляющих диодов силовых оптотиристоров. 10 денсатор соединен с другим входом

Возможность отказа от фазорегулятора при включении нагрузки в нуль напряжения и способность схемы автоматически формировать выходной сигнал точно в момент перехода напряжения через нулевое значение позволяют использовать устройство дпя фазового управления включением силовых цепей с целью ограничения токов включения силовой нагрузки, например осветительной, или пусковых токов асинхронных двигателей. Все указанное расширяет функциональные возможности устройства.

Повышение точности включения в нуль напряжения обеспечивается использованием в качестве сигналов управления токов плеч вьтрямительного моста блока управления возникающих по принципу действия трехфазной мостовой схемы выпрямления с активной нагрузкой, именно в момент перехода через нулевое значение соответствующего напряжения.

блока управления, и цепь разряда н копительного кодденсатора, подключ ную параллельно накопительному кон денсатору, -отличающеес

15 тем, что, с целью расширения облас применения, упрощения и повышения точности включения в момент перехо напряжения через нулевое значение, блок управления выполнен в виде тр

20 фазного двухполупериодного вьтрями тельного моста, нагруженного вновь введенным балластным резистором, в соответствующие плечи указанного м та включены вновь введенные управл

25| щие диоды оптронных тиристоров, вь

ходные элементы которых включены п ледовательно соответственно в цепи заряда и разряда накопительного ко денсатора, в цепь разряда накопите

30 ного конденсатора включен управляю щий диод вновь введенного дополнительного оптройного тиристора, вых ной элемент которого включен к цеп ку, состоящую из последовательно с

Формула

обретения

Фазовключающее устройство, содержащее блок управления, входы которого имеют клеммы для подключения к

1469529

,6

соответствующим вьшодам фазорегулятора, подключенные к входам вспомогательного вьтрямителя силового блока, ключ управления, цепь заряда накопительного конденсатора, первый вывод которой подключен к соответствующему входу блока управления,второй вывод через накопительный конблока управления, и цепь разряда накопительного кодденсатора, подключенную параллельно накопительному конденсатору, -отличающееся

тем, что, с целью расширения области применения, упрощения и повышения точности включения в момент перехода напряжения через нулевое значение, блок управления выполнен в виде трехфазного двухполупериодного вьтрямительного моста, нагруженного вновь введенным балластным резистором, в соответствующие плечи указанного моста включены вновь введенные управляющие диоды оптронных тиристоров, вь ходные элементы которых включены последовательно соответственно в цепи заряда и разряда накопительного конденсатора, в цепь разряда накопительного конденсатора включен управляющий диод вновь введенного дополнительного оптройного тиристора, выходной элемент которого включен к цепочку, состоящую из последовательно соединенных ключа управления и вновь введенных управлякйцих диодов силовых оптронных тиристоров силового блока, а указанная цепочка подключена к выходу вспомогательного вьтрямителя

силового блока.

((

«

fl- Uc

t1 Pi

Редактор Т.Лазоренко

Составитель К.ПЫлан Техред Л. Сердюков а

Заказ 1362/55

Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

иЛ

t

61(1.2

Корректор М.Васильева

Подписное